钻孔灌注桩施工工艺及质量缺陷的处治实践

2024-08-14

钻孔灌注桩施工工艺及质量缺陷的处治实践(共10篇)

篇1:钻孔灌注桩施工工艺及质量缺陷的处治实践

桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的处治实践(论文)

桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的处治实践

焦作市公路局 郝建波 河南省交通厅质监站 阎光辉 洛阳市公路管理总段 乔金亮 摘要?本文着重结合工程实际对桥梁基桩缺陷的形成原因进行分析,并将几种较成功的处理方法作介绍,供同行交流。

关键词?钻孔桩?质量缺陷?处治

随着我国交通基础设施建设的快速发展,钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点仍将被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。灌注桩属于隐蔽工程,但由于影响灌注桩施工质量的因素很多,对其施工过程每一环节都必须要严格要求,对各种影响因素都必须有详细的考虑,如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不严,就会在灌注中产生质量事故,小到塌孔松散、缩颈,大到断桩报废,给国家财产造成重大损失,直至影响工期并对整个工程质量产生不利影响。据1996年10月北京全国桩基动测学术交流会上统计资料表明,在被检测的灌注桩中大约有 5~10%是有缺陷的,不良地质中灌注桩缺陷率更高达14.7%;从1990~1998年所检测的桩 基统计资料中表明,河南省桩基断桩率为5.6%(其它有局部缺陷的未统计)。所以,必须高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量,尽量避免发生事故及减少事故造成的损失,以利于工程的顺利进展。本文仅对在建的焦郑高速公路钻孔灌注桩施工及缺陷桩处治实践作总结,供同行交流。? 1?基本情况??? 焦郑高速公路是由焦作市公路局自筹资金投资兴建的地方性高速公路,全长56.274km,分两期修建。一期开工建设的工程内容有43.6km的路基工程及桥涵通道等构造物,共有钻孔灌注桩711根。项目所在地区地貌主要处于黄河、沁河冲积平原内,地质较不稳定。K0~K20范围内,20m以内地层土体主要为黄土状亚砂土、亚粘土及细、中砂,地下水位深1.0m左右,黄土状亚砂土软塑或流塑,细中砂以松散为主,局部中密,属于较差地质段落。该工程发生的18根缺陷桩较集中分布于这一区间内,占总量的2.53%。? 1?几种缺陷桩的形成与处治? ??2.1??断桩? 2.1.1?形成断桩原因分析? 断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素,必须在施工初期就彻底清除其隐患,同时又必须准备相应的对策,预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面:?(1)灌注混凝土过程中,测定已灌混凝土表面标高出现错误,导致导管埋深过小,出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。特别是钻孔灌注桩后期,超压力不大或探测仪器不精确时,易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此,必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度,并认真核对,保证提升导管不出现失误。?(2)在灌注过程中,导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大,以及灌注时间过长,导致已灌混凝土流动性降低,从而增大混凝土与导管壁的摩擦力,加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管,在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。?(3)卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于人工配料(有的机械配料不及时校核)随意性大,责任心差,造成混凝土配合比在执行过程中的误差大,使坍落度波动大,拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象,使粗骨料相互挤压阻塞导管;坍落度过小或灌注时间过长,使混凝土的初凝时间缩短,加大混凝土下落阻力而阻塞导管,都会导致卡管事故,造成断桩。所以严格控制混凝土配合比,缩短灌注时间,是减少和避免此类断桩的重要措施。? ?(4)坍塌。因工程地质情况较差,施工单位组织施工时重视不够,有甚者分包或转包,施工者谈不上有什么经验,在灌注过程中,井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等造成类泥沙性断桩。这类现象在本工程的断桩中占有相当大的比例,较为严重。而且位置深、难处理,是导致工期无限延期及经济上大量浪费的重要因素之一。?(5)另外,导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行,突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。因此应认真对待灌注前的准备工作,这对保证桩基的质量很重要。? ?2.1.2?断桩处理的几种方法?(1)原位复桩。对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩,采用彻底清理后,在原位重新浇筑一根新桩,做到较为彻底处理。此种方法效果好、难度大、周期长、费用高,可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。如K32+686.5万花分离立交桥1#-3桩及K19+110共产主义总干渠大桥7#-6桩分别采用将孔内回填土经沉淀后用冲击锥二次成孔或直接用冲击锥对已浇成的坏桩进行冲击二次成孔,重新浇注。?(2)接桩。如K7+954.5小桥0#-6桩,在灌注过程中发生导管焊口破裂,裂缝长30cm,宽0.5cm。设计桩长为26m,当时水下混凝土已灌注17m,为确保工程质量,停止混凝土的浇筑并提前拔出导管。确定接桩方案,首先对桩进行声测确定好混凝土的部位;其次,根据设计提供的地质资料表明桩顶以下10m均为粘土层,确定井点降水-开挖-20#素混凝土进行护壁,护壁内用?12的钢筋箍圈以20cm间距进行加固,护壁间连接筋用?12钢筋以20cm间距布置。第三,挖至合格数处利用人工凿毛,按挖孔法混凝土施工方法进行混凝土的浇注。?(3)桩芯凿井法。这种方法说起来容易做起来难,即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径为80cm的井,深度至少超过缺陷部位,然后封闭清洗泥沙,放置钢筋笼,用挖孔混凝土施工方法浇筑膨胀混凝土。此方法日进度0.6m,如果遇到个别桩水处理不好、降不下去,更是困难重重,导致质量、工期和经济上的重大损失。如K19+110共产主义大桥6#-

3、3#-

4、1#-2等几根桩及K12+087乔庙分离式立交桥3#-1桩均采用此方法,个别桩处理工期长达近6个月,费用达20万元。? ??2.2?缩颈? 在钻孔过程中,由于钻锥磨损或焊补不及时,再或地层中遇到膨胀的软土、粘土、泥岩等,容易产生缩孔现象。如K10+028.8京广立交桥2#-4桩,设计桩长46m,直径1.5m,在28~30m处出现缩孔,即出现膨胀性软土,俗称探头泥,成孔检验不太仿事,但至下钢筋笼时钢筋笼下不去,拔出钢筋笼用钻锥上下冲扩后仍下不去,回填重新钻孔反复3次,最后下决心在锥头上加焊8cm的合金钢,再度扩大孔径,成孔后重新浇筑,增加混凝土80余方。? ?2.3?灌注时发生井壁坍落? 成孔后灌注水下混凝土时发生坍孔现象,若坍塌不止,应将导管拔出,以粘土回填重新成孔;轻微坍落在施工中不易被察觉,声测时发现局部裹泥或夹砂现象。如K30+286白马泉小桥1#-3桩,在距声测管顶端6.5~7.0m断面处出现异常情况,AB测面读数均匀正常,但BC、AC面无读数,判定此两面交汇处可能出现裹泥块。该标在C声测管处用钻机干钻一直径为1.2m,距桩顶7m的井,用木板和钢筋圈加固后,派人从距桩顶6.5m处开凿,发现C声测管处有一高32cm、宽14cm、深16cm的黏土块。采用清除-凿出新鲜混凝土2cm-清洗(饱和面干)-高标号混凝土修补,保证了桩的整体性和完整性。根据实际情况还可以采用压浆、旋喷等工艺处理桩芯局部夹泥砂或空洞等缺陷,不再赘述。? ?3?钻孔灌注桩的质量控制? 钻孔灌注桩的施工质量直接影响到上部结构的稳定与安全。部颁《公路工程质量检验评定标准》JTJ07198对?钻孔灌注桩的质量作了严格的要?求,增加了6.3.1.5和6.3.1.6条,明确规定了钻孔灌注桩进行无破损检测,这一结果需由设计单位的确认。对钻孔灌注桩的质量控制,我们认为在现时代仍应强调以下几点:?(1)对质量控制应注重预防为主,即在施工前做好充分准备工作,制定相应的防范措施,并责任到人。?(2)严把队伍进场关。“一流队伍投标、二流队伍进场、三流队伍干活儿”的现象在建筑市场上仍然存在。只有从严把关,使一流人才、先进的工艺,过硬的设备进场,就为优良工程打下了坚实的物质基础。?(3)严把检测关。桥梁钻孔灌注桩无破损检测是确保施工质量的一个重要技术检测手段,我们的做法是:A、对承担本工程桩基无破损检测任务的单位和个人进行资格审查;B、逐根桩作超声波法检测;C、对处理后的缺陷桩做二次声测,若声测仍有缺陷,则该桩再辅以承载试验(大应变),以确保成桩质量及工程的安全性。

篇2:钻孔灌注桩施工工艺及质量缺陷的处治实践

1?基本情况???

焦郑高速公路是由焦作市公路局自筹资金投资兴建的地方性高速公路,全长56.274km,分两期修建。一期开工建设的工程内容有43.6km的路基工程及桥涵通道等构造物,共有钻孔灌注桩711根。项目所在地区地貌主要处于黄河、沁河冲积平原内,地质较不稳定。k0~k20范围内,20m以内地层土体主要为黄土状亚砂土、亚粘土及细、中砂,地下水位深1.0m左右,黄土状亚砂土软塑或流塑,细中砂以松散为主,局部中密,属于较差地质段落。该工程发生的18根缺陷桩较集中分布于这一区间内,占总量的2.53%。?

1?几种缺陷桩的形成与处治

2.1?断桩?

2.1.1?形成断桩原因分析?

断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素,必须在施工初期就彻底清除其隐患,同时又必须准备相应的对策,预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面:

(1)灌注混凝土过程中,测定已灌混凝土表面标高出现错误,导致导管埋深过小,出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。特别是钻孔灌注桩后期,超压力不大或探测仪器不精确时,易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此,必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度,并认真核对,保证提升导管不出现失误。?

(2)在灌注过程中,导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大,以及灌注时间过长,导致已灌混凝土流动性降低,从而增大混凝土与导管壁的摩擦力,加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管,在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。?

(3)卡管现象也是诱发断桩的`重要原因之一。由于人工配料(有的机械配料不及时校核)随意性大,责任心差,造成混凝土配合比在执行过程中的误差大,使坍落度波动大,拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象,使粗骨料相互挤压阻塞导管;坍落度过小或灌注时间过长,使混凝土的初凝时间缩短,加大混凝土下落阻力而阻塞导管,都会导致卡管事故,造成断桩。所以严格控制混凝土配合比,缩短灌注时间,是减少和避免此类断桩的重要措施。?

(4)坍塌。因工程地质情况较差,施工单位组织施工时重视不够,有甚者分包或转包,施工者谈不上有什么经验,在灌注过程中,井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等造成类泥沙性断桩。这类现象在本工程的断桩中占有相当大的比例,较为严重。而且位置深、难处理,是导致工期无限延期及经济上大量浪费的重要因素之一。?

(5)另外,导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行,突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。因此应认真对待灌注前的准备工作,这对保证桩基的质量很重要。?

?2.1.2?断桩处理的几种方法?

篇3:钻孔灌注桩施工及质量缺陷控制

1.1 准备

施工单位对场地进行整平, 并对钻机进行检查, 包括电机的运转情况, 钻竿的垂直度, 以及刹车片的保养等。其次, 由测量队对桩位进行准确的放样, 并用短钢筋做出醒目而稳定的标志。

1.2 钻机就位及埋设护筒

钻机就位要求对桩位进行准确对中, 中心点误差不能超过规范要求。护筒直径应≥d+200d (为桩径, 单位:mm) , 桩位应准确测定并经监理认可, 护筒中心应与桩位重合, 误差不大于10mm, 并经监理检查核实后方可在其周边填土嵌固, 护筒顶一般宜高出地面200mm。

1.3 泥浆制备

成孔泥浆指标为:比重为1.1~1.3, 粘度要求在18-22 (秒) , 含砂率<5%;清孔泥浆指标:1.1~1.2, 粘度18~20 (秒) , 含砂率<54%。

1.4 成孔

钻机操作人员应作好钻进判层工作, 对钻机进入不同土层的时间、钻机的振动情况、钻进的速度等作好记录, 特别要做好持力层的判层记录。当钻入持力层面时, 机台操作人员应及时通知现场施工员及监理人员到现场取渣样 (并标出进尺深度和时间) , 经反复多次参照孔进尺深。钻进终孔深度时, 应当着监理人员面取出渣样检查, 直至钻入符合设计要求的终孔深度为止。

1.5 清孔

分两次进行。首次是成孔结束后, 由泥浆泵供浆对孔底进行冲洗排渣, 尽量使沉渣厚度小于设计或规范要求, 且泥浆比重降到1.1-1.2以下;第二次清孔是在下放钢筋笼和导管后在导管口加闷盖注入高压泥浆进行清孔, 使沉渣厚度小于设计或规范要求为止。

1.6 钢筋笼制作及沉放

根据设计要求制作钢筋笼, 主筋接头焊接应沿环向并列, 焊缝长度不小于10d (单面焊) 或5d (双面焊) , 螺旋箍与加强箍均与主筋点焊之。保护层厚度60mm, 以主筋外皮为准, 宜用圆形可转动的砂浆块作混凝土保护层。现场技术员要注意检查钢筋笼的长度及沉放标高, 并敦促施工人员吊准标高固定之, 以防在浇灌混凝土时上浮或下掉。

2 质量缺陷及处理措施

2.1 断桩

断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素, 必须在施工初期就彻底清除其隐患, 同时又必须准备相应的对策, 预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面:

(1) 灌注混凝土过程中, 测定已灌混凝土表面标高出现错误, 导致导管埋深过小, 出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。特别是钻孔灌注桩后期, 超压力不大或探测仪器不精确时, 易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此, 必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度, 并认真核对, 保证提升导管不出现失误。

(2) 在灌注过程中, 导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大, 以及灌注时间过长, 导致已灌混凝土流动性降低, 从而增大混凝土与导管壁的摩擦力, 加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管, 在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。在水塘坝特大桥的施工过程中就曾出现爆管现象, 其主要原因就是在灌注过程中, 混凝土流动性小, 导管提升过猛, 导致导管压力过大, 造成管身破裂。

(3) 卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于人工配料 (有的机械配料不及时校核) 随意性大, 责任心差, 造成混凝土配合比在执行过程中的误差大, 使坍落度波动大, 拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象, 使粗骨料相互挤压阻塞导管;坍落度过小或灌注时间过长, 使混凝土的初凝时间缩短, 加大混凝土下落阻力而阻塞导管, 都会导致卡管事故, 造成断桩。所以严格控制混凝土配合比, 缩短灌注时间, 是减少和避免此类断桩的重要措施。

(4) 另外, 导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行, 突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。因此应认真对待灌注前的准备工作, 这对保证桩基的质量很重要。

2.2 断桩处理措施

(1) 原位复桩。对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩, 采用彻底清理后, 在原位重新浇筑一根新桩, 做到较为彻底处理。此种方法效果好、难度大、周期长、费用高, 可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。

(2) 接桩。

(3) 桩芯凿井法。这种方法说起来容易做起来难, 即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径为80cm的井, 深度至少超过缺陷部位, 然后封闭清洗泥沙, 放置钢筋笼, 用挖孔混凝土施工方法浇筑膨胀混凝土。

2.3 钻控倾斜

这种情况可能由多方面的原因, 一种可能是由于钻机的原因造成的, 或者是放样不准, 或者因为在冲击钻冲孔过程中, 遇到孤石, 钻锤打偏。在西攀高速公路水塘坝特大桥的施工过程中, 就曾遇到过这种情况, 在离孔底3、4米的位置, 遇到一孤石, 一半在孔位内, 一半在孔以外, 致使钻锤受力不均, 逐渐达偏, 在放钢筋笼的时候, 放到还剩2、3米时再也放不下去, 使钢筋笼严重受损, 只能提出来重新冲孔。解决这种情况就要求经常的复测桩位, 当发现桩位经常偏斜, 吊锤的钢丝绳摆动过大时, 就要考虑孔底打偏, 采取措施, 边冲孔, 边往孔底反复加石块, 逐渐使孔身偏斜恢复过来。

钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点仍将被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。

摘要:钻孔灌注桩以其适应性强、成本适中、施工简便等特点, 在工程界得到了广泛的应用。钻孔灌注桩适用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、碎 (砾) 石土、风化岩层及地质情况复杂, 夹层多、风化不均, 软硬变化较大的岩层。了解并掌握钻孔灌注桩的施工工艺流程, 认识其施工规律, 抓住影响其质量的关键环节和关键因素, 并采取有效的控制措施, 对于提高和保证钻孔灌注桩的成桩质量, 提高工程建设的经济和社会效益都将产生积极的作用。

篇4:钻孔灌注桩施工工艺及质量缺陷的处治实践

关键词:钻孔桩;质量缺陷;成因分折;预防及处治

中图分类号:TU375 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2009)29-0052-03

随着我国交通基础设施建设的快速发展,钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点仍将被广泛地应用于公路桥梁及其他工程领域。灌注桩属于隐蔽工程,但由于影响灌注桩施工质量的因素很多,对其施工过程每一环节都必须要严格要求,对各种影响因素都必须有详细的考虑,如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不严,就会在灌注中产生质量事故,小到塌孔松散、缩颈,大到断桩报废,给国家财产造成重大损失,直至影响工期并对整个工程质量产生不利影响。据1996年10月北京全国桩基动测学术交流会上统计资料表明,在被检测的灌注桩中大约有5%~10%是有缺陷的,不良地质中灌注桩缺陷率更高达14.7%。所以,必须高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量,尽量避免发生事故及减少事故造成的损失,以利于工程的顺利进展。本文对公路钻孔灌注桩施工及缺陷桩处治实践作总结,供同行交流。

1 几种缺陷桩的形成与处治

1.1断桩

1.1.1形成断桩原因分析

断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素,必须在施工初期就彻底清除其隐患,同时又必须准备相应的对策,预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面:

1.1.2拨脱导管形成断桩

灌注混凝土过程中,测定已灌混凝土表面标高出现错误,导致导管埋深过小,出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。特别是钻孔灌注桩后期,超压力不大或探测仪器不精确时,易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此,必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度,并认真核对,保证提升导管不出现失误。

1.2埋管

1.2.1原因

混凝土停灌后导管无法拔出称为埋管,其主要原因是:孔深误测。

1.2.2预防措施和处理办法

(1)孔深测量采用合理的办法:灌注时严格控制导管埋入深度,配备2名有经验的专人测孔,在任何情况下导管埋入混凝土的深度不得大于6m或小于1m,大于6m以上容易发生埋管拔不出而造成事故,少于1m时易发生拔漏的事故。所以拔管前必须仔细测探混凝土顶面的深度,用测锤测孔时可根据手感判断混凝土的深度。具体测量方法是:脱去手上戴的手套,把测绳下放到停止状态,用手垂直向上提测绳(不得使测绳碰撞导管,钢筋骨架或其他物体)手中可感觉到碎石碰撞测锤的摩阻是否有连续的感觉,一直上提测绳,测锤离开混凝土后手感将消失。此时可判断为混凝土顶面的深度,同时用理论计算混凝土的灌注深度,与实测深度相比较,相差值过大应反复测量,确定无误后方可提管。特别要注意的是,测孔前要校核测绳的刻度,因测绳反复使用后,可能由于提升或下放时刻度移动,这在施工中是要特别引起重视,防止造成孔深误测。

(2)设备出问题停灌。灌注过程中遇到停灌超过20min时。应用起吊设备提动导管,每隔几分钟上下提动一次,使导管周围的混凝土不致过早地初凝。

(3)导管上拔受阻。如导管向上提升数十厘米后提升受阻无法上提,这时不能只判断为埋管,而考虑是导管法兰盘卡挂钢筋骨架造成。此时可转动或摇动导管,使其脱离开钢筋骨架再向上提升。提升导管不可猛拔,防止拔断导管事故发生。

(4)事故确实发生。若埋管的事故确实发生,初时可向导管加压使其下沉,然后用千斤顶试拔,如试用各种方法失败后,当iL径较大时,已灌的混凝土顶面尚未初凝,可另下一根导管,按后所述的第一项导管进水的处理要求施工。当混凝土灌注顶面距离地面不深时可停止处理。待混凝土凝固后将原护筒向上接长(或外加一道护筒)加压或锤击使护筒底脚沉到已灌注的混凝土面以下。按干处接桩处理即可。

1.3卡管形成断桩

在灌注过程中发生混凝土在导管内下不去是经常遇到的。常叫作孔内不翻浆,称之为卡管。

1.3.1施工中卡管的成因

(1)初灌混凝土时,隔水球卡管(首批混凝土)。

(2)混凝土质量的原因卡管(如坍落度过小、流动性差、砂石中有大卵石,混凝土离析、导管漏水使粗骨料集中而形成导管堵塞等)。

(3)拔管机械和拌和设备发生故障或其他原因使混凝土在导管内停留时间过长,或灌注时间持续过长,最初灌注的混凝土已初凝,增大了管内下落的阻力,使混凝土堵在管内发生卡管。

1.3.2卡管预防措施

(1)混凝土拌和要均匀,坍落度要控制到18cm~20cm以内,混凝土进入漏斗前必须检查混凝土的和易性,有条件时尽量采用拌和站拌和混凝土,使用混凝土运输罐车送混凝土,可消除混凝土拌和不均匀和离拆。要特别注意的是,在炎热的夏季灌车,运输混凝土时,出口处容易造成混凝土失水流动性减低,严重时结快。在漏斗顶部加一个5cm×5cm的方格筛子,可预防不合格混凝土和砂石料中的大卵石进入导管。

(2)在灌注前要仔细检修设备,准备备用机械,如起吊机械、混凝土拌和设备、备用发电机等,必须从思想上特别重视,出现机械故障、停电等必须有应急措施。否则。开盘条件不具备不能开始施工。

1.3.3发生卡管后的处理

如果在灌注过程中发生卡管,时间很短孔内首批混凝土还为初凝,采用下述拔脱导管时的处理措施。

如果开始灌注停留时间已久,孔内首批已初凝导管内又堵塞有混凝土,此时的处理办法应立即将导管拔出,用吸泥机将孔内混凝土表面的泥浆、渣土等吸出,重新下导管灌注,最后将此桩作为断桩再进行补强处理或加桩处理。

可用长杆冲捣导管内混凝土,用吊绳抖导管使隔球下落,如仍不能下落时,则须将导管连同漏斗内混凝土一起吊起,上下抖动导管使混凝土下落,混凝土开始下落,要快速使导管恢复原位。防止导管内进水。

1.4导管进水

1.4.1主要成因

(1)关注时首批混凝土储量不足或混凝土储量已够,但导管底口距孔底的间距过大,混凝土下落以后,埋设导管深度不足,以致泥水从导管底口压人。

(2)拔导管时提升过猛拔脱导管或测探有误,导管底口拔出原混凝土面,导管内涌入泥水。

(3)导管接头不严,接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开,或焊缝破裂。水从接口或焊缝中流入。

1.4.2预防措施和处理办法

(1)若是第一种情况,由于首批混凝土储量不足,使导管进水,应立即将导管拔出。将散落在孔底的混凝土用空气吸泥机吸出或用抓斗清出,然后重新下导管并准备足够的储量的首批混凝土,将导管与孔底间距控制在30m~40m之间,重新

进行灌注。

首批混凝土储量(m3)≥桩孔面积(m2)×孔底至导管底口距离d(m)+导管初埋深度m(m)+导管内径面积(m2)×孔内泥浆深度w(m)×泥浆的重度(kN/mm3)混凝土的重度(24kN/mm3) (2)若是第二种情况,由于拔脱导管或测探有误,使导管内涌入泥水第一种办法是要立即将导管提离混凝土顶高50cm左右,利用砂包做隔水栓用8#铅丝吊住砂包随混凝土一起把导管内泥水压出使导管内充满混凝土,再将导管插入原混凝土内50cm,然后剪断吊砂包的铅丝继续浇注。处理步骤见图2、图3这两种方法比较快速,通过实践证明是最行之有效的处理方法。

此方法处理后的桩经超声波检测未发现泥夹层和断桩。但要注意的一点是,桩头预留高度必须加大要超灌1m~2m混凝土,以防桩头顶部混凝土内夹有泥块,造成短桩头。第二种办法是立即将导管提出孔外,在导管底部设置防水塞,具体做法是用一块5mm厚的钢板,大于导管下口的直径盖住导管,用三层塑料布密封导管口,将导管插入原灌混凝土内,导管上面再加重量以克服泥浆浮力,导管内装满混凝土后,稍提导管,利用混凝土自重将底塞冲开,然后继续灌注混凝土。

(3)若是第三种情况,由于导管接头不严或焊缝开裂,使导管进水,要根据导管在什么位置进水采取不同的处理办法。如在离孔口不远处要加快灌注速度,在最短的时间内将进水管拔出。如在最低侧,就要加深埋管深度来解决。不论在什么位置都要采取连续灌入混凝土才能防止管内存水使混凝土产生离析,避免发生卡管事故的发生。

1.5坍孔

在灌注过程中,如果发现井孔护筒内水(泥浆)位忽然上升溢出护筒,随即骤降并冒出水泡,应考虑是坍孔征象,可用测探锤探测,如发现孔的深度与灌后测的深度有明显的差异或测量达不到混凝土面时及达不到原来的深度,相差很多,可证实为坍孔。

坍孔的成因一般是护筒底部漏水,孔内水位降低或在河流中,当涨水时,孔内水位差减小,不能保持原有静水压力,以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等引起坍孔。

发生坍孔后要查明原因采取以下措施,如保持或加大水头、放开重物、排除振动等,防止继续坍孔,然后用吸泥机吸出坍入孔内的泥土,如不继续坍孔,可恢复正常灌注。

1.6短桩头

1.6.1原因

在施工过程中,往往出现有个别桩的混凝土顶面达不到设计的桩标高,我们称此桩为短桩头,造成短桩头的主要原因是:

1.6.2预防措施及处理办法

(1)测锤加重:当混凝土灌到将结束时,使用较大重量的测锤进行测量。

(2)当使用测锤测的混凝土灌注达到要求的标高时,可选用另一种测量方法校核混凝土的顶面是否确实达到要求的高度,具体方法是:使用一根长度能插到混凝土顶面以下的螺纹钢筋,一般φ16的钢筋即可使用,脱掉手套将钢筋握在手中垂直向下插入,上下提动钢筋利用钢筋螺纹与混凝土中的碎石摩擦,可靠手感测出混凝土面的确切深度,此方法在实践中验证确实很好。可有效地控制混凝土的顶面标高。

(3)当造成短桩头时,可先挖承台,根据地质情况和地下水位的深浅决定处理办法,如果地下水位较浅且地质不宜直接挖时,可在桩头的外面下压一个长护筒,直径大于桩径的20cm。把护筒底角下到混凝土顶面的大约40cm后,清除桩头顶部的淤泥和沉渣及低强度混凝土,把桩头清理干净后,按普通混凝土浇注即可,然后把护筒拔出。

2钻孔灌注桩的质量控制 钻孔灌注桩的施工质量直接影响到上部结构的稳定与安全。部颁《公路工程质量检验评定标准》JTJ07198对钻孔灌注桩的质量作了严格的要求,增加了6.3.1.5和6.3.1.6条,明确规定了钻孔灌注桩进行无破损检测,这一结果需由设计单位的确认。对钻孔灌注桩的质量控制,我们认为在现时代仍应强调以下几点:

(1)对质量控制应注重预防为主,即在施工前做好充分准备工作,制定相应的防范措施,并责任到人。

(2)严把队伍进场关。“一流队伍投标、二流队伍进场、三流队伍干活儿”的现象在建筑市场上仍然存在。只有从严把关,使一流人才、先进的工艺,过硬的设备进场,就为优良工程打下了坚实的物质基础。

(3)严把检测关。桥梁钻孔灌注桩无破损检测是确保施工质量的一个重要技术检测手段,我们的做法是:①对承担本工程桩基无破损检测任务的单位和个人进行资格审查;②逐根桩作小应变动载检测;③对处理后的缺陷必要时进行取芯检测,若检测仍有缺陷,则该桩再辅以承载试验(大应变),以确保成桩质量及工程的安全性。

3结束语

篇5:钻孔灌注桩施工工艺及质量缺陷的处治实践

桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的防治与处理实践

本文结合工程实际提出了桥梁钻孔灌注桩施工过程中断桩的处治措施,详细介绍了钻孔灌注桩断桩处理过程中的取芯、清淤、压浆、验证等具体做法.

作 者:关巍 作者单位:牡丹江市市政工程设计研究院有限责任公司,黑龙江,牡丹江,157000刊 名:中国新技术新产品英文刊名:CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS年,卷(期):“”(16)分类号:U4关键词:钻孔灌注桩 质量缺陷 防治与处理

篇6:钻孔灌注桩施工工艺及质量缺陷的处治实践

【摘要】在桩基工程中采用泥浆护壁钻孔灌注桩(以下简称:钻孔灌注桩)施工工艺比较普遍,它是一种地下隐蔽工程,施工过程中极易出现质量问题。因此,就加强施工材料、施工工艺等质量控制来有效的防治通病的发生及相关的处理措施作一综合探讨。

【关键词】钻孔灌注桩;施工工艺;质量控制;通病防治;处理措施

1.概述钻孔灌注桩具有无噪音、无震动、无积压等优点。

适用于地下水位以下的黏性土、粉土、砂土、填土、碎(砾)石土及风化岩层。但其施工过程部位无法直接观察,属地下隐蔽工程,成桩后也不能进行开挖验收,在施工中极易发生质量通病,若防止不妥,将直接影响到整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。

2.成桩工序钻孔灌注桩成孔、成桩工序是:

定桩位→护筒埋设→钻机就位→钻孔→终孔→第一次清孔→下放钢筋笼→接入导管→第二次清孔→灌注混凝土。在工程开工时宜做试桩,提供设计参数。

3.质量控制

3.1施工前的审查。施工前对施工单位各项审查,是有效的控制手段。一般要进行资质审查、施工组织设计审查、组织设计交底及图纸会审、审查是否根据地质资料可能在钻孔灌注桩施工中发生的问题加以分析,并制定出相应的质量保证及处理措施、还要审查成桩机械的鉴定合格证件是否有效、控制点复核记录等工作。由于钻孔灌注桩施工的隐蔽性及工序的不可逆转性,要求基础施工队伍认真落实实施施工组织设计方案,并加强施工质量管理,密切抓好施工过程中每一个环节的质量,力争将隐患消除在成桩之前。

3.2对相关人员的岗前教育。开工前要对相关人员进行上岗前教育,成桩质量是此工程的重要基础,做到人人重视质量。开工后要不定时检查操作人员,班报表记录员、质检人员的在岗情况,特别是质检人员的在岗情况及钻进记录情况,监理人员要及时做好工序的检测验收。

3.3对原材料的检验。为确保成桩质量,设专职质量检查员,负责施工过程中的质量检查和监督,要严格检查验收进场原材料的三证,钢筋(合格证、出厂证、检验证)、水泥(出厂证、合格证、化验报告)及砂石、施工用水化验报告。如发现实样与质保书不符,应立即取样进行复查,对不合格的材料(如钢筋、水泥、砂、石、水),严禁用于灌注桩施工。

3.4成孔过程中的质量控制。成孔是钻孔灌注桩施工中的首要工序,要严格遵守操作规程,根据各岩土层的性质,采取相应的钻进工艺(如:钻头、钻速、压力、泥浆稠度等)保证成孔的质量。若质量控制不好,则可能发生一些通病,如塌孔、扩径、缩颈、桩孔偏斜及桩端没有进入设计持力层要求等。给下道工序的施工增加了难度,直接影响桩身质量和承载力的降低。因此,在成孔的施工工艺和施工过程质量控制方面应着重抓好以下工作。

3.4.1合理安排成桩顺序。合理有序的安排成桩顺序,也是成桩质量的一种保证措施。钻孔灌注桩与压入桩不同,压入桩是将先预制好的桩(或管件)压入土中将土体挤开,桩身具有很高的强度,土体对桩产生被动土压力。钻孔灌注桩则通过钻冲用泥浆将岩土置换方法成孔,然后在孔内成桩,特别在存在软弱土层和液化土层地区施工时,软弱土层和液化土层极易侧位移,当周围土移向桩身即对桩产生动压力。尤其是在成桩初始,桩身混凝土的强度很低,且灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的,故要合理安排成桩顺序并保持较适应的桩距(或隔孔施工),对防止坍孔、侧向缩径、斜桩是一项科学性技术措施。

3.4.2桩位的确定及护筒埋设。测量人员依据甲方提供的控制点,严格按《工程测量规范》放样,确保桩位准确后埋设护筒,严格控制护筒中心与桩位中心线偏差≯50mm。护筒的埋设深度,在黏性土中不宜小于1.0m,砂土中不宜小于1.5m。然后采用相应的措施固定护筒,在护筒的外侧用素填土(黏性土)回填,捣实,以防钻孔过程中发生漏浆的现象。

3.4.3成孔过程中钻机平整度及孔偏斜度的质量控制。成孔时桩孔偏斜程度的控制,是钻孔灌注桩施工工艺中的又一重要环节。若桩孔不垂直(超出现行规范规定的偏斜度不得大于1%H,H为桩孔深度),否则影响下道工序钢筋笼及导管的下放,还会导致承载力的降低,这是基础工程的重大隐患之一。为了保证成孔偏斜度满足设计要求,应采取扩大桩机底盘支承面积使桩机稳固,经常校核钻架水平度及钻杆垂直度等措施。并于成孔后下放钢筋笼前作孔深、孔径、孔斜超声波测试。成孔偏斜度控制主要依靠钻机就位后,必须保证钻机平正、稳固,确保在施工过程中不倾斜、移动,起重滑轮边缘、固定钻杆的卡盘和护筒中心三者于同一铅锤线上。在超深钻孔灌注桩成孔时,应控制钻进速度、减压钻进等施工工艺。在钻进过程中应检查机架的平整度及调整其水平,特别是钻进过程中碰到孤石、坚硬土层、卵砾石层、风化岩层时更应及时复查钻机底盘的平整度和钻杆的平直度。

3.4.4成孔深度。在施工过程中钻机底盘范围内的`地坪标高会发生一些变化,为及时了解准确的钻孔深度,要定时复核底梁标高是否发生变化,并对钻具的总长度并作好记录,以便在成孔后根据钻杆在自然地面上的余尺来校验成孔是否达到设计深度。虽然钻杆到达的深度已反映了成孔深度,但是如在第一次清孔时泥浆密度控制不当,或在提钻具时碰撞了孔壁,就可能会发生坍孔、沉渣过厚等现象,这将给第二次清孔带来很大的困难,有时甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉渣。因此,泥浆在钻孔桩施工中起护壁和清孔作用,对于施工过程中泥浆的控制指标(粘度测定17~20s;含砂率≯6%;胶体率≮90%等)在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制。要选用高塑性黏土或膨润土制备泥浆。还应根据施工机械、工艺及穿越土层情况进行配合比设计。在提出钻具后用测绳复核成孔深度时,为提高测绳的测量精度,在使用前要遇湿后重新标定,并在使用中经常复核。同时还要考虑在施工中常用的测绳遇水后缩水的问题,因其最大收缩率达1.2%。如测绳的测深比钻杆的钻深小,就要重新下钻杆清孔。在施工过程中应采取有效地措施防止塌孔、缩径及桩孔偏斜等现象,除了在复核钻具长度时注意检查钻杆是否弯曲外,还应根据地质资料对不同土层随时调整钻进速度,并绘出钻进成孔时间~深度关系曲线。钻头直径的大小将直接影响桩径的大小,在施工过程中要经常复核钻头直径,如发现其磨损超过10mm就要及时调换钻头。成孔后,应认真检查桩孔嵌入持力层深度、岩石强度、沉渣厚度、桩孔垂直度等参数,是否达到设计要求,只要有一项不符合设计要求,就应及时分析解决,由建设单位代表、监理签字认可后,方可进入下道工序。

3.5成桩过程中的质量控制

3.5.1钢筋笼制作质量和吊放。钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料,检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、型号、数量和质量。制作中分段制作的钢筋笼,其接头宜采用焊接或机械式接头(钢筋直径大于20mm),并应遵守国家现行标准《钢筋机械连通用技术规程》JGJ10、《钢筋焊接及验收规程》JGJ18和《混凝土结构工程质量验收及规范》GB5004的规定;加劲箍宜设在主筋外侧,当因施工工艺有特殊要求时,在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋笼准确地吊放在设计标高上,这是由于钢筋笼吊放后是暂时固定在钻架底梁上的,因此,吊环长度是根据底梁标高的变化而改变,所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度,以确保钢筋笼的埋入标高满足设计要求。在搬运和吊装钢筋笼吊放过程中,应防止变形,安放时应对准孔位,自由落下,就位后应立即固定。对分段制作的钢筋笼时,应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量,对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时,要注意钢筋笼能否自由落下,沉放时不能碰撞孔壁。当吊放受阻时,不能撞笼、墩笼、扭笼及加压强行下放,因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象,应停止吊放并寻找原因,若在钢筋笼垂直吊放时,而不能自由下行,则可能缩孔、孔斜等现象。则要求进行复钻纠偏,并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。钢筋笼接长时要加快焊接速度,尽可能缩短沉放时间。

3.5.2导管的安置。在钢筋笼吊装完毕后,应立即安置导管或气导管二次清孔。应选用导管壁厚不小于3mm,直径为200~250mm的钢管,导管的分节长度可视工艺要求确定,底管长度不宜小于4m,导管接头法兰盘处,采用橡胶垫圈密封,采用双螺纹方扣快速接头。使用的隔水栓应有良好的隔水性能,并应保证顺利排出。隔水栓宜采用球胆或与桩身混凝土强度等级相同的细石混凝土制作。

3.5.3二次清孔(灌注混凝土前泥浆的配制)。灌注混凝土前泥浆的配制(三项指标:比重、含水率和黏度)和沉渣的厚度则是影响灌注桩质量的主要指标。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣,使沉渣中的岩料、砂粒等处于悬浮状态,再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮者的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔外,最终将桩孔内的沉渣清洗干净,保证孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25;含砂率不得大于8%、黏度不得大于28S。这就是泥浆排渣清孔和护壁的作用。在清孔过程中,应不断置换泥浆,直至浇注混凝土时。我们可以看出,泥浆的制备和清孔是确保质量的关键环节。清孔工艺还可采用泵吸反循环的施工工艺,并在成孔过程中采用除砂器,钻进过程中采用除砂器保证浆内含砂率在4%范围内。泵吸反循环清孔应注意保证补浆充足与孔内泥浆液面稳定,使用时还应注意若泵吸力强度过大,易造成孔底坍塌。

3.5.4灌注混凝土。开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为300~500mm;应有足够的混凝土储备量,导管一次埋入混凝土灌注面以下不小于0.8m;导管埋入混凝土的深度在2~6m。严禁将导管提出混凝土灌注面,并应控制提拔导管的速度,派专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差,填写混凝土灌注记录;灌注混凝土必须连续施工,每根桩的灌注时间应按初盘混凝土的初凝时间控制,对灌注过程中的故障应记录备案;应控制最后一次灌注量,超灌高度在0.8~1.0m,凿除泛浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。

4.质量通病的判断及防治措施

在钻孔灌注桩过程中要严格按照质量控制程序要求施工,特别是在软塑~流塑的软土层、松散的砂性土层,当钻成孔时孔内负压区,灌注时形成孔内正压区、孔壁不稳定、孔内沉渣过多、软硬地层交互出现等因素综合影响时,常常出现孔壁坍塌,桩体缩颈、露筋、扩径、断桩、蜂窝、桩端偏斜、夹泥及钢筋笼的制作、放置不符合设计要求。

5.桩基事故的常用补救措施

桩基事故处理补救较多,要进行技术经济比较,选择安全可靠、经济合理和施工方便、施工工期短的方案。对未施工部分应提出预防和改进措施,防止事故的再次发生。

(1)接桩法:当成桩后桩顶标高不足,常采用接桩法处理,方法有开挖接桩和嵌入式接桩;

(2)补桩法:桩基承台(梁)施工前补桩,如钻孔桩距过大,不能承受上部荷载时,可在桩与桩之间补桩;

(3)钻孔补强法:此法适应条件是桩身混凝土严重蜂窝、离析、松散、强度不够及桩长不足、桩底沉渣过厚等事故,常用高压注浆法来处理;

(4)沉井处理法:常用成桩后进行超声检测时,发现桩浅部(深度在20m以浅)存在局部的缺陷,经分析主要在桩身外侧夹泥、露筋,甚至在桩身内有大面积的空洞或空洞内填满杂质等现象。

(5)扩大承台梁法;

(6)改变事故方法;常用的方法有改变成桩施工顺序和改变成桩方法两种;

(7)修改设计:有改变桩型、改变桩位和上部结构卸荷3种方法。应考虑事故处理对已完成工程质量和后续工程方式的影响。如在事故处理中采取补桩时,会不会损坏混凝土强度还较低的邻近桩。

篇7:钻孔灌注桩施工工艺及质量缺陷的处治实践

某住宅项目, 设计基础为钻孔灌注桩, 孔径800 mm, 桩长23 m, 桩身混凝土强度等级为水下砼C30, 设计单桩极限承载力5 100 KN, 设计持力层为强风化砂质页岩。

2 施工方法

(1) 复测现场水准控制点和定位基点。复测桩位, 误差应控制在规范允许范围之内。

(2) 检查护筒位置, 应埋设正确和稳定, 护筒与坑壁之间应用粘土填实, 护筒中心与桩位中心线偏差不得大于50 mm。开钻前, 检查钻机磨盘的平整度 (用水平尺) 及主钻杆的垂直度。

(3) 钻孔过程中要适当控制进尺速度:由硬地层钻到软地层时, 可适当加快钻进速度;当软地层变为硬地层时, 要少加压慢钻进。

(4) 清孔。钻孔至设计深度后, 可使钻机空钻不进尺, 送入优质泥浆正常循环清孔, 直到符合清孔标准:沉渣厚度, 不大于50 mm;清孔后泥浆指标, 相对密度1.1~1.25 kg/cm2。

(5) 钢筋笼的制作和沉放。1) 对预制的钢筋笼逐节检查, 重点是主筋、加劲箍筋、螺旋箍筋的间距, 加密区长度、主筋搭接、纵横筋交叉点的焊接质量及锚固长度必须符合设计要求。2) 检查钢筋笼保护层垫块的设置, 一般沿钢筋笼每隔3 m放置一组, 每组设置三个, 按120度均匀安放, 既可避免笼体碰撞孔壁, 又可保证砼保护层均匀及钢筋笼在桩体内的位置正确。3) 钢筋笼的吊装应双点起吊, 保持钢筋笼轴线重合。入孔时, 始终保持垂直状态, 对准孔位徐徐轻放, 避免碰撞孔壁, 禁止晃动和强行冲击下放。

(6) 水下砼灌注。1) 砼运至工地后, 质检员要对砼的和易性、坍落度进行检查, 满足要求方可进行灌注。2) 下导管前, 准确丈量计算其长度, 下放导管时, 必须加密封圈。导管安装完毕, 再次测量孔底沉渣。当不能满足要求时要进行二次清孔, 直至符合要求为止。3) 开始灌注砼时, 要在漏斗底口设置隔水球塞, 导管底端离井底距离为30~50 cm。4) 确保首灌量要使导管埋入砼中0.80 m以上, 同一根桩要连续灌注, 并经常测量砼面上升高度, 保持导管埋深2~6 m, 严禁将导管提出砼面。5) 砼接近设计桩顶标高时, 要准确测量其高度, 准确计算并控制最后一次灌注量, 使砼顶面标高不小于设计要求, 防止欠灌。灌注结束后, 要立即起拨导管, 冲洗归拢检查好, 以备下次再用。6) 砼灌注是钻孔灌注桩施工的关键过程, 质检员要现场监督、验证, 灌注结束后, 质检员要填写《混凝土灌注记录表》, 并报请监理、业主签字认可。7) 按规范要求现场留取制作试块, 为满足评定要求的数量, 拆模后送试验室进行标养。

(7) 施工现场环境。由于在钻孔过程中会造成大量的泥浆, 所以, 必须检查现场循环泥浆池安排是否合理, 并随时将多余泥浆外运倒置, 确保施工现场不积泥浆。

3 桩的质量缺陷及预防措施

3.1 桩的质量缺陷

由于地质条件复杂、所用设备优劣、施工水平差异等原因, 钻孔灌注桩成桩后往往会出现桩身混凝土离析松散、裂缝、夹渣、缩颈、断桩和桩位位移超标等质量问题。

3.2 控制措施

(1) 控制成孔和成桩速度。原则上保持孔壁不塌, 越快越好。但钻进速度应视土质情况而定, 在淤泥质粘土层以控制孔径为主, 在淤泥质粘土层至粘土层带要上下来回扫孔以求上下畅通, 当进入粘土夹砂层时, 可加快钻进速度。

(2) 清孔质量。清孔质量关系到钻孔灌注桩的质量, 采用反循环施工可使成孔、清孔速度加快, 井壁完整。成孔和灌注混凝土的间隔时间越短越好, 一般二次清孔至灌浆时间不超过30 min为宜, 每根桩灌注混凝土应控制在5 h左右。

(3) 泥浆护壁。钻孔时采用泥浆护壁应控制好比重, 在粘土和亚粘土层钻孔时, 应以清水钻进原土造浆护壁, 钻进到砂层时, 可适当提高泥浆比重和粘度。当停钻时间超过24 h后, 泥浆会出现离析、沉降、孔壁垮塌等现象, 故需在一定时间内保证泥浆进行循环, 防止孔内泥浆漏失或沉淀, 失去护壁效果。

(4) 钻孔质量检查。桩的孔径、孔斜度, 沉渣可通过GA-1型灌注桩孔径检测系统及孔斜仪进行成孔质量检测, 并提出补救措施。对防止缩颈、扩颈, 可从钻具同心度、钻进速度控制、护壁泥浆质量等方面去解决。

(5) 浇注混凝土时, 淤泥在泥浆柱压力作用下, 可能进入导管与混凝土混合以及超过孔内混凝土的上升面, 会造成混凝土质量变差或夹泥。因此, 混凝土浇筑时导管一定要埋入孔内混凝土顶面以下1.50 m, 导管一次提升高度应控制在1 m以内, 防止浮浆。

(6) 钢筋笼的上浮主要是捆扎、焊接质量差, 笼身变形。控制措施:1) 灌注混凝土过程中, 应随时掌握混凝土浇注标高及导管埋深, 当混凝土埋过钢筋笼底端2~3 m时, 应及时将导管提至钢筋笼底端以上。2) 当发现钢筋笼开始上浮时, 应立即停止浇注, 并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高, 提升导管后再进行浇注, 上浮现象即可消除。

4 结论

(1) 钻孔灌注桩成孔过程中会遇到各种各样的复杂地层, 各种不同地层要求能有与此相适应的施工方法和工艺手段, 只有控制好常见技术问题, 才能真正提高成孔质量。

篇8:桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的处治

关键词:钻孔桩 质量缺陷 处治

钻孔灌注桩基础在公路桥梁工程中应用比较广泛,它的施工工艺及TRANBBS技术发展也比较成熟。其优点:承载力大、稳定性好、沉降量小、冲刷的河床和不稳定的河道对它的影响小、受施工水位或地下水位高低的影响较小。影响灌注桩施工质量的因素很多,质量检查也比较困难,因此对其施工过程每一环节都必须严格要求,稍有不慎或措施不严就会在灌注中产生质量缺陷,断桩就是经常发生且难以处理的病害之一。

1 几种缺陷桩的形成与处治

1.1 断桩

1.1.1 形成断桩原因分析 断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素,必须在施工初期就彻底清除其隐患,同时又必须准备相应的对策,预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面:①灌注混凝土过程中,测定已灌混凝土表面标高出现错误,导致导管埋深过小,出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。特别是钻孔灌注桩后期,超压力不大或探测仪器不精确时,易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此,必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度,并认真核对,保证提升导管不出现失误。②在灌注过程中,导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大,以及灌注时间过长,导致已灌混凝土流动性降低,从而增大混凝土与导管壁的摩擦力,加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管,在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。③卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于人工配料(有的机械配料不及时校核)随意性大,责任心差,造成混凝土配合比在执行过程中的误差大,使坍落度波动大,拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象,使粗骨料相互挤压阻塞导管;坍落度过小或灌注时间过长,使混凝土的初凝时间缩短,加大混凝土下落阻力而阻塞导管,都会导致卡管事故,造成断桩。所以严格控制混凝土配合比,缩短灌注时间,是减少和避免此类断桩的重要措施。

1.1.2 断桩处理的几种方法 ①原位复桩。对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩,采用彻底清理后,在原位重新浇筑一根新桩,做到较为彻底处理。此种方法效果好、难度大、周期长、费用高,可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。如K32+686.5万花分离立交桥1#-3桩及K19+110共产主义总干渠大桥7#-6桩分别采用将孔内回填土经沉淀后用冲击锥二次成孔或直接用冲击锥对已浇成的坏桩进行冲击二次成孔,重新浇注。②接桩。如K7+954.5小桥0#-6桩,在灌注过程中发生导管焊口破裂,裂缝长30cm,宽0.5cm。设计桩长为26m,当时水下混凝土已灌注17m,为确保工程质量,停止混凝土的浇筑并提前拔出导管。确定接桩方案,首先对桩进行声测确定好混凝土的部位;其次,根据设计提供的地质资料表明桩顶以下10m均为粘土层,确定井点降水-开挖-20#素混凝土进行护壁,护壁内用φ12的钢筋箍圈以20cm间距进行加固,护壁间连接筋用φ12钢筋以20cm间距布置。第三,挖至合格数处利用人工凿毛,按挖孔法混凝土施工方法进行混凝土的浇注。③桩芯凿井法。这种方法说起来容易做起来难,即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径为80cm的井,深度至少超过缺陷部位,然后封闭清洗泥沙,放置钢筋笼,用挖孔混凝土施工方法浇筑膨胀混凝土。此方法日进度0.6m,如果遇到个别桩水处理不好、降不下去,更是困难重重,导致质量、工期和经济上的重大损失。如K19+110共产主义大桥6#-3、3#-4、1#-2等几根桩及K12+087乔庙分离式立交桥3#-1桩均采用此方法,个别桩处理工期长达近6个月,费用达20万元。

1.2 缩颈 在钻孔过程中,由于钻锥磨损或焊补不及时,再或地层中遇到膨胀的软土、粘土、泥岩等,容易产生缩孔现象。如K10+028.8京广立交桥2#-4桩,设计桩长46m,直径1.5m,在28~30m处出现缩孔,即出现膨胀性软土,俗称探头泥,成孔检验不太仿事,但至下钢筋笼时钢筋笼下不去,拔出钢筋笼用钻锥上下冲扩后仍下不去,回填重新钻孔反复3次,最后下决心在锥头上加焊8cm的合金钢,再度扩大孔径,成孔后重新浇筑,增加混凝土80余方。

1.3 灌注时发生井壁坍落 成孔后灌注水下混凝土时发生坍孔现象,若坍塌不止,应将导管拔出,以粘土回填重新成孔;轻微坍落在施工中不易被察觉,声测时发现局部裹泥或夹砂现象。如K30+286白马泉小桥1#-3桩,在距声测管顶端6.5~7.0m断面处出现异常情况,AB测面读数均匀正常,但BC、AC面无读数,判定此两面交汇处可能出现裹泥块。该标在C声测管处用钻机干钻一直径为1.2m,距桩顶7m的井,用木板和钢筋圈加固后,派人从距桩顶6.5m处开凿,发现C声测管处有一高32cm、宽14cm、深16cm的黏土块。采用清除-凿出新鲜混凝土2cm-清洗(饱和面干)-高标号混凝土修补,保证了桩的整体性和完整性。根据实际情况还可以采用压浆、旋喷等工艺处理桩芯局部夹泥砂或空洞等缺陷,不再赘述。

2 钻孔灌注桩的质量控制

钻孔灌注桩的施工质量直接影响到上部结构的稳定与安全。部颁《公路工程质量检验评定标准》JTJ07198对钻孔灌注桩的质量作了严格的要求,增加了6.3.1.5和6.3.1.6条,明确规定了钻孔灌注桩进行无破损检测,这一结果需由设计单位的确认。对钻孔灌注桩的质量控制,我们认为在现时代仍应强调以下几点:①对质量控制应注重预防为主,即在施工前做好充分准备工作,制定相应的防范措施,并责任到人。②严把队伍进场关。“一流队伍投标、二流队伍进场、三流队伍干活儿”的现象在建筑市场上仍然存在。只有从严把关,使一流人才、先进的工艺,过硬的设备进场,就为优良工程打下了坚实的物质基础。③严把检测关。桥梁钻孔灌注桩无破损检测是确保施工质量的一个重要技术检测手段,我们的做法是:a对承担本工程桩基无破损检测任务的单位和个人进行资格审查;b逐根桩作超声波法检测;对处理后的缺陷桩做二次声测,若声测仍有缺陷,则该桩再辅以承载试验(大应变),以确保成桩质量及工程的安全性。

3 结束语

钻孔灌注桩在施工过程中,发生断桩、短桩或其他质量缺陷也是正常的,但处理一定要认真,尽量将事故消灭在萌芽状态。若发生了这类事故,要对桩底的断层位置、地质、钻孔成孔状况及当时原始记录加以认真分析,处理后必须要再进行验证。建议对桩体采用三点压浆法(三点成等边三角形,若桩径1.2m,边长可取60cm布设)处理,以保证断层处通过取芯压浆后能够充分密实,达到桩体完好的程度。对于钻孔灌注桩的施工质量,必须高度重视,严格控制尽量,避免发生事故及减少事故造成的损失,以利于工程的顺利进展。

参考文献:

[1]聂军.桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的防治[J].中国西部科技.2006.

篇9:钻孔灌注桩施工工艺及质量防治

关键词:钻孔灌注桩,施工工艺,防治措施

1 工程概况

某场地建11~14层住宅及商务综合楼,局部为3~3层裙楼,设1层地下室,场地占地面积约16520m2。由于本项目设计采用钻孔围护桩+预应力锚索+钢筋混凝土内支撑+搅拌桩止水帷幕作为基坑支护方式,局部土钉墙支护+搅拌桩止水帷幕。为确保钻孔灌注桩施工质量,使施工按规定程序有序地进行作业,编制钻孔灌注桩施工流程图。

2 施工要点

2.1 桩位测放及标高控制

根据设计图纸,由专业测量人员制作施工平面控制网,校测场地基准线和基准点、测量轴线、桩的位置及桩的地面标高。采用极坐标法对每根桩孔进行放样。为保证放样准确无误,对每根桩必须进行三次定位。在测定的桩位点,打入标志桩(露出地面5~10cm)。定位后对轴线、桩位进行复核,在复核符合设计、规范要求后方可进行施工。

2.2成孔

旋挖钻机施工工艺在我国是近几年才推广使用的一种较先进的桩基施工工艺。近几年,随着青藏铁路、北京鸟巢等项目的推动,旋挖钻孔设备才逐步发展起来。旋挖钻孔设备,具有功率大,钻孔速度快,自动化程度高,移动灵活方便,定位准确,节约劳动力,生产安全,工作方便,环保性能好,噪声小,工作效率高,节约时间,降低施工成本的特点,是目前同等设备中较好的一种新型旋挖设备。

2.3 清孔

清孔的目的是抽、换孔内泥浆,清除孔内钻渣,尽量减少孔底沉淀厚度,防止桩底存留过厚沉淀砂土而降低桩的承载力,确保灌注混凝土的质量。终孔后至灌注混凝土前,应作二次清渣:第一次是终孔后,下钢筋笼前,以泥浆正、反循环结合的方式清渣。将泥浆比重调整在1.15~125之间,含砂率和粘度应分别小于10%和28s。置放钢筋笼后,以灌浆导管为循环管道进行第二次清渣,可采用正循环方式清渣,遇清渣困难时则采用泵吸反循环方式清渣,直至泥浆指标符合下述要求:密度为1.10~120,粘度为17~22s,含砂率小于6%,胶体化率大于95%;沉渣厚度小于50mm时才能开始灌注。

2.4水下混凝土灌注

混凝土灌注是钻孔灌注桩的重要工序。本工程桩身砼设计强度等级为C30,采用预拌砼。在水下砼灌注过程中应严格按照《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)及设计要求施工,砼灌注前应对该桩孔进行隐蔽验收合格后方可灌注。水下砼灌注采用竖向活节导管密封剪球法进行。灌注前,应再次测定孔底沉渣厚度。如厚度超过规定,应再次进行清孔。当下导管时,导管底部与孔底的距离以能放出隔水栓和混凝土为原则,一般为30~50cm。首批混凝土连续不断地灌注后,应有专人测量孔内混凝土面高明度,并计算导管埋置深度,一般控制在2~6m,不得少于1m或大于6m。严禁导管提出混凝土面。水下灌注必须连续进行,严禁中途停灌。灌注中,应注意观察管内混凝土下降和孔内水位变化情况,及时测量孔内混凝土面上升高度和分段计算充盈系数(充盈系数应在1.1~1.3之间),不得小于1。终灌时,采用捞样筒捞取砼样确定砼面高度。

3 常见事故处理及预防措施

3.1 导管进水

3.1.1 主要原因:

首批混凝土储量不足,安置导管距孔底间距过大,混凝土下落不能埋住导管底口,以致水或泥浆从底口进入导管;导管接头不严或螺杆断折、焊缝破裂,水或泥浆从接头或焊缝处注入;导管提升过猛或测深错误,导管底口提离混凝土面,底口注入水或泥浆。

3.1.2 预防及处理方法:

由上述第一种原因引起的,应立即将导管提出,将孔底混凝土沉淀物用反循环清除。重新下导管并准备足够储量的首批混凝土重新灌注。灌注之前必须进行首批混凝土量计算,导管底口距孔底间距设置0.5~0.6米。若为第二种原因引起的,应拔换导管,采用二次剪球法处理,在第二次灌浆时,当预制混凝土球塞(即隔水栓)下落至原混凝土面时,导管立即跟入原混凝土内有足够深度。第三种原因引起的,用原导管进行二次剪球处理,方法同上。若混凝土面在水面下不深的护筒内,可将护筒内水抽干,将浮浆清除,再在护筒内灌注混凝土至设计标高。

3.2断桩

在灌注时,由于导管埋深过大,致使导管无法拔出而中断灌注。可用岩芯钻进法将导管内混凝土面以上的淤塞物清除,下入炸药放炮,将导管炸断,提出孔外。把孔内钢筋全部接到孔外固定的护筒上,再下入冲击冲锤凿除钢筋笼里面的混凝土,一直钻到钢筋笼底部以下1m。在孔口调整好十字形冲击冲锤,使4个钻角分别在钢筋笼的4个空档内,进行轻冲击,并照此变换5次位置,可打掉钢筋笼的箍筋和剩余的混凝土。这样处理后,钢筋笼的主筋就全部成为零散的活动体,在孔口将其分别拉出。最后用冲击冲锤打掉底部的混凝土,重新进行灌注。

3.3 桩身夹泥的处理

灌注时由于导管密封不良,泥浆渗入导管内,或导管栓塞破裂、脱落,都会产生夹泥现象。这时应全部提出导管进行处理,然后重新灌注混凝土。

3.4 卡管

3.4.1 初灌时隔水栓卡管,或由于混凝土本身原因坍落度过小,流动性差,夹大石子,拌合不均,离析,粗骨料集中而造成堵管。处理方法:用长杆冲捣导管内隔水栓或混凝土,或抖动导管,使隔水栓或混凝土下落,如仍不下落时,将导管提出清洗,然后重新吊装,重新灌注。

3.42机械故障或其它原因使混凝土在导管停留时间过长,最初灌注的混凝土已经初凝,增大了管内混凝土下落阻力,混凝土堵在管内。预防方法:灌注前检查灌注机械,并备有备用机械,首批混凝土中可掺入缓凝剂。处理方法:采用振动器(可与灌注导管连在一起),将导管内的砼振出,同时也能提高砼的密实度,提高桩身的质量。

3.5坍孔

在灌注过程中如发现钻孔护筒内水位忽然上升后又随即骤降并冒出气泡,应怀疑坍孔现象,用测深锤探测,如原测深锤停挂在混凝土表面上未取出,被埋不能上提,或下不到原来的深度,均证实为坍孔。发生坍孔后,及时查明原因,采取相应措施,保持加大水头,防止继续坍孔,如不严重,并不继续孔,可恢复正常灌注,混凝土埋深尽量大一点,将坍孔泥砂挤出。如坍孔严重,并仍不停止,应立即中止灌注,将导管拔出,用粘土回填,待坍塌稳定后,再商定处理方案。

3.6 埋管。

主要原因:导管埋深过深,或提管过猛,导管拉断。预防方法:严格控制导管埋深不得超过6.0米,导管接头螺栓事先检查是否稳妥,提升导管不能过猛。或埋管事故已发生,视情况作出处理。混凝土面距桩顶不深时,可将原护筒接长,将护筒沉入已灌注混凝土面以下,抽水、排渣,接灌混凝土。

3.7 浇短桩头。

产生原因:灌注将近结束,浆渣过稠,发生误测,拔出导管,中止灌注,而造成浇短桩头事故。预防方法:灌注即将结束,加注清水,稀释泥浆,采用取样探测器采取砼粗骨料以准确判定砼面标高。处理方法为:接长护筒,抽水、排渣,接浇混凝土。

3.8 钢筋笼上浮。

钢筋笼的埋设是按设计标高放置并固定的。钢筋笼上浮超过允许误差,造成钢筋笼上浮质量事故。其原因是导管在提升过程中法兰盘挂住钢筋笼而上浮:混凝土和易性不好,灌注中途出事故,使混凝土初凝结成硬盖,阻力增大,混凝土向上拱抬钢筋笼;钢筋笼在孔口固定不牢。预防措施:放置钢筋笼时对准钻孔中心,在孔口牢固固定,提升导管时不可过猛;灌注混凝土时要抓紧时间;根据气温变化,适当调整混凝土配合比,使其具有良好的和易性、流动性;混凝土面上升到钢筋笼底时,要适当放慢灌注速度。

结束语

钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目,钻孔灌注桩的成桩质量会受到多种因素的干扰和制约,通过多年来的施工实践,得出这样一个结论:要保证钻孔灌注桩的施工质量,加强桩基工程检测只是一个手段,其关键还在于现场管理人员要有高度责任心,以防为主,对桩基各个施工环节充分重视并精心施工,这样桩基的质量才能得到保证。

参考文献

篇10:钻孔灌注桩施工工艺及质量缺陷的处治实践

【关键词】桥梁施工 钻孔灌注桩 施工质量 施工质量缺陷及解决措施

一、钻孔灌注桩施工工序

(一)施工前期准备

1.在公路桥梁的建设中如果要使用钻孔灌注桩技术需要对施工场地进行勘察,在施工场地的选取中要注意施工场地的周围是否有高压电阻、地埋管线和通信线路等设施。2.在选择泥浆池时应该根据工程建设中钻孔灌注桩的体积大小计算泥浆的使用量,考虑水源的远近,科学合理的设置泥浆池的位置和大小。3.施工现场的物料存放是一个十分关键的环节,直接影响着整个工程的进度和施工质量。在物料的存放上要考虑工程的进度确定所需的砂石、水泥和钢筋的采购量,合理安放混凝土搅拌设备,保证施工有序的进行。4.施工人员要对施工现场进行合理的勘探,根据施工的需要合理的确定钢筋制作棚的位置和发电机组的位置,综合考虑保证施工的正常有序进行。

(二)施工工序

在钻孔灌注桩的施工中,根据灌注桩的设计参数保证灌注桩所需要的泥浆要求。G315线察德高速公路桥梁灌注桩的施工中泥浆的比重保持在1.4-1.7之间,在清孔完成后泥浆的比重在1.05-1.15的范围内。在施工的进行中,工程人员要及时对泥浆的比重等相关参数进行测量,发现问题后要通过合理的措施及时的解决,保证整个工程的施工质量。

在后续的施工中,施工人员要根据施工现场测量的数据进行测量,确定一期混凝土的投放量。在混凝土浇筑的过程中要对每次的投放量和导管提升的高度做好记录,在施工中国发现问题要做好及时的处理。在地面以上的对接浇筑的过程中,灌注桩基础地面以下的灌注施工达到要求后进行二期的混凝土接高,在浇筑之前一定要注意对续柱头进行凿毛处理,然后根据施工要求进行钢模的安装,使钢模的安装符合施工要求。

二、钻孔灌注桩的优缺点及适用范圈

(一)鉆孔滋注桩基础的优点

1.在桥梁的施工中,使用钻孔灌注桩技术能够加快施工的进度。可以根据施工现场的具体情况确定使用钻机的数量同时进行桩基的施工。2.现行的桥梁施工中所使用的钻孔灌注桩技术和传统的重力墩基础,钻孔灌注桩的安全性和可靠性有了显著的提高,使用钻孔灌注桩技术能够消除地面河水对基础的冲刷影响。3.在桥梁的建设中采用灌注桩技术能够减少桥梁施工的复杂性。4.在桥梁的建设中,钻孔灌注桩不受桩径大小、深浅变化的影响,适应能力极强,能够满足单桩极限承载力的要求。5.钻孔灌注桩的使用范围极广,能够在不同的地址条件下使用,其适应能力极强。

(二)钻孔灌注桩基础的缺点

1、钻孔灌注桩技术和传统的施工技术相比具有一定的优势,但是其施工的技术要求相当的高。在桥梁建设中灌注桩基础是采用机械钻进泥浆护壁成孔,进行水下混凝土灌注。在向水下灌注混凝土时会出现缩孔、钢筋笼无保护层、夹层、断桩等现象。2.在桥梁的施工中,桩的承载能力易受到桩端的大小和孔底沉垫的厚度等因素的影响。3.桥梁建设的会在不同的地质条件下进行,受到地质条件的影响可能会出现井孔缩径的现象,对桩的承载能力造成直接的影响。

(三)钻孔灌注桩基础的适用范围

根据笔者多年的工作经验和G315线察德高速公路的施工实际总结出,钻孔灌注桩的使用范围极广,能够适应各种底层情况,所以钻孔灌注桩基础在桥梁的建设中应用十分广泛。

三、钻孔灌注桩施工中易出现的问题及处理措施

(一)钻孔灌注桩施工容易出现的质量问题及处理措施

在钻孔灌注桩施工中常见的问题有堵管、塌孔、缩孔等。如果在混凝土的浇筑过程中出现了堵管问题会对成桩的质量造成很大的影响,很可能会导致断桩,致使桩的报废。在生产过程中工程技术人员一定要对原材料进行合理的把关,严格控制施工过程中的每一道工序,避免堵管事故的发生。

在钻孔灌注桩的施工中,若出现缩孔、塌孔等现象是应该及时的进行检查和记录相关的参数。当明确事故出现的原因之后,及时的调整泥浆的比重。当事故特别严重时应该立即停止施工,用粘土进行回填,当达到施工准则中的停工时间后,重新的进行定位开孔。

(二)钻孔灌注桩施工质量检测

1.G315线察德高速公路桥梁的检测中采用取样检测的方法进行,在桩体的浇筑中,留取2个试样践行检测,保证施工中桩体的强度符合施工的要求。2.G315线察德高速公路桥梁灌注桩的检测中低应变动力(反射波)法被广泛的应用于桩桩顶浮浆凿除中,在检测过程中应该是桩体露出密实的桩头,平整桩顶。

四、减少质量缺陷的主要方法

(一)泥桨制备工序控制

在钻孔灌注桩的施工中应该注意泥浆的比重。在施工中泥浆的主要功能是使钻孔工作有序的进行,在施工中可以向施工的井孔中增添粘土来增加循环浆的强度,有利于施工的进行,减少缩孔、塌孔发生的概率。

(二)在钻孔工作进行之前应该对各项工作进行认真的检查。保证钻孔机底座处的平整和加固。在设备安装完成后应该进行相关设备的试运行,测试机器的性能,保证钻孔的的垂直。

五、结语

钻孔灌注桩基础的应用十分广泛,创造了极大的经济效益和社会效益,推动了公路桥梁建设事业的进步。钻孔灌注桩技术具有能够提升工程的进度,保障工程建设的安全性和可靠性,且受地质条件的影响小等优势。但是由于其混凝土浇筑时具有隐蔽性和连续性等特点,导致其施工要求比较高,所以相关的技术人员一定要重视施工的各个环节,严把质量关,保证施工质量。我相信通过诸多技术人员的努力,一定能够克服钻孔灌注桩施工中的难题,建设出安全可靠的工程。

参考文献:

[1]杨文渊.桥梁施工工程师手册.人民交通出版社.1997.

[2]河南省水电建设质量监督站.水利建设管理法规与文件汇编,2001.

[3]夏连学,宁金成.公路与桥梁结构检测.黄河水利出版社,1999.

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