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钻孔灌注桩承载力不足原因分析与加固处理

豆 丁 推 荐 ↓精 品 文 档3裂缝的预防措施3.1严格控制混凝土施工配合比。

根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比。

严格控制水灰比。

选择级配良好的石子,减小空隙率和砂率以减少收缩量,提高混凝土抗裂强度。

3.2商品混凝土。

在满足可泵性、和易性的前提下尽量减少出机坍落度、降低砂率、严格控制骨料的含泥量、掺加粉煤灰等混合材料,如出现裂缝,在混凝土终凝前进行二次抹光,然后及时洒水或覆盖。

3.3在混凝土浇捣前,应先将基层和模板浇水湿透,浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。

混凝土在浇筑时应连续施工,中间不得停歇,如果必须停歇其时间越短越好,并保证第一层混凝土未凝固之前浇上第二层混凝土。

3.4在钢筋密集处及复杂部位,应认真分层振捣密实,防止上排钢筋人为弯曲导致保护埋线管多与大跨度房间楼面裂缝最容易发生处等,应重点整修。

混凝土在浇筑时对裂缝的易发部位和负弯矩受力最大区域,应铺设临时性活动挑板,尽量避免上层钢筋受到踩踏变形。

3.6严格施工操作程序,不盲目赶工,楼层混凝土浇筑完后的必要养护必须获得保证。

主体结构阶段的楼层施工速度宜控制在6-7d一层为宜,以确保楼面混凝土获得最起码的养护时间。

3.7科学安排楼层施工作业计划,在楼层混凝土强度达到1.2N/m m2之前不得在上面踩踏或安装模板及支架。

在模板安装时,吊运(或传递)上来的材料应做到尽量分散就位,不得过多地集中堆放,以减少楼面荷重和振动。

3.8混凝土楼板浇筑完毕后,表面刮抹应限制到最低程度,防止在混凝土表面撒干水泥刮抹,并加强混凝土的早期养护。

楼板浇筑后,对板面应及时用材料覆盖、保温,认真养护,防止强风和烈日曝晒。

未浇后浇带前就将已经浇筑完毕的部分梁板模板、支柱拆除而导致梁板形成悬臂,造成变形。

4结论总之,对现浇钢筋混凝土楼面裂缝的问题,首先应认真分析其裂缝产生的原因,编制详细的混凝土施工方案并采取科学有效的预防措施,落实好班组技术交底,并抓好现场施工管理,加强施工中的质量监督;其次是一旦出现裂缝,也要采取措施进行必要的处理,以确保混凝土结构的安全使用。

参考文献:[1]王宗昌,方德鑫,王晓菊.建筑工程质量控制实例.北京:科学出版社,2004.[2]王宗昌,尹金生.建筑施工细部操作质量控制.北京:中国建筑工业出版社,2007.[3]腾绍华,杨春宁.建筑施工技术手册.(第2次修订版)(精).金盾出版社.2005.[4]陆关林,钱爱军.现浇钢筋混凝土楼面裂缝的防治.摘要:本文结合工程实例和工程地质状况,在桩基静载试验的基础上,从多方面分析了钻孔灌注桩基承载力不足的原因,提出了提高桩基承载力的有效处理措施———桩端后压浆加固技术,并对加固施工前后承载力分析比较进行了深入阐述。

关键词:钻孔灌注桩;桩基承载力;桩侧摩阻力;桩端后压浆;加固处理中图分类号:TU32/399(02)文献标识码:B文章编号:1008-0422(2009)09-0160-031工程概况湖南某大型商业中心为二层地下室,其工程桩基主要为φ600m m钻孔灌注桩,共有828根,φ900m m的钻孔灌注桩桩作为深基坑立柱桩,共有240根,并采用一柱一桩的形式。

根据设计要求,施工前进行了试桩施工,以取得合理的施工参数,为全面施工创造条件。

试桩施工采用静压试桩共7组,其中φ600m m抗压桩5组,φ900m m抗压桩2组。

φ600m m桩桩长38.5m,桩底标高-36.30m,进入⑦2层土约6m;φ900m m桩桩长48.5m,桩底标高-46.30m,进入⑦层土约16m。

本工程采用正循环施工工艺,考虑到本工程的③2、⑦2层土含砂率较高,根据试成孔检测结果,成孔泥浆比重控制在1.25~1.30范围以内,为保证桩侧摩阻力二次清孔的泥浆严格控制在1.2g/c m以下。

土层分布及摩阻力测试元件的布设位置见图1。

2钻孔灌注桩试桩测试分析2.1静载试验情况施工完成后,对各组试桩按照设计要求进行锚桩法静载试验,φ600m m的钻孔桩设计要求最大极限加载量为4200kN,φ900m m的钻孔桩的设计要求最大极限加载量为9100kN。

图2和图3表示了各组试桩的静载试验的P-S曲线。

根据静载试验曲线,得到的各组试桩极限承载力的结果汇总如表1所示。

从表1可以看出,上述7组试桩的极限承载力均未达到设计要求的数值,φ600m m的桩其极限承载力为设计值的70%~90%,而φ900m m的桩的极限承载力为设计值的50%~60%,仅仅为设计值的一半左右,静载试验结果远远低于设计要求。

2.2钻孔桩桩侧摩阻力测试情况我们再将φ900m m的2根钻孔桩桩侧摩阻力测试结果与《地基基础设计规范》中给定的设计取值进行对比。

从中可以看出摩阻力实测值与勘查报告给定值相差较大,尤其是深层土层的桩侧摩阻力。

⑦2层的实测摩阻力仅为建议值的0.38~0.56,⑦1层的实测摩阻力为建议值的作者简介:黄宇军(1968-),男,湖南长沙人,湖南省沙坪建筑有限公司工程师,从事建筑施工管理工作。

0.27~0.67,⑥层的实测摩阻力为建议值的0.53~0.88。

测试分析发现,这些桩基的桩侧摩阻力发挥水平远远低于设计要求,是上述试桩极限承载力大大降低的直接诱因。

3钻孔灌注桩承载力偏低的原因分析3.1成孔过程导致桩侧泥皮和桩底沉淤过厚的影响结合图2和图3从7组试桩的P-S曲线分析,钻孔桩的静载试验破坏不是桩端持力层地基的破坏,而是桩底沉淤过厚所致,其实测值远小于理论计算值,特别是φ900m的桩,甚至小于桩侧摩阻力,总承载力最小仅为理论计算值的50%,大幅度地降低,符合桩侧泥皮和桩端沉淤过厚导致承载力偏低的特点。

而且从图2还可以看出,在静载试验过程中,当桩底沉淤被压缩后,钻孔桩的静载试验曲线又呈现缓慢发展的渐进破坏模式,这是与桩端为中粗砂土层正常破坏的典型表现是相一致的,也说明桩端存在较厚的软弱沉淤。

而且桩端存在软弱的沉淤不仅影响桩端阻力的发挥,而且制约着桩端附近桩侧摩阻力的正常发挥。

3.2浇灌混凝土在桩端附近桩侧产生附加泥皮的影响根据桩侧摩阻力测试结果,可以看出钻孔桩桩端附近土层的桩侧摩阻力存在明显的退化现象,并随着离开桩端距离的增加而减弱,即表现为桩端减弱效应。

笔者认为这种桩端效应主要同桩端沉渣在导管灌注混凝土过程中形成的附加泥皮有密切关系。

目前我国多采用导管法灌注混凝土,首灌时放开隔水栓使漏斗中的混凝土连同隔水栓向孔底猛落,将导管内水挤出,混凝土从导管下落至孔底堆积,并使导管埋在混凝土内。

如果孔底有较厚的沉渣,甚至夹含较多的浮泥,在混凝土下泄时产生的一股很大冲击力作用下,有一部分沉渣被浮托到混凝土项面,一部分沉渣(含浮泥)被挤到边角与孔壁处,还有部分沉渣(含浮泥)仍然留在桩端并形成一个软垫。

随后混凝土继续由导管灌入钻孔中,此时灌入的混凝土对首灌混凝土的冲击作用明显减弱,但隔在孔壁与混凝土之间的沉渣(含浮泥)仍有部分会随着混凝土的灌注而沿着孔壁上移,另有部分可能与混凝土形成混合物。

由此造成靠近桩端附近的孔壁上的泥皮厚度要大于上面的泥皮厚度,并且离开桩端的距离越近泥皮的厚度显然就越大。

因此,从施工工艺过程及其对桩侧阻力的影响来讲,笔者认为钻孔桩桩土界面的泥皮从概念上应划分为两个部分:一是钻孔完毕并通过清孔后在孔壁中存留的泥皮:还有就是灌注桩身混凝土施工时在孔壁中产生的附加泥皮。

引入附加泥皮概念可以反映桩底沉渣对桩端附近桩侧阻力产生的特殊影响,尽管在钻孔桩桩端附近的桩土侧摩阻力大小受清孔后存留泥皮和附加泥皮两部分厚度之和的影响,但是由于清孔后存留泥皮厚度可近似看作为不变值,因此,从引起桩端附近侧摩阻随离开桩端的距离而变化的原因来看,钻孔桩的桩端效应主要是由于附加泥皮呈现出随着离桩端距离增大减小的厚度分布规律而激发的。

3.3成孔时间较长和桩侧砂土泡水软化的影响本工程桩侧存在深厚的砂土层,当成孔时间较长时(25~29h),天然状态为中密、密实的砂层在成孔引起的应力释放情况下,会出现应力松弛现象,当长时间浸泡在原土造浆的泥浆水内,将产生泡水软化现象,直接影响桩土界面的质量,使得在浇灌混凝土后在桩土界面存在软弱的夹层,影响深厚好土层的桩侧摩阻力的正常发挥。

3.4正循环施工工艺的内在缺陷从本地区深埋中密~密实砂性土中钻孔桩摩阻力实测结果和大量静载试验异常现象分析,对于⑦2、⑨及其下的砂性土层,当这些砂土层的任一层作为钻孔灌注桩持力层,并且桩端进入该土层的深度达到15~20m的条件下,这时该土层的钻孔桩摩阻力实测值与规范建议值的比值将出现在低限值附近。

从现有的数据来看,可以将这些土层的低限值大体视为在0.33~0.20范围内,与深埋粘性土层的钻孔桩摩阻力值相比,深埋的砂性土层的钻孔桩摩阻力γ值则更加低,钻孔桩摩阻力与埋深、砂土密实度之间实际关系图1-土层分布及测试元件位置图2-φ900m m试桩的P-S曲线图3-φ600m m试桩的P-S曲线表1-静载试桩结果序号1 2 3 4 5 6 7桩号151202207249257133232桩径(m m)600600600600600900900最大加载量(kN)4200420042004200420081909100极限承载力(kN)2940378033603360336045505460桩顶最大沉降量(m m)92.1669.1263.58148.06105.10155.00281.77残余沉降量(m m)76.2458.9152.23137.9293.06144.92268.55回弹量(m m)15.9210.2111.3510.1412.0410.0813.22161图5-桩侧后注浆后的桩的P--S曲线的相应建议关系也呈现完全背离的趋势。

大量工程经验,试桩测试数据及沉降观测资料已证实,⑦2、⑨及其下砂性土层,是所有土层中压缩性能与强度性能均属最优的深埋土层。

但是,就是这样砂性土层却是本地区所有土层钻孔桩摩阻力值中出现最低值的土层。

在这里就出现一种很矛盾的现象:本地区压缩性能、强度性能最好的土层与钻孔桩摩阻力γ值出现最低值的土层却发生在相同土层中。

这一矛盾的现象既说明采用原土造浆正循环钻进施工方法,不仅不能发挥深埋砂性土层在强度与埋深上的内在优势,反而造成该砂性土层的钻孔桩摩阻力大幅度折减,又说明该施工方法存在不可克服的固有缺陷。

4采用后压浆加固处理和试验结果分析4.1加固机理钻孔灌注桩的桩端效应实际上是与现行的施工技术与工艺有着密切的关系,因而通过对施工技术与工艺的改进,可以削弱钻孔桩的桩端负面效应。

钻孔灌注桩后压浆技术是最近发展起来的用于泥浆护壁钻孔灌注桩以提高其承载力的一种行之有效的新技术,压浆分为桩端压浆和桩侧压浆两种,其施工工艺是:钻孔灌注桩下笼时在钢筋笼上固定压浆导管于桩底、桩侧一定深度,在成桩后3-7d内,通过压浆导管向桩侧桩底高压注入一定量的水泥浆,提高桩的承载能力。

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