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混凝土桩的完整性问题

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本文描述了可能导致的某些构造实践混凝土桩的完整性问题还有钻孔井。在钻孔灌注桩施工过程中，任何位置都可能出现缺陷。最常见的桩完整性问题类型是存在空隙;不一致的混凝土混合，混凝土;淤积的地下水或泥浆;几何误差。这些缺陷可以根据缺陷发生在构建序列中的位置进行分类。

什么是桩完整性?

一般来说,桩的完整性是指(Astm d 5882)至深地基及桩基的某些特性，例如:

  • 桩的物理尺寸(长度或截面);
  • 桩体的连续性(存在空隙或主要裂缝);而且
  • 桩料的一致性。

某些桩基施工实践可导致钻孔井出现缺陷。这些缺陷可能是主要的空隙，质量差的混凝土，几何误差，以及淤积的泥浆或地下水。这些缺陷可能会对承载能力和载荷分布特性产生负面影响。桩和深地基通过摩擦和/或站在基岩上，将顶部结构载荷传递到坚固的基底上。当混凝土桩的完整性不存在重大问题时，这种荷载传递是有效的;缺陷可能导致部分沉降，导致顶部结构严重损坏或倒塌。

打桩施工方法

在开始之前，让我们简单回顾一下主要的三种桩施工方法:

  • 干燥的方法:在这个过程中，钻孔被挖开，然后直接用混凝土回填。
  • 套管的方法:在这个过程中，在浇筑混凝土之前，使用临时套管来支撑钻孔，防止崩落，防止地下水入侵。
  • 直接泥浆排量:在这种方法中，在开挖过程中使用钻井液来稳定钻孔。然后通过将混凝土置于流体下方来置换液体下料管道。

有不同的钻井方法，和不同类型的钻井液。无论设计工程师选择何种工艺，都必须确保混凝土桩中没有空隙或不良斑块形成。还应确保新混凝土的性能和特性符合特定钻孔方法的要求。特里米指南深基础混凝土(DFI, 2018)提供混凝土材料的规格。

桩施工-钻孔
桩施工。钢筋

混凝土桩最常见的完整性问题

施工方法会对钻孔井的完整性产生负面影响。每个施工场地都是独特的，根据土壤类型和地下条件，采用合适的施工方法。这使得每个竖井的建设都是一个独特的项目。另一个复杂的问题是，钻孔和协调问题都发生在轴内部，远离承包商或检查员好奇的眼睛，因此很难验证钻孔轴的质量和完整性(迈克尔·w·奥尼尔，TRB, 1991）

这组元素的质量控制过程在很大程度上是通过间接测量其他参数，即桩对驱动或钻孔的阻力，或其他无损检测技术(NDT)。NDT方法可以揭示混凝土桩的这一隐藏部分。（了解更多:无损检测方法的桩完整性检测）

完整性问题通常根据在施工周期中出现缺陷的位置:

  • 一般施工问题引起的缺陷
  • 钻井问题引起的缺陷
  • 套管管理问题导致的缺陷
  • 泥浆管理问题引起的缺陷，以及
  • 由设计缺陷引起的缺陷。

(来源:迈克尔·w·奥尼尔，TRB, 1991）

一般施工问题

不正确的施工程序会导致钻孔井出现缺陷。一般施工问题引起的缺陷可分为两类一般常见缺陷:

  • 自由落体过程中出现的问题如果选择适当的混凝土混合物，则允许使用自由落体方法将混凝土输送到钻孔井的底部。然而，如果不采取预防措施，使混凝土流远离钢筋或基坑两侧，就会发生离析。这可能会导致钢筋附近出现小空隙。隔离混凝土通常密度较小，而且往往具有较低的纵波速度。
  • 不定位钻井:一般情况下，钻孔井承包商应放置轴，使钻孔井应在3英寸(75毫米)内的计划位置在轴的顶部，挖掘中心垂直于
    在2%以内。当承包商将井筒钻出预定位置时，会导致混凝土覆盖不足，导致桩偏心加载。
桩缺陷-由自由落体混凝土和离析引起的问题

由钻孔问题引起的缺陷

每个工地应选择合适的钻孔方法和设备，否则可能会造成混凝土施工时土壤脱落等缺陷。

钻井问题引起的桩体缺陷

套管管理导致的完整性问题

临时套管处理和管理不善是桩完整性问题的常见来源。套管管理不当会导致以下问题:

  • 使用脏和/或凹陷的套管:这可能会增加混凝土-套管的剪应力(在提升套管时)，这可能会在套管底部的混凝土中产生张力，并产生“颈缩”。这将用土壤或地下水，甚至空隙来取代混凝土。在极端情况下，这可能导致下段完全不连续。
  • 取套管延迟:套管内混凝土过早凝固或套管提取延迟(套管留在井眼内)可能是摩擦桩的主要问题，主要原因是土-混凝土侧阻力远大于土-钢阻力。
  • 混凝土配合比差
套管管理不善导致的桩体缺陷
套管管理不善导致的桩体缺陷

泥浆管理中出现的完整性问题

浆料管理不善会影响混凝土桩的完整性和质量。

  • 轴的底部清洗不当
  • 钢笼和Tremie放置延迟:这个问题，以及上面提到的一个可以导致创建一个子弹形状的轴底座(下面的空隙);这将影响基础承载力。
桩体缺陷-泥浆管理

混凝土钻孔轴的主要缺陷

1-主要空洞

与裂缝类似，空隙也会影响桩料的一致性和质量。孔洞会影响混凝土桩的承载能力，因为孔洞会减小混凝土桩的有效截面尺寸。桩体完整性测试不能提供有关位于主要空隙或裂缝下方的桩体部分的任何有用信息。

2-土壤包裹体

根据陈汉凤(1987)在桩体内夹杂异物、土块、泥浆等会对桩和深基础的完整性产生负面影响。这种情况的发生可能是由于井壁滑入孔中，可能会在桩的长度上产生间隙。夹杂土会影响桩的承载能力。通过声波评估土壤包裹体是相当具有挑战性的，因为硬化混凝土和土壤两个区域之间的声阻抗可能并不显著。桩基完整性测试(声波回波)等方法可用于桩基完整性问题的评估。

3 -柱头

软粘土中，混凝土桩轴在浇筑过程中会发生缩颈现象。这种截面的快速变化(颈缩的结果)可能是完整性问题的根源。缩颈会影响混凝土桩的承载能力。根据Zhaoyin周，“泥浆性能差，失水大，导致塑料层遇水膨胀或形成松散的蜂窝状厚泥饼;相邻桩间距不合理、土层内应力未扩散、软粘土在新孔内蠕变、钻头尺寸磨损过大等是造成桩体变形的主要原因。

4 -膨胀

El-Wakil和Kassim引证凸起被定义为一种桩形缺陷;鼓胀使桩长沿某些区域的截面增大。鼓胀虽然可以增加桩的极限承载能力，但仍被认为是桩的缺陷，应加以研究。桩完整性检测可以有效地识别混凝土桩的胀形和缩颈。

如何评估诚信问题?

根据ASTM D5882，桩完整性是指对桩体物理尺寸、桩体连续性、桩体材料一致性的定性评价。不同的无损检测方法已经被开发用于评估桩和深基础的完整性:

  • 低应变冲击完整性测试(了解更多）
  • 井间声波测井
  • 高应变完整性试验(动态分析仪)
  • 热完整性剖面

了解更多

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关于“混凝土桩完整性问题”的17个思考

  1. 广播:如何进行桩完整性测试| FPrimeC解决方案欢迎您的加入

  2. 广播:现有桩的再利用- NDT如何帮助| FPrimeC解决方案欢迎您的加入

  3. ahsan

    是的，PIT越来越流行了。但在没有现场代表性桩(参考桩)的情况下，基坑发源图的解释可能会导致对问题的误判。

    回复

  4. 广播:如何进行桩完整性测试-桩

  5. 广播:现有桩的再利用- NDT如何帮助- iPile

  8. 广播:混凝土桩质量控制| FPrimeC解决方案欢迎您的加入

  10. 广播:什么是桩完整性测试?| 欢迎您的加入FPrimeC解决方案

  11. 达芙妮•

    谢谢你的解释，混凝土打桩的质量控制需要通过间接参数的测量来完成，所以应该由有经验的人来做。我正在学习更多关于混凝土打桩的知识，这样我就可以评估我们定制房屋的地基选择。我很高兴读了你的文章，因为现在我明白了为什么为这项工作找到最好的承包商是很重要的。

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  14. 温和的

    这些桩的预期破坏百分比是多少?
    我是说，如果你倒10堆
    有多少桩成功了，多少桩失败了?

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  16. 机会做饭

    我不知道如果不正确练习，打桩会导致钻孔井出现缺陷。这听起来像是一场灾难即将发生。所以我宁愿从一开始就做些更安全的计划。

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