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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混凝土桩的完整性问题和钻轴。在钻孔灌注桩施工过程中的任何一点都可能出现缺陷。最常见的桩完整性问题类型是存在空隙;混凝土混合不一致,混凝土;困住的地下水或泥浆;和几何误差。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)至深基础及桩的某些特性,例如:

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

某些桩施工实践会导致钻孔轴的缺陷。这些缺陷可以是主要的空隙,质量差的混凝土,几何误差,和滞留的泥浆或地下水。这些缺陷会对结构的承载能力和载荷分布特性产生负面影响。桩和深基础通过摩擦和/或站在基岩上,将顶部结构载荷传递给强基板。当混凝土桩没有重大完整性问题时,这种荷载传递可以有效地进行;缺陷可能导致顶部结构的部分沉降或严重损坏或倒塌。

桩施工方法

在开始之前,让我们先简单回顾一下桩的主要三种施工方法:

  • 干燥的方法:在这个过程中,钻孔被挖开,并直接回填混凝土。
  • 套管的方法:在此过程中,使用临时套管来支撑钻孔,防止坍落,并在放置混凝土之前防止地下水侵入。
  • 直接泥浆排量:该方法在开挖过程中使用钻井液来稳定钻孔。然后通过在液体下方放置混凝土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。设计工程师无论采用何种工艺,都必须确保混凝土桩中不出现空洞或不良斑块。还应确保新混凝土的性能和特性满足特定钻孔方法的要求。特里米导游C深基础用混凝土(DFI, 2018)提供混凝土材料的规格。

打桩施工-打孔
桩结构-钢筋

混凝土桩最常见的完整性问题

施工实践可能对钻井井的完整性产生负面影响。每个施工现场都是独特的,根据土壤类型和地下条件,采用合适的施工方法。这使得每个竖井的施工都成为一个独特的项目。另一个复杂的问题是,钻井和协调问题都发生在井筒内,远离承包商或检验员好奇的眼睛,使其非常难以验证的质量和完整性钻孔井筒(迈克尔·w·奥尼尔,交通研究中心,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,如桩对打桩或钻孔的阻力,或其他无损检测技术(NDT)。无损检测方法可以对混凝土桩的这一隐蔽部位进行检测。(了解更多:桩完整性检测的无损检测方法

完整性问题通常根据缺陷发生时在施工周期中的位置:

  • 由一般施工问题引起的缺陷,
  • 钻井问题引起的缺陷
  • 套管管理问题造成的缺陷
  • 泥浆管理问题引起的缺陷,以及
  • 设计缺陷造成的缺陷。

(来源:迈克尔·w·奥尼尔,交通研究中心,1991

一般施工问题

不正确的施工程序会导致钻井缺陷。一般施工问题产生的缺陷可分为两种一般常见缺陷:

  • 自由落体过程中产生的问题如果选择了适当的混凝土混合,则允许采用自由落体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来引导混凝土流远离钢筋或挖掘的侧面,就会发生离析。这可能会在钢筋附近产生小的空隙。离析混凝土通常密度较低,往往具有较低的纵波速度。
  • 脱位钻井一般而言,钻孔竖井承包商放置竖井时应使钻孔竖井在竖井顶部距平面位置3英寸(75毫米)以内,且挖掘中心垂直于
    在2%。当承包商将竖井钻出预定位置时,将导致混凝土覆盖不足和桩偏心加载。
桩体缺陷-由混凝土自由落体和离析引起的问题

钻井问题造成的缺陷

每个工地应选用适当的钻孔方法和设备,否则可能会造成某些缺陷,例如浇筑混凝土时土壤脱落。

从钻孔桩的缺陷问题

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。由于套管管理不当,可能会出现以下问题:

  • 使用脏的和/或凹陷的套管:这可能会增加套管与混凝土之间的剪切应力(在抬升套管时),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,甚至是空隙来取代混凝土。在极端情况下,这可能导致下段完全中断。
  • 出套管延迟:在摩擦桩中,套管内混凝土过早凝结或套管提取延迟(套管留在井眼内)可能是一个主要问题,主要是因为土-混凝土侧阻力远大于钢-土阻力。
  • 混凝土配合比和易性差
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

泥浆管理不善会影响混凝土桩的完整性和质量。

  • 轴底座清洗不当
  • 放置钢笼和Tremie的延迟:这个问题,加上上面提到的问题,可能会导致创建一个子弹形状的轴基座(下面的空隙);这将影响基础承载力。
桩体缺陷-浆体管理

混凝土钻孔轴的主要缺陷

1 -大孔隙

与裂缝类似,孔洞会影响桩体材料的一致性和质量。孔洞减小了混凝土桩的有效截面尺寸,影响了混凝土桩的承载能力。桩完整性测试不能提供关于位于主要空隙或裂缝下面的桩的任何有用信息。

2 -土壤包含

根据陈汉凤(1987)在桩体内夹杂外来物质、土块、泥浆等会对桩的完整性和深基础产生负面影响。这可能是由于钻孔壁滑入孔内造成的,可能会在桩的长度上产生间隙。夹土对桩的承载能力有一定的影响。通过声波评估土壤包裹体可能是相当具有挑战性的,因为硬化混凝土和土壤之间的声阻抗可能不显著。桩基完整性测试(声波回波)等方法可用于评价桩基完整性问题。

3 -柱头

软土条件下的混凝土桩在浇筑过程中会发生桩颈缩。这种截面的快速变化(由于颈缩)可能是完整性问题的根源。缩径会影响混凝土桩的承载能力。根据Zhaoyin周,“泥浆性能差,失水大,导致塑料层水膨胀或形成松散的蜂窝状厚泥饼;相邻桩基间距不合理、土层应力未扩散、软土在新孔内蠕变、钻头尺寸磨损过大等都是造成该问题的主要原因。”

4 -膨胀

El-Wakil和它们与引证鼓胀被定义为一种桩形缺陷;胀形使沿桩长一定区域的桩截面增大。胀形虽然可以提高桩的极限承载能力,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颈缩。

如何评估诚信问题?

根据ASTM D5882,桩完整性是指对桩的物理尺寸、桩的连续性、桩材料的一致性等进行定性评价。不同的NDT方法被开发来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)
  • 热完整性分析

了解更多

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关于“混凝土桩完整性问题”的17条思考

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  3. 是的,PIT越来越流行了。但在没有现场代表桩(参考桩)的情况下,对PIT起源图的解释可能会导致对问题的结论产生误解。

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  8. 谢谢您的解释,混凝土打桩的质量控制必须通过间接参数的测量来完成,所以应该由有经验的人来完成。我在努力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住宅的基础选择。我很高兴我读了你的文章,因为现在我知道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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