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【摘 要】随着现代城市高层建筑逐渐增多,在巨大的人口压力下城市建筑不得不纵向发展。受设计、施工技术、材料、监督等因素的影响,高层建筑在后期使用的过程中常出现裂缝、脱落甚至倒塌事故等,影响着建筑物的功能及使用寿命,有些严重的上话你知能危害到人们的财产安全。因此依据房屋基础的施工工艺进行综合性控制,并依据不同的施工条件进行控制,在成孔后吊放钢筋笼然后浇灌混凝土而成。本文以实例分析了房屋建筑成孔灌注桩施工技术。
【关键词】房屋建筑;成孔灌注桩;施工技术
钻孔灌注桩采用冲击钻成孔。该工艺设备简单,操作方便,对保证桩基质量十分有利,因此在各类房屋建筑及民用建筑的基础中都得到广泛应用。钻孔灌注桩是在泥浆护壁条件下,利用机械钻进形成桩孔,采用导管法灌注水下混凝土的施工方法。钻孔、灌注混凝土都是在水下进行,因此,对作业人员的操作熟练程度、工艺水平有较高要求。
一、房屋建筑成孔灌注樁施工技术
1.造孔
(1)钻孔所需临时设施:在平整好的施工场地按桩位放样位置要求铺设轨道。然后安装钻机,钻机选用SPJ-300型水文水井钻机4台。中心距5m内桩砼浇筑完毕24小时后,邻桩孔才可钻孔。
(2)护筒埋设:为保持孔口稳定不坍塌,在孔口需埋设Φ1200mm高度1-1.2m的钢护筒,护筒口高出地面0.3m。
(3)泥浆固壁钻进:根据工程的地质情况,可采取原孔造浆,和人工制浆相结合方式,细砂地层需制备泥浆,造孔钻头可选用笼式或棒式两种钻头,钻进过程中严格控制泥浆比重,确保不坍孔。钻机铺设的轨道垂直于泵房中心线,4台钻机同时施工,泵房和出水段各2台钻机。
(4)清孔:当钻进达到设计深度,可停止钻进,进行孔内换浆清孔,置换的泥浆要求比重为1.15-1.25,含砂率不大于8%,从而确保孔底沉淀小于0·4d=0·40m,必要时可采取空压机抽吸法清孔。钻孔达到设计深度并清孔后,报签证认可并填写终孔检查单。
2.钢筋制作与安装
(1)钢筋笼制作:考虑桩长10m钢筋笼包括上端锚固长度10cm,可按一段制作,制作的钢筋笼其主筋接头互相错开且不小于70cm,每隔2m对称焊接4个12的钢筋保护层骨架,钢筋笼制作误差应符合下列规范要求:主筋间距误差士l0mm;箍筋筒距误差土20mm;钢筋笼直径误差士I0mm;钢筋笼长度误差士50mm。
(2)钢筋笼安装:当钻孔经验收合格后,可进行钢筋笼安装工序,先把验收合格的钢筋笼水平搬运至孔口,用钻机起吊放入孔内,吊装过程中应选择合适的起吊点并采取防止钢筋笼变形措施。
3.混凝土灌注操作技术
(1)灌注首批混凝土。
混凝土灌注量与混凝土面至孔底高度、泥浆至混凝土面高度、导管内径、桩孔直径及泥浆的密度有关,首批灌注的混凝土量随孔径大而增多,由于混凝土量大所以搅拌时间会很长,所以离析现象就可能会出现,在下落过程中由于和易性变差,首批混凝土受的阻力就变大,导管中常出现堵满混凝土,漏斗内甚至还有部分混凝土。设备的起重能力此时应加大,以便能将混凝土迅速的加入漏斗,然后再稍拉导管,用卷扬机拉紧漏斗晃动来解决起重能力不足的情况,这样混凝土就能顺利下滑至孔底,接着进行后续灌注。
(2)混凝土的后期灌注。
由于孔内压力较小,在混凝土灌注后期,往往下部混凝土比上部密实,这时为增大落差应将漏斗稍提,使其密实度提高。灌注混凝土的速度。必须在控制混凝土初凝时间的同时加快灌注速度,这样可以提高混凝土的灌注质量,灌注前的各项准备工作应做好,密切配合灌注过程中各道工序。
二、工程实例介绍
1.某建筑采用钢筋混凝土灌注桩进行地基处理,桩数81根,桩长度30000mm,直径1000mm,扩底桩直径1700mm,单桩承载力特征值达5000kn。桩身使用C30强度的混凝土。桩基工程内容包括:试锚桩及工程桩的施工、挖钻机成孔、护壁、钢筋笼制作安装、混凝土浇注等。
2.成孔质量的预防保证措施
(1)旋挖机成孔操作。首先,在设定的桩位点周围精确测量并放置控制桩。龙门桩要安置牢固,准备反映桩位的实际情况。龙门桩安置完成并经当班技术人员检验后,开始挖桩位引孔。钻机就位后,要使桩机动力盘呈水平状态,按照桩位、动力盘中心、天轮三点一线的原则通过井架中心确定桩孔中心位置。要注意选择比孔径小1-2cm的钻头。钻机进入桩孔后,先低速轻压转动几分钟,再逐步增大转速钻压,开始正常钻进。钻头提起时反转钻杆1-2圈,使回转斗斗门呈关闭状态,一边抬高动力头,一边操纵主卷扬机将钻杆、钻具提出孔口,最终上车返回至桩位,完成一个钻进作业周期。重复上述操作,直到桩孔达到要求深度。如果钻孔内有较大石块或其它障碍物引起钻机跳动、蹩泵、钻孔偏斜时,要立即降低转速,控制钻进速度,加大泵流量,来回轻扫。进行加接钻杆操作时,先把钻具提离钻孔底部,等泥浆液循环3-5分钟后,再进行钻杆的拆卸加接。钻孔达到要求深度后,先停止钻动,再将钻头提离孔底100mm左右,直至返出孔内的泥浆含渣量达到要求为止。
(2)成孔质量保证及技术措施。要严把测量放线质量关,务必做到计算精确,放线准确,要全面、认真地开展复查工作,确保桩位偏差在标准范围内。钻机就位前要对桩位进行复查。钻机要固定稳固,,钻杆要保持竖直状态。质检人员确认钻头正对桩位中心,钻机水平,钻头直径满足钻孔要求后方可开钻。在钻进过程中,要始终确保钻机保持水平、钻杆保持竖直,避免孔斜偏差过大。如有发现偏差需立即校正,再根据护桩确定桩孔中心。钻进过程中,要确保孔内水头压力,时刻通过观察孔内情况及出渣情况来判断地层情况。施工顺序很重要,要根据现场地质条件及施工情况安排成桩顺序。
3.钢筋笼制作安装技术
(1)钢筋笼的制作。由于灌注桩的钢筋笼较长,一般由钢筋场加工制作成型后用杠杆车运至现场进行绑扎安装,既方便运输,又减轻了装卸的压力。钢筋笼要平卧绑扎,严格按图纸施工。先按直径要求将箍筋绑扎成型,再穿入一根主筋进行绑扎固定。要确保箍筋间距和垂直情况,确保主筋位置和顺直情况。逐根绑扎,确保所有主筋与箍筋节点均绑扣牢固。在绑扎前,钢筋工要对设计意图和技术交底有清楚的认识和了解。钢筋笼的钢筋加强箍和加劲支撑的绑扎固定是重点,要特别注意。钢筋笼绑扎完毕后,需按照相关规定进行验收。 (2)钢筋笼的吊装。在吊装前,在主筋内侧设置井字加劲支撑和加强箍。加强箍直径14mm,间距2000mm,与井字加劲支撑先后交叉设置。三者焊接成一体组成骨架以防止钢筋笼变形。在钢筋笼一端与主筋焊上吊环,对称布置以作吊装之用。钢筋笼呈平卧状态完成组装,验收通过后方可吊装。在桩孔底部施工50mm厚度的同强度等级的C20混凝土垫层,要严格控制其平整度以保证钢筋笼底部保护层厚度,钢筋笼接近坑底时,要拉线校正钢筋笼的位置,并在其上口处加以固定。
4.成桩施工技术措施。使用商品混凝土进行浇筑。在开工前,要把混凝土质保资料报至甲方及监理工程师审察备案。施工过程中,按规范完成样品试块的制作和养护,做好试块抗压检测。混凝土开灌之前必须在现场进行坍落度检测并做好记录,坍落度允许范围是18-22cm。各班組在灌注混凝土时,要留置一组试块,进行标准养护并送检。
5.坍孔预防与处理措施。为防止坍孔、串孔现象发生,要科学安排施工顺序。采用隔桩跳跃的方式钻孔,以防止新浇灌的桩身混凝土受到扰动,确保桩身质量。
6.孔斜预防与处理措施。防止钻孔偏斜,前提是做好钻机安装工作。就位的钻机务必保证水平稳固,且钻机天轮、钻杆和桩位在同一竖直线上。进行钻孔操作时,严格控制速度,防止开工段偏斜。钻孔过程中,根据不同地层随时调整钻速,坚决防止钻孔速度过快。如出现孔斜现象,第一时间确定斜孔发生位置及原因,再用孔斜段反复修孔方法或扩径纠斜方法处理。
传统意义上所讨论的钻孔灌注桩大都是回旋钻成孔工艺。事实上,现场工期进度、文明施工、用电负荷、经济指标、工效以及施工单位经验与能力等有约束的情况下,采用的成孔工艺也不一样。不管采用哪种成孔工艺,对钻孔灌注桩而言,施工过程控制受人为因素影响都比较大,加上其隐蔽性又比较强,等到施工结果出来,即使发现了严重的质量问题,都很难做返工处理,因此在施工过程中,要严格控制好每一道工序,把好质量关。
参考文献:
[1]于伟清.浅谈土建施工中机械成孔灌注桩施工技术应用[J].建筑工程,2011(14):143.
[2]张方强.浅谈机械成孔灌注桩施工技术质量控制措施[J].科技向导,2012(97):123.
[3]侯兴芝;宁甲旭.钻孔灌注桩常见的质量问题及防治措施[J].西部探矿工程.2011(02).
【关键词】房屋建筑;成孔灌注桩;施工技术
钻孔灌注桩采用冲击钻成孔。该工艺设备简单,操作方便,对保证桩基质量十分有利,因此在各类房屋建筑及民用建筑的基础中都得到广泛应用。钻孔灌注桩是在泥浆护壁条件下,利用机械钻进形成桩孔,采用导管法灌注水下混凝土的施工方法。钻孔、灌注混凝土都是在水下进行,因此,对作业人员的操作熟练程度、工艺水平有较高要求。
一、房屋建筑成孔灌注樁施工技术
1.造孔
(1)钻孔所需临时设施:在平整好的施工场地按桩位放样位置要求铺设轨道。然后安装钻机,钻机选用SPJ-300型水文水井钻机4台。中心距5m内桩砼浇筑完毕24小时后,邻桩孔才可钻孔。
(2)护筒埋设:为保持孔口稳定不坍塌,在孔口需埋设Φ1200mm高度1-1.2m的钢护筒,护筒口高出地面0.3m。
(3)泥浆固壁钻进:根据工程的地质情况,可采取原孔造浆,和人工制浆相结合方式,细砂地层需制备泥浆,造孔钻头可选用笼式或棒式两种钻头,钻进过程中严格控制泥浆比重,确保不坍孔。钻机铺设的轨道垂直于泵房中心线,4台钻机同时施工,泵房和出水段各2台钻机。
(4)清孔:当钻进达到设计深度,可停止钻进,进行孔内换浆清孔,置换的泥浆要求比重为1.15-1.25,含砂率不大于8%,从而确保孔底沉淀小于0·4d=0·40m,必要时可采取空压机抽吸法清孔。钻孔达到设计深度并清孔后,报签证认可并填写终孔检查单。
2.钢筋制作与安装
(1)钢筋笼制作:考虑桩长10m钢筋笼包括上端锚固长度10cm,可按一段制作,制作的钢筋笼其主筋接头互相错开且不小于70cm,每隔2m对称焊接4个12的钢筋保护层骨架,钢筋笼制作误差应符合下列规范要求:主筋间距误差士l0mm;箍筋筒距误差土20mm;钢筋笼直径误差士I0mm;钢筋笼长度误差士50mm。
(2)钢筋笼安装:当钻孔经验收合格后,可进行钢筋笼安装工序,先把验收合格的钢筋笼水平搬运至孔口,用钻机起吊放入孔内,吊装过程中应选择合适的起吊点并采取防止钢筋笼变形措施。
3.混凝土灌注操作技术
(1)灌注首批混凝土。
混凝土灌注量与混凝土面至孔底高度、泥浆至混凝土面高度、导管内径、桩孔直径及泥浆的密度有关,首批灌注的混凝土量随孔径大而增多,由于混凝土量大所以搅拌时间会很长,所以离析现象就可能会出现,在下落过程中由于和易性变差,首批混凝土受的阻力就变大,导管中常出现堵满混凝土,漏斗内甚至还有部分混凝土。设备的起重能力此时应加大,以便能将混凝土迅速的加入漏斗,然后再稍拉导管,用卷扬机拉紧漏斗晃动来解决起重能力不足的情况,这样混凝土就能顺利下滑至孔底,接着进行后续灌注。
(2)混凝土的后期灌注。
由于孔内压力较小,在混凝土灌注后期,往往下部混凝土比上部密实,这时为增大落差应将漏斗稍提,使其密实度提高。灌注混凝土的速度。必须在控制混凝土初凝时间的同时加快灌注速度,这样可以提高混凝土的灌注质量,灌注前的各项准备工作应做好,密切配合灌注过程中各道工序。
二、工程实例介绍
1.某建筑采用钢筋混凝土灌注桩进行地基处理,桩数81根,桩长度30000mm,直径1000mm,扩底桩直径1700mm,单桩承载力特征值达5000kn。桩身使用C30强度的混凝土。桩基工程内容包括:试锚桩及工程桩的施工、挖钻机成孔、护壁、钢筋笼制作安装、混凝土浇注等。
2.成孔质量的预防保证措施
(1)旋挖机成孔操作。首先,在设定的桩位点周围精确测量并放置控制桩。龙门桩要安置牢固,准备反映桩位的实际情况。龙门桩安置完成并经当班技术人员检验后,开始挖桩位引孔。钻机就位后,要使桩机动力盘呈水平状态,按照桩位、动力盘中心、天轮三点一线的原则通过井架中心确定桩孔中心位置。要注意选择比孔径小1-2cm的钻头。钻机进入桩孔后,先低速轻压转动几分钟,再逐步增大转速钻压,开始正常钻进。钻头提起时反转钻杆1-2圈,使回转斗斗门呈关闭状态,一边抬高动力头,一边操纵主卷扬机将钻杆、钻具提出孔口,最终上车返回至桩位,完成一个钻进作业周期。重复上述操作,直到桩孔达到要求深度。如果钻孔内有较大石块或其它障碍物引起钻机跳动、蹩泵、钻孔偏斜时,要立即降低转速,控制钻进速度,加大泵流量,来回轻扫。进行加接钻杆操作时,先把钻具提离钻孔底部,等泥浆液循环3-5分钟后,再进行钻杆的拆卸加接。钻孔达到要求深度后,先停止钻动,再将钻头提离孔底100mm左右,直至返出孔内的泥浆含渣量达到要求为止。
(2)成孔质量保证及技术措施。要严把测量放线质量关,务必做到计算精确,放线准确,要全面、认真地开展复查工作,确保桩位偏差在标准范围内。钻机就位前要对桩位进行复查。钻机要固定稳固,,钻杆要保持竖直状态。质检人员确认钻头正对桩位中心,钻机水平,钻头直径满足钻孔要求后方可开钻。在钻进过程中,要始终确保钻机保持水平、钻杆保持竖直,避免孔斜偏差过大。如有发现偏差需立即校正,再根据护桩确定桩孔中心。钻进过程中,要确保孔内水头压力,时刻通过观察孔内情况及出渣情况来判断地层情况。施工顺序很重要,要根据现场地质条件及施工情况安排成桩顺序。
3.钢筋笼制作安装技术
(1)钢筋笼的制作。由于灌注桩的钢筋笼较长,一般由钢筋场加工制作成型后用杠杆车运至现场进行绑扎安装,既方便运输,又减轻了装卸的压力。钢筋笼要平卧绑扎,严格按图纸施工。先按直径要求将箍筋绑扎成型,再穿入一根主筋进行绑扎固定。要确保箍筋间距和垂直情况,确保主筋位置和顺直情况。逐根绑扎,确保所有主筋与箍筋节点均绑扣牢固。在绑扎前,钢筋工要对设计意图和技术交底有清楚的认识和了解。钢筋笼的钢筋加强箍和加劲支撑的绑扎固定是重点,要特别注意。钢筋笼绑扎完毕后,需按照相关规定进行验收。 (2)钢筋笼的吊装。在吊装前,在主筋内侧设置井字加劲支撑和加强箍。加强箍直径14mm,间距2000mm,与井字加劲支撑先后交叉设置。三者焊接成一体组成骨架以防止钢筋笼变形。在钢筋笼一端与主筋焊上吊环,对称布置以作吊装之用。钢筋笼呈平卧状态完成组装,验收通过后方可吊装。在桩孔底部施工50mm厚度的同强度等级的C20混凝土垫层,要严格控制其平整度以保证钢筋笼底部保护层厚度,钢筋笼接近坑底时,要拉线校正钢筋笼的位置,并在其上口处加以固定。
4.成桩施工技术措施。使用商品混凝土进行浇筑。在开工前,要把混凝土质保资料报至甲方及监理工程师审察备案。施工过程中,按规范完成样品试块的制作和养护,做好试块抗压检测。混凝土开灌之前必须在现场进行坍落度检测并做好记录,坍落度允许范围是18-22cm。各班組在灌注混凝土时,要留置一组试块,进行标准养护并送检。
5.坍孔预防与处理措施。为防止坍孔、串孔现象发生,要科学安排施工顺序。采用隔桩跳跃的方式钻孔,以防止新浇灌的桩身混凝土受到扰动,确保桩身质量。
6.孔斜预防与处理措施。防止钻孔偏斜,前提是做好钻机安装工作。就位的钻机务必保证水平稳固,且钻机天轮、钻杆和桩位在同一竖直线上。进行钻孔操作时,严格控制速度,防止开工段偏斜。钻孔过程中,根据不同地层随时调整钻速,坚决防止钻孔速度过快。如出现孔斜现象,第一时间确定斜孔发生位置及原因,再用孔斜段反复修孔方法或扩径纠斜方法处理。
传统意义上所讨论的钻孔灌注桩大都是回旋钻成孔工艺。事实上,现场工期进度、文明施工、用电负荷、经济指标、工效以及施工单位经验与能力等有约束的情况下,采用的成孔工艺也不一样。不管采用哪种成孔工艺,对钻孔灌注桩而言,施工过程控制受人为因素影响都比较大,加上其隐蔽性又比较强,等到施工结果出来,即使发现了严重的质量问题,都很难做返工处理,因此在施工过程中,要严格控制好每一道工序,把好质量关。
参考文献:
[1]于伟清.浅谈土建施工中机械成孔灌注桩施工技术应用[J].建筑工程,2011(14):143.
[2]张方强.浅谈机械成孔灌注桩施工技术质量控制措施[J].科技向导,2012(97):123.
[3]侯兴芝;宁甲旭.钻孔灌注桩常见的质量问题及防治措施[J].西部探矿工程.2011(02).