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【摘 要】钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的,其施工过程无法观察,成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题,都将直接影响到整个工程的质量和进度,因此钻孔灌注桩在施工过程中的质量监督尤为重要。现分三个问题:钻孔灌注桩的质量监督,桩的缺陷与防治措施,桩质量的判定进行阐述。
【关键词】钻孔灌注桩;质量监督;缺陷与防治措施;质量判定
1.钻孔灌注桩的质量监督
1.1前期工作的监督
在质量监督工作中,事前监督是最有效的监督手段。由于钻孔灌注桩施工的隐蔽性及工序的不可逆转性,使得前期工作的监督尤为重要。
1.1.1施工组织设计的审查
前期工作除了人机进场、通水通电等基本条件外,更重要的是编制好施工组织设计,这也是现场技术人员必须做到的。施工组织设计应根据自身人员、设备等实际情况编写,要注意细化、量化和可操作性;编制时要做到关键环节、关键部位的做法及质量监督措施合情、合理。
1.1.2 施工技术交底及图纸会审
设计图纸不是完美无缺的,若在施工过程才发现那些与施工相矛盾的地方,必然会影响施工进度。技术交底是我们向施工队传达施工要求的第一个平台,技术交底内容必须严谨。
1.2钻孔过程的质量监督
钻孔灌注桩成孔的工序是: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—接人导管—第二次清孔,每个环节环环相扣,相互影响,都不容忽视;在工程开工时宜做钻孔试验,由施工单位会同设计单位、监理公司、质检站及地勘公司共同进行,以检验设备情况、操作工艺、实际地质情况。本文只从现场技术人员质量监督的角度,讨论几个关键环节的质量监督。
1.2.1对操作人员的监控
钻孔灌注桩施工受人为因素影响很大,要随时检查钻机操作人员的在岗情况及钻孔原始记录,并配合监理及时做好工序的检测验收工作。
1.2.2关于垂直度的监督
垂直度监督主要依靠钻机就位时的水平、中心对正程度。在钻进过程中应随时检测,特别是钻进过程中碰到孤石、坚土时更应及时复查。
1.2.3孔内水位及泥浆比重的监督
为了防止坍孔,孔内水位必须高出地下水位1m以上,钻进过程中适时监督泥浆比重,一般监督在1.1—1.3的范围内。
1.2.4终孔
终孔的确定主要参照两个因素,即设计深度、泥浆性能指标。对于入岩的支撑桩还要浮渣取样,保证桩底的承载力满足设计要求。
1.2.5清孔
清孔分两次进行。当确定可以终孔时,先进行第一次清孔,待下放钢筋笼及接入导管后,浇注混凝土前应再进行第二次清孔,并及时做好检测及记录。目前通常使用垂球法测定孔底沉渣,此工作全靠手感,应由有经验的人员测定,现场技术人员必须亲自复测核实,沉渣厚度应符合设计的要求。
1.3水下混凝土施工监督
在浇灌混凝土前必須做好各项准备,技术员应全过程监管,关键环节如第一次浇灌的混凝土量、中间过程提管拆管的高度、每次拆管后的埋深等要现场记录并符合规范要求。混凝土灌注应连续施工,中途的停工将对桩质量产生极大的隐患。
1.3.1砼质量的监督
混凝土要有良好的和易性,坍落度宜监督在18cm—22cm之间,不符合规范要求的砼坚决不能使用,任何情况下均不能抱有侥幸心理。
1.3.2监督首批混凝土的数量
首批灌注砼的数量应能满足导管首次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部的需要。
1.3.3提升及拆管的监控
混凝土应连续灌注,随着桩内混凝土面的不断升高,需适时提升、拆卸导管,拆管前须用测绳测定混凝土面的高度,以确定提管高度即拆管节数,埋管深度宜保持在2m—3m,过多则影响灌注速度或造成塞管,过少则易造成浮浆或泥巴夹层。现场技术员应防止施工工人为省工而延长拆管间隔时间,随后又一次性拆下过多的管。
2.砼灌注桩基础缺陷及防治措施
2.1桩底地基承载力不足
原因:桩端没有支承在持力层上面。
防治措施:这种情况一般出现在复杂地层,这种地层一般最好取芯检验,如不能孔孔取芯,要参照邻近取芯情况、钻速、泥浆返上的岩屑及钻进情况(一般钻进至微风化岩时,钻头不蹩钻,主动钻杆振动不很厉害,钻进声音感觉较好)、工程地质资料进行综合考虑。
2.2缩径(孔径小于设计孔径)
原因:塑性土膨胀。
防治措施:成孔过程中,适当增大泥浆比重,一次清孔时泥浆比重不要调制过小,成孔后立即进行下道工序,尽量缩短每道工序的间隔时间。如出现缩径,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
2.3钢筋笼上浮
原因:(1)当混凝土灌注至钢筋笼下,若此时提升导管,导管底端距离钢筋笼仅有1m左右的距离时,由于浇注的砼自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼上浮。
(2)由于砼灌注过钢筋笼且导管埋深较大时,其上层砼因浇注时间较长,已近初凝,表面形成硬壳,砼与钢筋笼有一定握裹力,如果此时导管底端未及时提到钢筋底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上移。
防治措施:
(1)灌注砼过程中,应随时掌握砼浇注标高及导管埋深,当砼埋过钢筋笼底端2~3m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砼标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消除。
2.4断桩与夹泥层
原因:
(1)砼离析,在灌注过程中容易发生卡管现象。
(2)泥浆过稠,增加了浇注砼的阻力,如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块,因此,在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象,有时甚至灌满导管还是不行,最后只好提取导管上下振击,由于导管内储存大量砼,一旦流出其势甚猛,在砼流出导管后,即冲破泥浆最薄弱处急速返上,并将泥浆夹裹于桩内,造成夹泥层。
(3)灌注砼过程中,因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因。导管提漏有两种原因:a.当导管堵塞时,一般采用上下振击法,使混凝土强行流出,但如此时导管埋深很少,极易提漏。b.因泥浆过稠,如果估算或测砼面难,在测量导管埋深时,对砼浇注高度判断错误,而在卸管时多提,使导管提离砼面,也就产生提漏,引起断桩;C.沉渣过厚,测绳不能准确探测砼面,卸管时多提,引起断桩或夹泥。
(4)灌注时间过长,而上部砼已接近初凝,形成硬壳,而且随时间增长,泥浆中残渣将不断沉淀,从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物,造成砼灌注极为困难,造成堵管与导管拔不上来,引发断桩事故。
(5)导管埋得太深,出时底部已接近初凝,导管拔上后砼不能及时冲填,造成泥浆填入。
(6)钢筋笼的螺旋箍筋采用铁丝绑扎,在下笼时铁丝擦挂孔壁,造成夹带小泥块的现象
防治方法:
(1)认真做好清孔,防止孔壁坍塌;
(2)尽可能提高混凝土浇注速度:a.开始浇砼时尽量积累大量砼,产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。b.快速连续浇注,使砼和泥浆一直保持流动状态,可防导管堵塞。
(3)提升导管要准确可靠,灌注砼过程中随时测量导管埋深,并严格遵守操作规程。
(4)灌注水下砼前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷,发现问题要及时更换。
综上所述,钻孔灌注桩质量监督的关键环节在于选择高素质的施工队伍,审查砼施工工艺是否合理,掌握桩缺陷的防治措施。这样才能对砼桩质量进行监督,达到质量监督的目的。
【关键词】钻孔灌注桩;质量监督;缺陷与防治措施;质量判定
1.钻孔灌注桩的质量监督
1.1前期工作的监督
在质量监督工作中,事前监督是最有效的监督手段。由于钻孔灌注桩施工的隐蔽性及工序的不可逆转性,使得前期工作的监督尤为重要。
1.1.1施工组织设计的审查
前期工作除了人机进场、通水通电等基本条件外,更重要的是编制好施工组织设计,这也是现场技术人员必须做到的。施工组织设计应根据自身人员、设备等实际情况编写,要注意细化、量化和可操作性;编制时要做到关键环节、关键部位的做法及质量监督措施合情、合理。
1.1.2 施工技术交底及图纸会审
设计图纸不是完美无缺的,若在施工过程才发现那些与施工相矛盾的地方,必然会影响施工进度。技术交底是我们向施工队传达施工要求的第一个平台,技术交底内容必须严谨。
1.2钻孔过程的质量监督
钻孔灌注桩成孔的工序是: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—接人导管—第二次清孔,每个环节环环相扣,相互影响,都不容忽视;在工程开工时宜做钻孔试验,由施工单位会同设计单位、监理公司、质检站及地勘公司共同进行,以检验设备情况、操作工艺、实际地质情况。本文只从现场技术人员质量监督的角度,讨论几个关键环节的质量监督。
1.2.1对操作人员的监控
钻孔灌注桩施工受人为因素影响很大,要随时检查钻机操作人员的在岗情况及钻孔原始记录,并配合监理及时做好工序的检测验收工作。
1.2.2关于垂直度的监督
垂直度监督主要依靠钻机就位时的水平、中心对正程度。在钻进过程中应随时检测,特别是钻进过程中碰到孤石、坚土时更应及时复查。
1.2.3孔内水位及泥浆比重的监督
为了防止坍孔,孔内水位必须高出地下水位1m以上,钻进过程中适时监督泥浆比重,一般监督在1.1—1.3的范围内。
1.2.4终孔
终孔的确定主要参照两个因素,即设计深度、泥浆性能指标。对于入岩的支撑桩还要浮渣取样,保证桩底的承载力满足设计要求。
1.2.5清孔
清孔分两次进行。当确定可以终孔时,先进行第一次清孔,待下放钢筋笼及接入导管后,浇注混凝土前应再进行第二次清孔,并及时做好检测及记录。目前通常使用垂球法测定孔底沉渣,此工作全靠手感,应由有经验的人员测定,现场技术人员必须亲自复测核实,沉渣厚度应符合设计的要求。
1.3水下混凝土施工监督
在浇灌混凝土前必須做好各项准备,技术员应全过程监管,关键环节如第一次浇灌的混凝土量、中间过程提管拆管的高度、每次拆管后的埋深等要现场记录并符合规范要求。混凝土灌注应连续施工,中途的停工将对桩质量产生极大的隐患。
1.3.1砼质量的监督
混凝土要有良好的和易性,坍落度宜监督在18cm—22cm之间,不符合规范要求的砼坚决不能使用,任何情况下均不能抱有侥幸心理。
1.3.2监督首批混凝土的数量
首批灌注砼的数量应能满足导管首次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部的需要。
1.3.3提升及拆管的监控
混凝土应连续灌注,随着桩内混凝土面的不断升高,需适时提升、拆卸导管,拆管前须用测绳测定混凝土面的高度,以确定提管高度即拆管节数,埋管深度宜保持在2m—3m,过多则影响灌注速度或造成塞管,过少则易造成浮浆或泥巴夹层。现场技术员应防止施工工人为省工而延长拆管间隔时间,随后又一次性拆下过多的管。
2.砼灌注桩基础缺陷及防治措施
2.1桩底地基承载力不足
原因:桩端没有支承在持力层上面。
防治措施:这种情况一般出现在复杂地层,这种地层一般最好取芯检验,如不能孔孔取芯,要参照邻近取芯情况、钻速、泥浆返上的岩屑及钻进情况(一般钻进至微风化岩时,钻头不蹩钻,主动钻杆振动不很厉害,钻进声音感觉较好)、工程地质资料进行综合考虑。
2.2缩径(孔径小于设计孔径)
原因:塑性土膨胀。
防治措施:成孔过程中,适当增大泥浆比重,一次清孔时泥浆比重不要调制过小,成孔后立即进行下道工序,尽量缩短每道工序的间隔时间。如出现缩径,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
2.3钢筋笼上浮
原因:(1)当混凝土灌注至钢筋笼下,若此时提升导管,导管底端距离钢筋笼仅有1m左右的距离时,由于浇注的砼自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼上浮。
(2)由于砼灌注过钢筋笼且导管埋深较大时,其上层砼因浇注时间较长,已近初凝,表面形成硬壳,砼与钢筋笼有一定握裹力,如果此时导管底端未及时提到钢筋底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上移。
防治措施:
(1)灌注砼过程中,应随时掌握砼浇注标高及导管埋深,当砼埋过钢筋笼底端2~3m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砼标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消除。
2.4断桩与夹泥层
原因:
(1)砼离析,在灌注过程中容易发生卡管现象。
(2)泥浆过稠,增加了浇注砼的阻力,如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块,因此,在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象,有时甚至灌满导管还是不行,最后只好提取导管上下振击,由于导管内储存大量砼,一旦流出其势甚猛,在砼流出导管后,即冲破泥浆最薄弱处急速返上,并将泥浆夹裹于桩内,造成夹泥层。
(3)灌注砼过程中,因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因。导管提漏有两种原因:a.当导管堵塞时,一般采用上下振击法,使混凝土强行流出,但如此时导管埋深很少,极易提漏。b.因泥浆过稠,如果估算或测砼面难,在测量导管埋深时,对砼浇注高度判断错误,而在卸管时多提,使导管提离砼面,也就产生提漏,引起断桩;C.沉渣过厚,测绳不能准确探测砼面,卸管时多提,引起断桩或夹泥。
(4)灌注时间过长,而上部砼已接近初凝,形成硬壳,而且随时间增长,泥浆中残渣将不断沉淀,从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物,造成砼灌注极为困难,造成堵管与导管拔不上来,引发断桩事故。
(5)导管埋得太深,出时底部已接近初凝,导管拔上后砼不能及时冲填,造成泥浆填入。
(6)钢筋笼的螺旋箍筋采用铁丝绑扎,在下笼时铁丝擦挂孔壁,造成夹带小泥块的现象
防治方法:
(1)认真做好清孔,防止孔壁坍塌;
(2)尽可能提高混凝土浇注速度:a.开始浇砼时尽量积累大量砼,产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。b.快速连续浇注,使砼和泥浆一直保持流动状态,可防导管堵塞。
(3)提升导管要准确可靠,灌注砼过程中随时测量导管埋深,并严格遵守操作规程。
(4)灌注水下砼前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷,发现问题要及时更换。
综上所述,钻孔灌注桩质量监督的关键环节在于选择高素质的施工队伍,审查砼施工工艺是否合理,掌握桩缺陷的防治措施。这样才能对砼桩质量进行监督,达到质量监督的目的。