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鋼管土釘常見問題及處理措施鋼管土釘作為基坑支護、邊坡加固的核心構(gòu)件,需承受土體側(cè)壓力與拉力,其施工質(zhì)量直接影響支護體系穩(wěn)定性。在鉆進成孔、鋼管安裝、注漿加固及后期使用過程中,易受地質(zhì)條件、施工工藝、環(huán)境因素影響,出現(xiàn)成孔困難、鋼管變形、注漿不飽滿等問題,需及時識別并采取針對性處理措施,保障工程安全。一、成孔階段常見問題及處理措施(一)鉆孔困難、卡鉆/埋鉆問題表現(xiàn)鉆進過程中鉆桿旋轉(zhuǎn)阻力驟增,無法正常推進(卡鉆),或鉆具完全陷入土層無法拔出(埋鉆),常見于雜填土、砂卵石層、軟塑黏土層等復(fù)雜地質(zhì)。成因剖析雜填土中存在磚塊、混凝土塊等硬質(zhì)障礙物,鉆齒磨損嚴(yán)重或被卡住;砂卵石層顆粒松散、流動性強,鉆孔護壁效果差,孔壁坍塌導(dǎo)致埋鉆;軟塑黏土層黏性大,鉆屑黏附在鉆桿上,形成“泥包鉆”,增大鉆進阻力。處理措施障礙物處理:先采用地質(zhì)雷達或洛陽鏟探明障礙物位置,若深度較淺(<3m),人工開挖清除;深度較深時,更換帶合金齒的牙輪鉆頭(增強破巖能力),或采用“小直徑先導(dǎo)孔+擴孔”工藝,逐步破碎障礙物。砂卵石層護壁:改用跟管鉆進工藝(套管直徑比鉆頭大5-10mm),套管隨鉆進同步跟進,防止孔壁坍塌;或向孔內(nèi)注入膨潤土泥漿(黏度≥25s),形成泥漿護壁,泥漿液面始終高于地下水位1-2m。泥包鉆處理:每鉆進1-2m,反向旋轉(zhuǎn)鉆桿1-2圈,甩掉鉆屑;或在鉆桿上設(shè)置“刮泥環(huán)”(間距50-80cm),減少鉆屑黏附;若黏土黏性極強,摻入適量干砂(占土量10%-15%)降低黏性,改善鉆屑流動性。(二)鉆孔偏斜超差問題表現(xiàn)鉆孔完成后,用測斜儀檢測發(fā)現(xiàn)孔軸線偏差>1%(如孔深10m時,偏斜>10cm),導(dǎo)致鋼管土釘無法按設(shè)計角度安裝,受力方向偏離預(yù)期,影響支護效果。成因剖析鉆機安裝不平整,底座傾斜(水平度偏差>0.5°),鉆進過程中鉆桿隨底座傾斜偏移;鉆桿剛度不足(如選用φ48×3.5mm薄壁鉆桿,長徑比>200),鉆進時受土體阻力彎曲;土層軟硬不均(如上部為黏土層、下部為砂層),鉆頭在軟土層易向硬土層方向偏移。處理措施鉆機校準(zhǔn):鉆進前用水平儀調(diào)整鉆機底座,確保水平度偏差≤0.1°,并用地錨固定底座,防止鉆進時移位;每鉆進3-5m,復(fù)核一次鉆機水平度,及時調(diào)整。鉆桿優(yōu)化:根據(jù)孔深選擇合適剛度的鉆桿,孔深>10m時,選用φ60×5mm厚壁鉆桿(長徑比≤160),或在鉆桿中部加裝“扶正器”(間距3-5m,直徑比孔徑小2-3mm),增強鉆桿穩(wěn)定性。偏斜矯正:若鉆孔偏斜較小(偏差0.5%-1%),調(diào)整鉆機角度,從孔口向偏斜反方向緩慢鉆進,逐步矯正孔軸線;偏斜較大(>1%)時,廢棄原孔,在原孔位外側(cè)30-50cm處重新鉆孔,新孔角度需結(jié)合原孔偏斜方向微調(diào),確保鋼管土釘按設(shè)計角度安裝。二、鋼管安裝階段常見問題及處理措施(一)鋼管無法插入孔底/插入后變形問題表現(xiàn)鋼管插入鉆孔時受阻,無法到達設(shè)計孔底(插入深度不足設(shè)計值的95%),或插入過程中鋼管出現(xiàn)彎曲、凹陷變形,影響其抗拉承載力。成因剖析鉆孔底部殘留鉆屑、泥塊,形成“沉渣堵孔”,阻礙鋼管插入;鋼管運輸或堆放時碰撞變形,或選用的鋼管壁厚不足(如φ48×2.5mm薄壁鋼管,抗拉強度不足),插入時受孔壁擠壓彎曲;鉆孔孔徑偏小(比鋼管外徑小2-3mm),鋼管與孔壁摩擦力過大,無法順利插入。處理措施清孔處理:鋼管插入前,用高壓空氣(壓力0.6-0.8MPa)從孔底向孔口吹掃,清除孔內(nèi)沉渣;若沉渣較厚(>10cm),采用“高壓水沖洗+空氣吹掃”聯(lián)合工藝,沖洗水壓1.0-1.2MPa,確保沉渣厚度≤5cm。鋼管修復(fù)與選型:變形的鋼管需切割變形段,用套管焊接修復(fù)(套管長度≥變形段長度的2倍,焊縫高度≥鋼管壁厚),修復(fù)后進行水壓試驗(壓力0.5MPa,保壓30min無滲漏);根據(jù)孔深與地質(zhì)條件選擇壁厚,孔深≤10m選用φ48×3.5mm鋼管,孔深>10m選用φ60×5mm鋼管,確保鋼管屈服強度≥235MPa??讖秸{(diào)整:若孔徑偏小,更換直徑大2-3mm的鉆頭重新擴孔,擴孔后再次清孔,確保鋼管與孔壁間隙≥5mm(便于后續(xù)注漿)。(二)鋼管土釘焊接質(zhì)量缺陷問題表現(xiàn)鋼管分段焊接時,出現(xiàn)焊縫裂紋、未焊透、咬邊、氣孔等缺陷,受力時焊縫易率先斷裂,導(dǎo)致鋼管土釘整體失效。成因剖析焊接前未清理鋼管坡口(殘留鐵銹、油污),或坡口角度不當(dāng)(如單邊坡口角度<30°),導(dǎo)致熔合不良;焊條選型錯誤(如Q235鋼管用E43系列焊條,卻誤用E50系列),或焊接電流過大/過小(電流過小導(dǎo)致未焊透,過大導(dǎo)致咬邊);焊接環(huán)境潮濕(相對濕度>80%)或風(fēng)速>6m/s,未采取防護措施,焊縫中產(chǎn)生氣孔。處理措施焊接前準(zhǔn)備:鋼管坡口采用機械加工,角度控制在35°-45°,鈍邊厚度2-3mm;焊接前用角磨機清除坡口兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的鐵銹、油污,露出金屬本色;焊條需經(jīng)350℃烘干1h,存入80-100℃保溫筒,隨用隨取。焊接參數(shù)控制:Q235鋼管選用E4303焊條,焊接電流90-120A(φ3.2mm焊條)或140-180A(φ4mm焊條),電弧電壓22-26V,焊接速度8-10cm/min;采用“多層多道焊”,每層焊縫厚度3-4mm,層間溫度保持≥150℃,避免冷裂紋。缺陷修復(fù):用超聲波探傷檢測焊縫質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)裂紋時,沿裂紋方向開V型槽(深度≥裂紋深度),重新焊接;未焊透、咬邊缺陷需補焊,補焊長度≥缺陷長度的2倍;氣孔缺陷需鉆除氣孔后補焊,修復(fù)后重新探傷,確保合格率100%。三、注漿階段常見問題及處理措施(一)注漿不飽滿、孔內(nèi)出現(xiàn)空洞問題表現(xiàn)注漿完成后,通過鉆孔取芯或超聲波檢測發(fā)現(xiàn),鋼管與孔壁之間存在空洞(注漿體填充率<90%),或鋼管內(nèi)部未充滿漿液,導(dǎo)致鋼管無法有效傳遞拉力,承載力下降。成因剖析注漿壓力不足(<0.3MPa),漿液無法充分填充孔內(nèi)間隙,尤其在砂層中易流失;注漿管插入深度不足(未到達孔底10-15cm),漿液從孔口溢出,孔底形成空洞;漿液配合比不當(dāng)(水灰比過大>0.5,或砂率過高>30%),漿液流動性差,易沉淀分層。處理措施優(yōu)化注漿工藝:采用“孔底注漿+二次補漿”工藝,注漿管插入孔底10-15cm,注漿壓力控制在0.4-0.6MPa(砂卵石層可提高至0.8MPa),當(dāng)漿液從孔口溢出后,關(guān)閉注漿閥保壓5-10min;12h后進行二次補漿(壓力0.3-0.4MPa),填充收縮空洞。調(diào)整漿液配合比:水泥選用P.O42.5R,水灰比控制在0.4-0.45,若需添加細(xì)砂(粒徑≤2mm),砂率≤20%,并摻入0.5%高效減水劑(如萘系減水劑),提高漿液流動性(坍落度≥180mm);注漿前攪拌均勻,攪拌時間≥3min,防止沉淀??斩刺幚恚喝粢研纬煽斩矗阡摴苌香@孔(孔徑10-12mm,間距50-80cm),插入微型注漿管(φ8mm),采用低壓慢注(壓力0.2-0.3MPa)注入水泥漿(水灰比0.4),直至漿液從相鄰孔溢出,確??斩刺顫M。(二)漿液流失、串孔問題表現(xiàn)注漿過程中漿液消耗量遠(yuǎn)超理論用量,或相鄰?fù)玲斂壮霈F(xiàn)漿液溢出(串孔),常見于砂層、裂隙發(fā)育巖層等滲透性強的地質(zhì)。成因剖析土層滲透性大(滲透系數(shù)>1×10??cm/s),漿液沿孔隙快速流失;相鄰?fù)玲斂组g距過?。ǎ?.5m),或鉆孔時打通相鄰孔壁,形成連通通道;未設(shè)置止?jié){措施,漿液從孔口或地表流失。處理措施控制漿液流失:在漿液中摻入2%-3%水泥用量的膨脹劑(如UEA膨脹劑)和1%-2%的速凝劑(如鋁酸鹽速凝劑),縮短初凝時間(30-60min),減少流失;或采用“雙液注漿”(水泥漿+水玻璃,體積比1:0.5-1),漿液凝固時間可控制在5-15min,快速封堵孔隙。防止串孔:調(diào)整土釘孔間距至≥2m,若已出現(xiàn)串孔,先停止受影響孔的注漿,對串孔通道注入速凝漿液封堵,待凝固后(≥2h)再恢復(fù)注漿;鉆孔時嚴(yán)格控制垂直度,避免相鄰孔壁交叉。設(shè)置止?jié){裝置:在孔口安裝止?jié){塞(橡膠材質(zhì),直徑比孔徑大5-10mm),止?jié){塞與孔壁緊密貼合;地表沿孔口周邊開挖20cm×20cm的止?jié){溝,填入黏土并夯實,防止?jié){液沿地表流失。四、使用階段常見問題及處理措施(一)鋼管土釘拉力不足、變形過大問題表現(xiàn)基坑開挖或邊坡變形過程中,通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)鋼管土釘拉力值低于設(shè)計值(<80%),或鋼管出現(xiàn)明顯彎曲變形(撓度>L/200,L為土釘長度),支護體系位移超出預(yù)警值。成因剖析注漿體強度不足(28d抗壓強度<15MPa),無法有效傳遞土體壓力至鋼管;鋼管長度或直徑不足(如設(shè)計長度10m,實際僅8m),錨固段長度不夠,抗拔承載力低;土體側(cè)壓力超出設(shè)計值(如基坑周邊堆載過大,或降雨導(dǎo)致土體自重增加),土釘受力超載。處理措施注漿體補強:若注漿體強度不足,在鋼管內(nèi)插入注漿管,注入高強度水泥漿(水灰比0.35,摻入10%硅灰),壓力0.5-0.7MPa,養(yǎng)護7d后檢測強度,確?!?5MPa;或在土釘外側(cè)增設(shè)鋼筋網(wǎng)片+噴射混凝土(厚度10-15cm),增強整體支護剛度。土釘加固:若鋼管長度/直徑不足,在原土釘兩側(cè)新增土釘(間距50-80cm),新增土釘長度比原設(shè)計長2-3m,直徑增大10-20mm,注漿壓力提高至0.6-0.8MPa,形成“雙土釘”支護;或?qū)υ摴芡玲敽附蛹娱L段(長度≥2m),重新注漿加固。卸載與監(jiān)測:立即清除基坑周邊堆載(堆載高度≤1m),若降雨導(dǎo)致土體飽和,設(shè)置排水盲溝(間距5-8m)降低地下水位;加密監(jiān)測頻率(每2h一次),若位移持續(xù)增大,采用鋼支撐或錨索臨時加固,控制變形發(fā)展。(二)鋼管銹蝕、耐久性失效問題表現(xiàn)長期使用(尤其是地下水位較高或腐蝕性環(huán)境中),鋼管表面出現(xiàn)銹蝕(銹蝕深度>0.5mm),嚴(yán)重時鋼管壁厚減薄、穿孔,抗拉承載力大幅下降。成因剖析地下水中氯離子、硫酸鹽含量高(如沿海地區(qū)海水入侵),加速鋼管電化學(xué)腐蝕;注漿體存在裂縫,地下水滲入后與鋼管接觸,形成腐蝕環(huán)境;鋼管未做防腐處理,或防腐涂層(如瀝青涂層)在施工中破損。處理措施防腐修復(fù):表面銹蝕較輕時(銹蝕深度<0.3mm),用砂紙打磨除銹(露出金屬本色),涂刷兩道環(huán)氧煤瀝青漆(干膜厚度≥0.3mm);銹蝕嚴(yán)重時,切除銹蝕段,更換新鋼管(需做防腐處理),焊接后重新注漿密封。注漿體防滲:若注漿體有裂縫,在裂縫處鉆孔(孔徑10mm),插入注漿管,注入環(huán)氧樹脂漿液(壓力0.2-0.3MPa),封堵裂縫,防止地下水滲入;或在支護面層外側(cè)涂抹水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料(厚度≥1.5mm),增強防滲性能。長期防護:在腐蝕性環(huán)境中(如氯離子含量>500mg/L),選用鍍鋅鋼管(鋅層厚度≥85μm)或不銹鋼管(304材質(zhì)),并在注漿體中摻入5%水泥用量的阻銹劑(如氨基醇類阻銹劑);定期監(jiān)測鋼管銹蝕情況(每半年一次),通過電位法檢測腐蝕速率,超標(biāo)時及時處理。五、特殊地質(zhì)與環(huán)境下的問題及強化措施(一)軟土地區(qū)鋼管土釘沉降過大問題表現(xiàn)軟土(天然含水率>35%,壓縮模量<4MPa)中,鋼管土釘安裝后出現(xiàn)整體沉降(沉降量>50mm),導(dǎo)致支護面層開裂。成因剖析軟土承載力低,鉆孔后土體擾動大,孔周土壓縮變形;注漿體凝固時間長,早期強度不足,無法抵抗土體沉降。強化措施采用“長短土釘結(jié)合”工藝,長土釘(設(shè)計長度)與短土釘(長度為長土釘?shù)?/2)間隔布置,短土釘注漿采用速凝漿液(初凝時間<30min),快速提供早期支撐力;注漿體中摻入3%水泥用量的早強劑(如氯化鈣),確保3d抗壓強度≥8MPa;在土釘頭部設(shè)置鋼墊板(尺寸200mm×200mm×10mm),分散受力,減少軟土局部壓縮。(二)季節(jié)性凍融導(dǎo)致的土釘失效問題表現(xiàn)嚴(yán)寒地區(qū)(冬

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