混凝土灌注桩完整性及沉渣厚度的检测研究

研究目的:铁路基础混凝土灌注桩完整性及沉渣厚度的检测多采用反射波法进行,所测反射波曲线首先要确定桩端深度和速度值,而桩端深度和速度值的确定受多因素影响,有时造成误判,为此对铁路基础混凝土灌注桩完整性及沉渣厚度的检测进行研究。研究结论:(1)桩较短(较长)的摩擦灌注桩,桩端反射波曲线呈正向特征;桩较短的灌注端承桩以及桩较长且桩端岩层是水平状的灌注端承桩,其桩端反射波曲线呈反向特征;桩较长且桩端岩层是倾角产状以及桩体混凝土强度与桩端岩体强度相等的灌注端承桩,其桩端反射波曲线无桩底反射;(2)灌注桩混凝土坍落度应控制在容许值的上限180 mm,并取同地区、同环境、同材料、同标号混凝土坍落度上限值180 mm、下限值220 mm的模型桩反射波速度检测,得到混凝土桩的反射波速度上临界值和下临界值,且被测桩的速度值应在其上下临界值间,高于其上临界值是桩的施工桩长未达设计桩长,低于其下临界值是桩存在缺陷;(3)对于摩擦灌注桩较长的桩端反射波曲线正向幅值大于桩较短的桩端反射波曲线正向幅值,其桩较长的桩端下有软土;(4)沉渣厚度要控制在容许范围,确保混凝土灌注时在重力加速度的冲击力作用下,达到桩端下无沉渣;(5)此成果可应用于铁路基础混凝土灌注桩桩身质量完整性及沉渣厚度的检测。     

灌注桩自动控制检测仪器的设计与应用

针对灌注桩施工质量及钻孔内泥浆浓度无法实时监控的问题,根据钻孔内泥浆浓度、沉渣厚度及混凝土对应变片产生不同的侧向压力而提出一种新型仪器,旨在实现对灌注桩从钻机成孔到混凝土灌注各个施工过程中的可视化检测;并为钻孔过程中,针对泥浆提供一种自动控制与检测设备,即实现了自动控制制浆、送浆、关停泥浆泵、检测泥浆浓度的一套自动化设备。研究结论:(1)随时检测成孔过程中护筒内泥浆的高度和浓度,并视情况自动控制送浆泵的开停;(2)实现对钻孔内任一层泥浆浓度及沉渣厚度的检测,可有效提醒何时达到灌注要求;(3)在灌注混凝土过程中,通过自动检测钻孔内的灌注高度,实现对拔导管根数、混凝土灌注量及抽浆泵开停的控制;(4)实现对孔径、孔中孔洞和人防位置等孔内情况的检测及对钻机钻头磨损情况的控制;(5)本研究成果可为灌注桩检测提供一种可视化方法。     

高压风清孔在钻孔桩施工中的应用

为满足《客运专线铁路桥涵施工质量验收暂行标准》的要求,通过工程实践提出高压风清孔工艺。该工艺操作简单,能有效地缩短清孔时间,减少孔底沉渣。成桩后经钻芯取样检验,桩身混凝土与桩底岩石黏结在一起,无沉渣。     

铁路路基端承桩施工问题探讨

研究目的:铁路路基端承桩施工中经常出现桩与基岩面接触不好,端承力不够,接触面处易形成土体沉渣,容易造成地基不稳。通过采取相应检测方法和相应施工设备,使铁路路基端承桩底沉渣厚度不应大于50 mm,使桩端接触良好,提高施工质量,满足规范要求。研究结论:(1)以钻芯灌注桩的混凝土有效桩深为依据,对其桩做反射波法检测,可得出反射波曲线桩底呈正向特征,并可从反射波曲线中计算出反射波的速度值;(2)以上述速度值为参数,可用于被反射波法检测确定的桩深度;(3)取反射波法检测确定的桩深度与机械施工时的施工桩深度进行比较,若施工桩深度大于反射波法检测确定的桩深度,其差值为桩底沉渣厚度;(4)一个检验批次应不少于三个钻探孔的桩底沉渣厚度验证,沉渣厚度超过规范要求端承桩应返工处理;(5)端承桩的施工一定选取满足端承条件的端承机械设备,其端承桩施工设备不仅可用于端承桩施工,也可用于摩擦桩施工,但摩擦桩施工设备不可用于端承桩施工。     

特种护壁泥浆在大孔径桩基施工中的应用

针对钻孔桩成孔时因地层松散、灌注水下混凝土之前的孔壁自立时间过长而造成塌孔的问题，采用特种泥浆护壁取得良好效果。文章介绍特种泥浆护壁的作用机理及施工工艺、实际应用效果。     

声波法检测软土地区灌注桩的完整性研究

研究目的:某软土地区新建铁路桥梁的灌注桩,其完整性采用声波法检测。据声波法检测的缺陷异常特征判断的不合格桩,对其进行钻芯及开挖验证,发现声波法检测缺陷性质特征分别为桩周严重缩径、桩半边夹泥、桩全断面夹泥,本文就声波缺陷异常特征与缺陷性质特征的关系展开研究,为不合格桩进行工程处理确定方案,并分析原因改进施工措施,使所有灌注桩一次施工均达到Ⅰ类合格桩。研究结论:(1)软土地区桥梁灌注桩施工时受地下水影响,易塌孔、涌孔,桩底有沉渣,采用声波法的平测、斜测相结合进行完整性检测;(2)声波速度大于完整桩声波速度的85%的桩,为Ⅰ、Ⅱ类合格桩;(3)夹泥露筋桩声波速度仅为完整桩声波速度的70%～85%,且桩中心混凝土较致密,随着时间的推进,钢筋锈断,桩的有效截面积减小,耐久性、承载力、抗剪力均降低,为明显缺陷Ⅲ类不合格桩;(4)严重塌孔、严重水平涌孔、桩底沉渣使声测管有效时间内接受不到声波信号,为桩近全断面夹泥呈断桩,为严重缺陷Ⅳ类不合格桩;(5)上述缺陷如在桩浅部做接桩处理、在桩深部做重新施工或进行水泥注浆,达凝期后采用声波检测合格后,方可定为Ⅱ类合格桩;(6)本研究成果可为铁路、公路等领域软土地区声波法检测桥梁灌注桩的完整性研究提供参考。     

深水大直径桩基施工中泥浆及循环系统的设计与运用

大直径深水桩基施工质量风险点很多,其中塌孔、断桩、沉渣超标等缺陷属于不可接受的重大质量风险,运用优质的泥浆成孔是控制上述质量缺陷发生的关键。对于蒙西华中铁路汉江特大桥主墩大直径深水桩基,通过设计配制优质的PHP泥浆(聚丙烯酰胺不分散低固相泥浆),根据地质、水文及现场施工条件确定合理的泥浆循环系统,取得了良好的桩基成孔效果,保证了桩基施工质量。本文对该工程的实践经验予以总结,供同类工程施工参考。     

岩溶地区超长钻孔灌注桩桩基施工及检测技术

在传统钻孔桩施工工艺的基础上,结合现场施工情况,分析了客运专线岩溶地区超长桩基的施工特性,对溶洞处理、斜岩处理、沉渣控制、成桩控制及水下混凝土灌注时的泥浆控制和导管埋深控制提出了相应的技术措施,并对漏浆、卡钻掉钻、混凝土面下沉等常见问题提出了预防处理措施。     

反射波法检测软土地区灌注桩的完整性研究

研究目的:某软土地区新建铁路桥梁灌注桩,其完整性采用反射波法检测。依据反射波法检测的缺陷异常特征判断的不合格桩,进行钻芯及开挖验证,发现其缺陷性质特征分别为缩径、露筋、夹泥、沉渣等,本文就反射波缺陷异常特征与缺陷性质特征的关系展开研究,为不合格桩进行工程处理确定方案,并分析原因改进施工措施,使所有灌注桩一次施工均达到Ⅰ类合格桩。研究结论:(1)软土地区灌注桩施工时受地下水影响,个别桩易成缺陷桩,采用反射波法检测其桩完整性,应取得反射波的低频和高频曲线,其低频反射波曲线反映桩底明显,高频反射波曲线反映桩上部明显;(2)根据反射波曲线形态和反射波速度数值,结合地质分析成孔时粉土易塌孔,灌注混凝土时粉土塌孔处易扩径,扩径上方易缩径露筋,相对应桩中心范围混凝土较致密且为明显缺陷桩,以及严重塌孔且桩中心范围夹泥呈现断桩为严重缺陷桩;(3)应采取相应的工程预防措施,加强施工过程控制;(4)本研究成果可为铁路、公路等领域软土地区反射波法检测桥梁灌注桩的完整性研究提供参考。     

钻孔灌注桩清孔技术及断桩的预防和处理

沉渣过厚和断桩都会引起钻孔灌注桩承载力严重不足。文章介绍了钻孔灌注桩清孔的方法,分析了断桩的原因和影响因素,提出了不同原因引起的以及不同位置出现的断桩处理方法。     

地下暗河中灌注桩成桩技术探索

通过在把总湾特大桥4号墩存在地下暗河的复杂地质条件下的成桩实例,描述了灌注桩成桩过程中出现的问题,经过技术探索与研究,一一解决了造孔困难、桩底沉渣超标、流水冲刷造成桩基病害的技术难题,为以后处理类似问题提供了创造性的方法。     

引扩孔灌浆扩体预制桩竖向承载变形的简化计算

引扩孔灌浆扩体预制桩采用钻机预先成孔、压灌水泥砂浆或细石混凝土等厂拌胶凝材料后、植入预制桩的方法,极大扩展了预制桩工程适用范围,是一种新型而有效的桩基形式.然而,由于其工作机理涉及到预制桩-扩体材料-周围土不同材质的相互作用,采用已有桩土荷载分析方法无法全面阐述其承载机理.针对引扩孔灌浆扩体预制桩中预制桩-扩体材料-周...     

搅拌桩固壁技术在淤泥质地层地下连续墙施工中的应用

在淤泥质软弱土层进行地下连续墙施工时,由于流塑状淤泥层强度低,抗滑及稳定性差,容易造成连续墙成槽过程中淤泥质黏土塌孔,难以成槽。将水泥搅拌桩固壁技术运用于地下连续墙施工过程中,通过现场试验探究水泥搅拌桩的施工参数,应用朗肯土压力模型推导在水泥搅拌桩固壁条件下泥浆重度计算公式,再结合实际工程,总结淤泥质地层固壁泥浆的配合比并提出在施工过程中泥浆的控制指标。结果表明,在此设计参数下的水泥搅拌桩固壁能够保证地下连续墙顺利成槽,解决了在流塑状淤泥质地层中地下连续墙难以成槽的问题。     

钻孔咬合桩施工工艺的探讨

研究目的:(1)探讨咬合桩作为一种新型深基坑围护结构在上海地区地质条件下的实用性和可行性。(2) 为施工积累经验,为设计提供必要的参数。(3)研究咬合桩的工艺特点和应用范围。 研究方法:(1)通过原桩位试桩,确定本工程施工的咬合庄工艺参数,验证实用性。(2)通过咬合桩在邯郸 路地道工程中的应用．验证其优越性、总结成孔及成桩控制质量标准。 研究结果:成功利用咬合桩作为围护结构,保证了深基坑的安全;确定的咬合桩施工参数能有效控制咬合 桩施工:咬合桩机能在较小的空间灵活施工,实用性强。 研究结论:(1)咬合桩适于在上海地区软土及富水土层中施工。(2)咬合桩在不同地质条件下施工,科学地 确定施工技术参数至关重要。(3)钻孔咬合桩施工速度快,效率高,噪音低、震动小、无泥浆作业、成桩质最高、 防渗性能好、施工安全有保障、文明施工程度高、能很好地满足环保要求,利于创造良好的外部形象。(4)钻孔 咬合桩垂直度高,外型标准,防渗能力强,无需泥浆护壁,扩孔系数小,配筋率低,减少混凝土用景。在穿过软弱 富水地层时无需增加其它辅助措施,施工速度快,造价低,具有良好的经济效益。     

桩端后注浆在钻孔灌注桩中的应用

钻孔灌注桩以泥浆护壁法为主，使成桩工艺存在着固有的缺陷（如桩底沉渣较难清理干净，且易产生压缩变形，并大大弱化桩端承载力；桩侧泥皮过厚对桩承载力的影响），导致桩端阻力与侧阻力显著降低。提高桩承载力，残少桩的沉降量。桩端注浆技术应运而生。     

路基挡土抗滑桩施工应注意的问题

研究目的:采用声波法、反射波法对路基挡土抗滑桩进行完整性检测,发现一些抗滑桩在同一深度出现声波低速、反射波曲线出现多次反射特征,钻芯验证此深度为砂浆,混凝土呈严重离析,需对其进行研究.研究结论:一些抗滑桩在同一深度存在砂浆是抗滑桩分二次混凝土灌注引起,对于同一抗滑桩混凝土灌注应一次性施工完毕;同时混凝土灌注要连续,且分层不超过1 m用振动棒分层振实,并重视护壁施工质量和严格控制混凝土坍落度在180 mm,确保桩底无沉渣,护壁不漏水;若必须实施二次混凝土灌注,则应进行二次桩身完整性检测,确保第一次混凝土灌注抗滑桩顶无砂浆;对于挖方路基应先施工抗滑桩后开挖路基,同一排抗滑桩施工需要采取间隔施工,待第一批间隔抗滑桩的混凝土灌注时间达28 d后,再施工第二批间隔抗滑桩.     

混凝土灌注桩施工质量的心法十要研究

研究目的:对于铁路桥涵混凝土灌注桩的施工，由于局部临界软弱土层的坍塌以及影响施工质量的因素预判不准，导致部分灌注桩施工质量不合格，返工处理浪费严重，须采取有效预防措施，确保灌注桩施工质量；由此提出其预防措施的用心统领实施有效方法的十个要点，简称“心法十要”,并对其进行研究。研究结论:(1)心法十要：原材料进场以规定为要；配合比以试验为要；混凝土灌注以控制坍落度为要；软弱地层以控制桩扩径为要；导管位置以控制埋深为要；桩底以控制沉渣厚度为要；桩中以控制混凝土连续为要；桩顶以控制抗压强度为要；完整性检测以最佳处理为要；整个过程以协调为要；(2)心法十要的实施使灌注桩均达合格，可避免返工浪费；(3)本研究成果可为铁路、公路等领域提高混凝土灌注桩施工质量提供参考。     

复杂地质深水长大钻孔桩施工关键技术

结合国道主干线广州绕城公路西二环南段北江特大桥主桥主墩2.5 m桩基施工,介绍了复杂地质深水长大钻孔桩施工工艺和方法,重点阐述了复杂地质深水钻孔平台设计与搭设、直径280 cm钢护筒制作与安装、"先冲击、再旋钻"钻孔方法、气举反循环泥浆循环方式、高级PHP泥浆的调配应用及施工控制、桩基成孔、钢筋笼制作与安装及水下混凝土灌注等关键施工技术。     

钢箱桩基坑围护结构研究

研究目的:钻孔桩和地下连续墙是目前深基坑最常用的围护结构型式,但是这两种围护结构都存在工艺复杂、泥浆污染、水下混凝土质量不易保证、工程进度较慢和造价较高等问题。因此,笔者提出以打入预制的钢箱桩做基坑围护,本文从桩身刚度、强度、可实施性和社会、经济效益等方面进行研究,并论证其可行性。研究结论:(1)钢箱桩能满足基坑对围护结构刚度和强度的要求;(2)适用于沿海软土地区或沿江阶地;(3)用既有的机具设备即可打桩和拔桩;(4)不用钻孔或挖槽,没有泥浆污染;(5)简化设计和施工,加快工程进度;(6)钢箱桩可重复使用,节约资源,并且能降低工程造价;(7)推广应用具有较高的社会、经济效益。     

考虑桩底沉渣的摩擦桩竖向承载力可靠度研究

桩底沉渣的存在,会导致桩的侧摩阻力降低,从而降低桩的极限承载力和可靠度指标。本文以砂土中摩擦桩为例,通过改变沉渣厚度、压缩模量、泊松比、内摩擦角和黏聚力,研究摩擦桩的竖向极限承载力随沉渣参数变化规律。在此基础上,利用承载力折减系数和可靠度理论研究各个参数对摩擦桩竖向承载力可靠度指标的影响规律。通过研究表明,当桩底有沉渣时对摩擦桩竖向承载力和可靠度指标有一定的影响,但随着沉渣厚度的增加,承载力变化趋于平稳;内摩擦角对承载力和可靠度指标有一定的影响;压缩模量、泊松比和黏聚力对竖向承载力和可靠度指标的影响较小。