[背景材料]某沿海大桥,其主墩基础有40根桩径为1.55m的钻孔灌注桩,实际成孔深度达50m。桥位区地质为:表层为5m的砾石,以下为37m的卵漂石层,在以下为软岩层。承包商采用下列施工方法进行施工:
场地平整,桩位放样,埋设护筒之后,采用冲击钻进行钻孔。然后设立钢筋骨架,在钢筋笼制作时,采用搭接焊接,当钢筋笼下放后,发现孔底沉淀量超标,但超标量较小,施工人员采用空压机风管进行扰动,使孔底残留沉渣处于悬浮状态。之后,安装导管,导管底口距孔底的距离为35cm,且导管口处于沉淀的淤泥渣之上,对导管进行接头抗拉试验,并用1.5倍的孔内水深压力的水压进行水密承压试验,试验合理后,进行混凝土灌注,混凝土塌落度18cm,混凝土灌注在整个过程中均连续均匀进行。
施工单位考虑到灌注时间较长,在混凝土中加入缓凝剂。首批混凝土灌注后埋置导管的深度为1.2m,在随后的灌注过程中,导管的埋置深度为3m。当灌注混凝土进行到10m时,出现塌孔,此时,施工人员立即用吸泥机进行清理;当灌注混凝土进行到23m时,发现导管埋管,但堵塞长度较短,施工人员采取用型钢插入导管的方法疏通导管;当灌注到27m时,导管挂在钢筋骨架上,施工人员采取了强制提升的方法;进行到32m时,又一次堵塞导管,施工人员在导管在导管始终处于混凝土中的状态下,拔抽抖动导管,之后继续灌注混凝土,直到顺利完成。养生一段时间发现有断桩事故。
[问题]:
(1) 断桩可能发生在何处,原因是什么?
(2) 在灌注水下混凝土时,导管可能出现的问题有哪些?
(3) 若在施工过程中出现钢筋笼上浮,则原因为什么?
(4)钻孔灌注桩的施工的主要工序是?
(5)塞管处理的方法有哪些?
(6)钻孔的方法有哪些?
[参考答案]:
(1)a.可能发生在10m处:吸泥机清理不彻底时,形成灌注桩中断或混凝土中夹有泥石。
b.可能发生在27m处;采取强制提升而造成导管脱节。
(2)进水,塞管,埋管
(3)a:导管提升钩挂
b:混凝土灌注不应匀速进行。(当导管底口低于钢筋笼底部3m至高于钢筋笼底2m之间,且混凝土表面在钢筋笼底部上下1m之间时,应放慢混凝土灌注速度)
(4)埋设护筒,制备泥浆,钻孔,清底,钢筋笼制作与吊装,灌注水下混凝土
(5)可采用拔抽抖动导管(不可将导管口拔出混凝土面)
当所堵塞的导管长度较短时,也可以用型钢插入导管内来疏通导管,也可以在导管上固定附着式振捣器进行振动
(6)冲击法 冲抓法 旋转法
案例32
[背景材料]平原微丘区某大桥,桥位区地质为:表面层为6m卵石层,以下为软岩层34m。桩基础直径为1000mm,深度为40m。施工单位采用反循环回旋法钻进。具体方法为:
将钻机调平对准钻孔,把钻头吊起徐徐放入护筒内,对正桩位,等泥浆输入到孔内一定数量后,开始慢速钻进,待导向部位或钻头全部进入地层后,加速钻进,钻进过程中,采用减压法且始终保持泥浆水头高度高出孔外水位0.6m,每进2~3m,检查孔径,竖直度,钻至一段时间后,有严重坍孔发生,施工人员采用粘质土并掺入5%~3%的水泥沙浆回填,之后马上重新钻孔,钻至20m时,遇软塑粘质土层,发生糊钻,此时,施工人员提升钻头空转一段时间后,再下落适当放慢速度钻进。钻至30m时遇到坚硬岩石,井架产生晃动,钻杆倾斜,不能进尺,立即终孔。
[问题]:
1、施工单位终孔措施是否正确?说明理由?
2、塌孔处理方法是否正确?
[参考答案]
1、不正确。对地质不明确的地段应进行地质补钻,根据地质补钻所得岩石厚度,硬度,能满足桩的承载力时,进行终孔
2、不正确。回填后,应等待数日待填土沉实后,再重新钻孔。
案例33
[背景材料]某大桥,全长5000m,其中主桥主跨为210m的连续钢结构,主桥下部构造为钢结构墩,采用宽1.8m的实心双薄壁墩,连续墩采用实心墩,主桥钢构墩采用桩径2.0m,桩长93m的摩擦桩。其中2号墩地处岩层较破碎,采用便道筑岛,砂袋护面,MT-150钻机全护筒钻机成孔。钻机采用日本三菱重工产品,机身长10.57m,宽3.8m,高16.06m,自重51t,随机附带钢护筒,每节分别长2m,3m,6m。施工过程中,安放钢笼时,钢筋笼直接支撑在孔底。导管采用MT-150钻孔机配套设备,为直径250mm,长分别为 1m,2m,3m。混凝土在拌和站自动计量上料拌和,三台罐车运输,现场用泵车将混凝土直接输送到导管内。导管提离孔底20~30cm,剪球后,导管埋深为2~4m。护筒根据上拔的具体情况逐节拆除,其中在混凝土中保持了最大深度为0.5m。混凝土灌注过程中出现坍孔,用抽泥机清理后继续灌注混凝土,完成后发现有断桩。
[问题]:
1、出现坍孔的原因是什么?
2出现断桩的原因是什么?
[参考答案]:
1、护筒埋深一般最大埋深2m,最小0.5m。此题埋深过小,在上拔时使护筒脱离混凝土,发生坍孔。
2、坍孔时,用吸泥机清理不彻底,混凝土夹有泥石。
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