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【摘 要】近年来,随着社会经济的快速发展,建筑企业也有了一定的发展空间,对于灌注桩施工工艺也有了更高的要求,这就需要在进行施工的过程中,提高其施工工艺,确保施工质量。本文主要分析了旋挖钻机成孔开放式后注浆灌注桩施工工艺,为建筑企业的可持续发展奠定良好的基础。
【关键词】经济发展;旋挖钻机成孔;后注浆灌注
引言
随着科学技术的不断发展,多种科学技术在建筑工程施工期间进一步运用。在灌注桩后注浆施工期间,通过使用高压注浆泵压入水泥为核心的浆液对桩侧和孔底泥皮实施固化、桩端阻力及其桩侧阻力的提高阶段从而达到提升单桩承载能力、降低沉降量的一种科学的施工措施和技术方法保证施工效益和施工质量。
工程概况:
钻孔灌注桩工程桩50根,后注浆钻孔灌注桩工程桩41根,采用后注浆旋挖钻机泥浆护壁成孔施工工艺,包含放线、定位、成孔、钢筋笼加工、安装、砼浇灌、注浆、养护、桩基检测、安全保护措施、文明施工措施等,详见下表:
1、技术特点
(1)后压浆旋挖钻孔灌注桩具有较高的承载力和较小的沉降量,且承载力均匀,离散性小。与传统钻孔灌注桩相比,可提高承载力50%~100%。
(2)施工效率高,节约工期。比传统灌注桩工艺提高施工效率5~10倍,有时可达15倍。
(3)有利于环境保护:后压浆旋挖钻孔灌注桩不需要循环泥浆,钻孔过程仅采用制备的稳定液,其作用起稳定孔壁和平衡钻孔内外水压力差的作用,与传统钻孔灌注桩相比,泥浆的使用和排放量大大减少,避免了传统钻孔带来的泥浆污染问题,因此有“绿色施工工艺”之美称。
(4)节约土地资源和水资源:旋挖钻机成孔时,孔内泥土以渣土的形式被钻头取上来,然后通过运输车辆运送到指定地点,同时由于不需要循环泥浆,也就不会排放大量泥浆。
(5)有利于保证桩基质量:首先,旋挖钻机本身配置了较先进的监测孔深、孔斜、对中等电子装置。其次,旋挖钻孔是通过筒式钻斗多次的上下往返完成成孔作业,使得孔壁更加粗糙,孔型更加完整,特别是使用预先配置的优质稳定液,在孔壁不会形成过厚的泥皮。
(6)可节约工程造价20%~30%。⑺后压浆装置及安装操作简单、实用,材料易得,价格低廉,技术工艺方便,压浆成功率可达98%以上。
2、钻孔灌注桩施工质量缺陷及成因
2.1钻孔灌注桩的孔壁塌陷问题
究其原因,主要在于以下几个方面:施工地点土质较为松散,而钻孔周围并没用粘土等材料进行填封,护筒埋置较浅;施工过程中,工作人员并没有仔细考察施工地点的土质问题,根据实际情况来拌制密度合适的泥浆,再加上施工过程中成孔工艺不合理,导致漏水漏浆现象的出现;在清孔过程中,由于工作人员冲水过程不注意,会使供水管对孔壁进行强烈冲刷,造成孔壁塌陷
2.2偏桩现象
偏桩现象出现的原因,主要有以下几个方面:工作人员并没有做好桩位定位工作,导致工作从一开始就出现了偏差;机器设备故障;由于地质原因,钻孔过程中遇到坚硬物体,导致钻桩偏差。
2.3沉渣过厚现象
由于部分工作人员对工作并不负责,不按规定操作,例如二次清孔不认真或者甚至没进行二次清孔工作,导致灌注桩底部的沉渣过厚。另外,由于钻孔完成以后,施工人员并没有及时地浇筑混凝土,导致部分泥浆下沉形成沉渣。
2.4断桩现象
工作人员在浇筑混凝土过程中,送料导管并没有深入到钻孔的底部或者拔管的高度过大,导致混凝土与底部的泥水结合,影响混凝土的凝结性。另一方面,由于施工过程中,各种意外情况的出现,导致混凝土浇灌过程暂停,出现断桩现象.
3、工艺原理
后压浆旋挖钻孔灌注桩是将后压浆技术与旋挖钻孔技术相结合而产生的新的桩基技术,是提高钻孔灌注桩承载力的较先进的技术手段。其原理就是在充分发挥旋挖钻孔灌注桩的优势同时,在旋挖钻孔灌注桩中预埋注浆管,通过桩身的注浆管对桩侧土层、桩端土或桩端沉渣实施压力注浆,通过桩侧与桩端压浆浆液的渗透、扩散、置换、充填、挤密和固结等一系列物理和化学作用,消除桩侧泥皮、桩端沉渣、桩身混凝土收缩等影响承载力因素,同时使桩侧、桩端土层得到加固,强度提高,从而提高桩侧、桩端摩阻力,使桩的承载力得到提高。
3、旋挖钻机成孔开放式后注浆灌注桩施工工艺分析
3.1后压浆装置及安装
本技术的后压浆装置,由纵向压浆导管和环向出浆软管组成,纵向压浆导管由外径20-33.5mm的无缝钢管制作,主要作用是将浆液从地面压入环向出浆软管,纵向压浆导管通至地面,一般高出地面20cm。环向出浆软管由优质PVC管和保护装置组成,在PVC管上向桩身外侧每间隔3~5cm设置一出浆孔(对位于桩端的环向出浆软管还应顺桩端方向设置出浆孔),出浆孔由胶带封缠后,外套橡胶套作为保护装置。环向出浆软管与纵向压浆导管通过三通连接组成闭合的,可向桩身周围出浆的后压浆装置。每根桩应安装多个后压浆装置,以桩端为第一个,沿桩身向上每隔6~12米安装一个,最顶端的后压浆装置距桩顶不超过15米。环向出浆软管的长度应根据钢筋笼的外径确定,其形成闭合环的内径应与钢筋笼外径相等。纵向压浆导管顺钢筋笼方向与钢筋笼绑扎一起,环向出浆软管环绕钢筋笼与钢筋绑扎一起,
3.2制作压浆管
通常情况下,必须同时进行钢筋笼与压浆管的制作。选用直径为25毫米左右的无缝钢管进行压浆管的制作,选用丝扣进行接头连接,选用丝进行两端封堵并确定其密封性符合施工要求。压浆管长度相比钢筋笼必须长出55厘米左右,桩底部要比钢筋笼多出5厘米,上部比打桩工作面地坪高出50厘米。压浆管在最下部20毫米处进行压浆喷头的设置,在这个位置通过钻头进行4排压浆孔的均匀钻出,将其间距设为3厘米、直径设为3毫米,并利用图钉封堵压浆孔,在最外面将直接相同的自行车内胎套上并利用胶带将两端封严,并将压浆喷头向单向装置进行改装。压浆管中的压力在注浆过程中将车胎迸裂,同时弹出图钉,通过注浆孔和图钉的孔隙将水泥浆向碎石层中压入,这种方式可以对堵塞压浆管情况进行有效防止。 3.3旋挖钻工艺
旋挖钻机采用静态泥浆护壁钻斗取土的工艺(当然也有干土直接取土工艺,视工地现场地层条件而定),是一种无冲洗介质循环的钻进方法,但钻进时为保护孔壁稳定,孔内要注满优质泥浆(稳定液)。旋挖钻机工作时能原地作整体回转运动。旋挖钻机钻孔取土时,依靠钻杆和钻头自重切入土层,斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土;遇硬土时,自重力不足以使斗齿切入土层,此时可通过加压油缸对钻杆加压,强行将斗齿切入土中,完成钻孔取土。钻斗内装满土后,由起重机提升钻杆及钻斗至地面,拉动钻斗上的开关即打开底门,钻斗内的土依靠自重作用自动排出。钻杆向下放关好斗门,回转到孔内进行下一斗的挖掘。旋挖钻机行走机动、灵活,终孔后能快速的移位或至下一桩位施工。旋挖成孔灌注桩的施工方法具有施工质量可靠、成孔速度快、成孔率高、适应性强大大缩短了工期,废浆少、低噪音、污染小保护了环境,克服了机械成孔时孔底沉淤土多,桩侧摩阻力低,泥浆管理差的缺点,极大地提高了施工质量。
3.4开塞
(1)开塞是指将安装在桩身上的后压浆装置开通,使其与桩周土连通,使浆液能顺利的通过后压浆装置渗入桩周土和桩侧与桩周土的空隙中。
(2)后注清水。后压浆装置开塞以后尚应继续保持一定的压力,并压注不小于5分钟的清水。通过压注清水,清除并冲开桩侧泥皮和缝隙,保证浆液顺利沿桩周流动,保证后压浆的效果,开塞时间宜在混凝土终凝2h后进行。
(3)压浆时间应在桩身混凝土灌注完成48小时~84小时进行。
(4)压浆时应按着先桩上部压浆,再桩端压浆,最后桩中间的压浆。
(5)稀浆压完后,应在60min内进行压稠浆。
(6)压浆终止标准。压浆终止标准以压浆量控制为主,压力控制为辅。当出现下列问题时,可采取如下措施予以处理。①当一个压浆装置由于压力太高浆液压不进时,可通过其邻近压浆装置将剩余浆液压注完毕。②当一个压浆装置压浆量没有达到设计要求压浆量时,出现地面冒浆或串浆,可暂时停止压浆,并冲洗压浆装置,停止60min后,再进行复压,如此反复直到达到设计压浆量。③当某个压浆装置达到设计压浆量,但仍能继续压浆且压力较低时,应停止压浆,改用稠浆继续压浆。
结束语
综上所述,随着国民经济发展速度的不断提升,我国建筑工程事业也得到了极大的发展。高层建筑工程作为建筑工程施工的重要形式,其施工质量的优劣直接影响着整个建筑行业的发展。桩端后注浆技术作为高层建筑工程施工中的重要技术之一,其施工技术水平的高低将对建筑整体质量起到关键性的作用。
参考文献:
[1]NGUYENVANLOC(阮文禄).后注浆钻孔灌注桩的承载力研究[D].吉林大学,2014.
[2]张志伟.灌注桩后压浆技术的理论分析与实践[D].吉林大学,2004.
[3]史红权.扩底后注浆灌注桩施工工艺及其试验研究[D].太原理工大学,2003.
[4]王文.钻孔灌注桩桩端后注浆技术及其在台州市的应用[D].浙江大学,2008.
【关键词】经济发展;旋挖钻机成孔;后注浆灌注
引言
随着科学技术的不断发展,多种科学技术在建筑工程施工期间进一步运用。在灌注桩后注浆施工期间,通过使用高压注浆泵压入水泥为核心的浆液对桩侧和孔底泥皮实施固化、桩端阻力及其桩侧阻力的提高阶段从而达到提升单桩承载能力、降低沉降量的一种科学的施工措施和技术方法保证施工效益和施工质量。
工程概况:
钻孔灌注桩工程桩50根,后注浆钻孔灌注桩工程桩41根,采用后注浆旋挖钻机泥浆护壁成孔施工工艺,包含放线、定位、成孔、钢筋笼加工、安装、砼浇灌、注浆、养护、桩基检测、安全保护措施、文明施工措施等,详见下表:
1、技术特点
(1)后压浆旋挖钻孔灌注桩具有较高的承载力和较小的沉降量,且承载力均匀,离散性小。与传统钻孔灌注桩相比,可提高承载力50%~100%。
(2)施工效率高,节约工期。比传统灌注桩工艺提高施工效率5~10倍,有时可达15倍。
(3)有利于环境保护:后压浆旋挖钻孔灌注桩不需要循环泥浆,钻孔过程仅采用制备的稳定液,其作用起稳定孔壁和平衡钻孔内外水压力差的作用,与传统钻孔灌注桩相比,泥浆的使用和排放量大大减少,避免了传统钻孔带来的泥浆污染问题,因此有“绿色施工工艺”之美称。
(4)节约土地资源和水资源:旋挖钻机成孔时,孔内泥土以渣土的形式被钻头取上来,然后通过运输车辆运送到指定地点,同时由于不需要循环泥浆,也就不会排放大量泥浆。
(5)有利于保证桩基质量:首先,旋挖钻机本身配置了较先进的监测孔深、孔斜、对中等电子装置。其次,旋挖钻孔是通过筒式钻斗多次的上下往返完成成孔作业,使得孔壁更加粗糙,孔型更加完整,特别是使用预先配置的优质稳定液,在孔壁不会形成过厚的泥皮。
(6)可节约工程造价20%~30%。⑺后压浆装置及安装操作简单、实用,材料易得,价格低廉,技术工艺方便,压浆成功率可达98%以上。
2、钻孔灌注桩施工质量缺陷及成因
2.1钻孔灌注桩的孔壁塌陷问题
究其原因,主要在于以下几个方面:施工地点土质较为松散,而钻孔周围并没用粘土等材料进行填封,护筒埋置较浅;施工过程中,工作人员并没有仔细考察施工地点的土质问题,根据实际情况来拌制密度合适的泥浆,再加上施工过程中成孔工艺不合理,导致漏水漏浆现象的出现;在清孔过程中,由于工作人员冲水过程不注意,会使供水管对孔壁进行强烈冲刷,造成孔壁塌陷
2.2偏桩现象
偏桩现象出现的原因,主要有以下几个方面:工作人员并没有做好桩位定位工作,导致工作从一开始就出现了偏差;机器设备故障;由于地质原因,钻孔过程中遇到坚硬物体,导致钻桩偏差。
2.3沉渣过厚现象
由于部分工作人员对工作并不负责,不按规定操作,例如二次清孔不认真或者甚至没进行二次清孔工作,导致灌注桩底部的沉渣过厚。另外,由于钻孔完成以后,施工人员并没有及时地浇筑混凝土,导致部分泥浆下沉形成沉渣。
2.4断桩现象
工作人员在浇筑混凝土过程中,送料导管并没有深入到钻孔的底部或者拔管的高度过大,导致混凝土与底部的泥水结合,影响混凝土的凝结性。另一方面,由于施工过程中,各种意外情况的出现,导致混凝土浇灌过程暂停,出现断桩现象.
3、工艺原理
后压浆旋挖钻孔灌注桩是将后压浆技术与旋挖钻孔技术相结合而产生的新的桩基技术,是提高钻孔灌注桩承载力的较先进的技术手段。其原理就是在充分发挥旋挖钻孔灌注桩的优势同时,在旋挖钻孔灌注桩中预埋注浆管,通过桩身的注浆管对桩侧土层、桩端土或桩端沉渣实施压力注浆,通过桩侧与桩端压浆浆液的渗透、扩散、置换、充填、挤密和固结等一系列物理和化学作用,消除桩侧泥皮、桩端沉渣、桩身混凝土收缩等影响承载力因素,同时使桩侧、桩端土层得到加固,强度提高,从而提高桩侧、桩端摩阻力,使桩的承载力得到提高。
3、旋挖钻机成孔开放式后注浆灌注桩施工工艺分析
3.1后压浆装置及安装
本技术的后压浆装置,由纵向压浆导管和环向出浆软管组成,纵向压浆导管由外径20-33.5mm的无缝钢管制作,主要作用是将浆液从地面压入环向出浆软管,纵向压浆导管通至地面,一般高出地面20cm。环向出浆软管由优质PVC管和保护装置组成,在PVC管上向桩身外侧每间隔3~5cm设置一出浆孔(对位于桩端的环向出浆软管还应顺桩端方向设置出浆孔),出浆孔由胶带封缠后,外套橡胶套作为保护装置。环向出浆软管与纵向压浆导管通过三通连接组成闭合的,可向桩身周围出浆的后压浆装置。每根桩应安装多个后压浆装置,以桩端为第一个,沿桩身向上每隔6~12米安装一个,最顶端的后压浆装置距桩顶不超过15米。环向出浆软管的长度应根据钢筋笼的外径确定,其形成闭合环的内径应与钢筋笼外径相等。纵向压浆导管顺钢筋笼方向与钢筋笼绑扎一起,环向出浆软管环绕钢筋笼与钢筋绑扎一起,
3.2制作压浆管
通常情况下,必须同时进行钢筋笼与压浆管的制作。选用直径为25毫米左右的无缝钢管进行压浆管的制作,选用丝扣进行接头连接,选用丝进行两端封堵并确定其密封性符合施工要求。压浆管长度相比钢筋笼必须长出55厘米左右,桩底部要比钢筋笼多出5厘米,上部比打桩工作面地坪高出50厘米。压浆管在最下部20毫米处进行压浆喷头的设置,在这个位置通过钻头进行4排压浆孔的均匀钻出,将其间距设为3厘米、直径设为3毫米,并利用图钉封堵压浆孔,在最外面将直接相同的自行车内胎套上并利用胶带将两端封严,并将压浆喷头向单向装置进行改装。压浆管中的压力在注浆过程中将车胎迸裂,同时弹出图钉,通过注浆孔和图钉的孔隙将水泥浆向碎石层中压入,这种方式可以对堵塞压浆管情况进行有效防止。 3.3旋挖钻工艺
旋挖钻机采用静态泥浆护壁钻斗取土的工艺(当然也有干土直接取土工艺,视工地现场地层条件而定),是一种无冲洗介质循环的钻进方法,但钻进时为保护孔壁稳定,孔内要注满优质泥浆(稳定液)。旋挖钻机工作时能原地作整体回转运动。旋挖钻机钻孔取土时,依靠钻杆和钻头自重切入土层,斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土;遇硬土时,自重力不足以使斗齿切入土层,此时可通过加压油缸对钻杆加压,强行将斗齿切入土中,完成钻孔取土。钻斗内装满土后,由起重机提升钻杆及钻斗至地面,拉动钻斗上的开关即打开底门,钻斗内的土依靠自重作用自动排出。钻杆向下放关好斗门,回转到孔内进行下一斗的挖掘。旋挖钻机行走机动、灵活,终孔后能快速的移位或至下一桩位施工。旋挖成孔灌注桩的施工方法具有施工质量可靠、成孔速度快、成孔率高、适应性强大大缩短了工期,废浆少、低噪音、污染小保护了环境,克服了机械成孔时孔底沉淤土多,桩侧摩阻力低,泥浆管理差的缺点,极大地提高了施工质量。
3.4开塞
(1)开塞是指将安装在桩身上的后压浆装置开通,使其与桩周土连通,使浆液能顺利的通过后压浆装置渗入桩周土和桩侧与桩周土的空隙中。
(2)后注清水。后压浆装置开塞以后尚应继续保持一定的压力,并压注不小于5分钟的清水。通过压注清水,清除并冲开桩侧泥皮和缝隙,保证浆液顺利沿桩周流动,保证后压浆的效果,开塞时间宜在混凝土终凝2h后进行。
(3)压浆时间应在桩身混凝土灌注完成48小时~84小时进行。
(4)压浆时应按着先桩上部压浆,再桩端压浆,最后桩中间的压浆。
(5)稀浆压完后,应在60min内进行压稠浆。
(6)压浆终止标准。压浆终止标准以压浆量控制为主,压力控制为辅。当出现下列问题时,可采取如下措施予以处理。①当一个压浆装置由于压力太高浆液压不进时,可通过其邻近压浆装置将剩余浆液压注完毕。②当一个压浆装置压浆量没有达到设计要求压浆量时,出现地面冒浆或串浆,可暂时停止压浆,并冲洗压浆装置,停止60min后,再进行复压,如此反复直到达到设计压浆量。③当某个压浆装置达到设计压浆量,但仍能继续压浆且压力较低时,应停止压浆,改用稠浆继续压浆。
结束语
综上所述,随着国民经济发展速度的不断提升,我国建筑工程事业也得到了极大的发展。高层建筑工程作为建筑工程施工的重要形式,其施工质量的优劣直接影响着整个建筑行业的发展。桩端后注浆技术作为高层建筑工程施工中的重要技术之一,其施工技术水平的高低将对建筑整体质量起到关键性的作用。
参考文献:
[1]NGUYENVANLOC(阮文禄).后注浆钻孔灌注桩的承载力研究[D].吉林大学,2014.
[2]张志伟.灌注桩后压浆技术的理论分析与实践[D].吉林大学,2004.
[3]史红权.扩底后注浆灌注桩施工工艺及其试验研究[D].太原理工大学,2003.
[4]王文.钻孔灌注桩桩端后注浆技术及其在台州市的应用[D].浙江大学,2008.