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作为工程基础之一,钻孔灌注桩目前已应用的相当普遍,这也是由它对各种地质条件的适应性及施工简易操作所决定的。但由于其大部分是在水下完成作业的,施工过程无法观察,并且其施工工艺环节较多,一环不慎,都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社会影响。因此,需要施工人员具有认真的工作态度,良好的技术水平和丰富的临场处理问题的能力,注意抓好施工过程中每一环节的质量,力争将隐患消除在成桩之前。
1.施工前的质量控制
为保证钻孔过程中的桩位准确,避免施工机具(主要指钻头)的损坏,在钻孔灌注桩施工前常常要进行翻槽作业。特别是在拆除建筑的旧址上施工,更要增加此环节。一般采用挖沟机作业,挖掘深度视场地情况而定,要求挖至原建筑物残旧地基以下。大于20公分块径的要求翻出,并清运出场。最后对施工场地重新整平压实。
2.施工中的质量控制
2.1施工机具的选择
施工机具的好坏对能否保证施工质量以及功效的高低起着至关重要的作用。选择合适的施工机具是实现质量控制的首要条件。
对于不同的地质条件,不同的桩径,其选择使用的成孔机具如钻机、钻杆、钻头有很大差别。选择钻机首先要看功率和扭矩够不够,因为桩径越大,钻进时切削阻力越大,要求功率和扭矩也越大。钻杆选择则不宜采用过细的钻杆,过细的钻杆其杆内通道小,泥浆循环量受限制,钻进速度慢,沉渣多,成桩质量难以保证,同时钻杆细则刚度小,受压时容易发生弯曲,造成斜孔形状不规则。钻头直径必须保证桩的设计直径,一般比设计桩径小5~6cm,钻头形状应对称,锥尖角度不应小于120度,因为不对称的钻头易产生斜孔。锥尖过尖会在孔底产生一个锥形,在其中埋藏大量泥块沉渣,影响桩的承载力。成桩用设备主要根据桩体的混凝土方量来考虑安排。导管的基本要求是满足混凝土灌注量、接头密闭不漏水不漏气。导管的长度应保证使得导管下口离孔底的距离保持在0.5m左右。为此在施工中必须配有一些小导管,如0.5m,1.0m,1.5m等不同长度。导管的选用除需考虑混凝土的方量,还应导管接头的外径比钢筋笼直径应小100mm以上,以免导管钩带钢筋笼。导管孔口的料斗与吊运混凝土的料斗的容量之和应保证首批灌注混凝土的数量满足导管首次埋置深度(≥1.0米)和填充导管底部的需要。首批灌注混凝土的数量不足会使得先灌入孔内的混凝土大量混杂泥浆,影响桩的质量。
2.2泥浆的调制和使用
以人工配浆为主,若土质较好,可采用原土造浆,遇砂土层可采用黄土造浆,以提高制浆粘度。
在施工中应注意检测泥浆的各项指标,尤其是比重和粘度这两项最直观、最重要的指标。泥浆的比重过大,既影响钻进速度,也使孔壁泥皮增厚;泥浆的比重过小则护壁性能差,容易塌孔。
泥浆的品质能否调节好,除与现场管理人员的经验和水平有关外,关键在于能否及时清理泥浆池沟中的沉淀物。如果不配备专职劳动力、排浆设备出现故障或废浆运输能力不足,那么泥浆品质将无从谈起,有时甚至因泥浆池淤满而将沉淀物倒灌回孔内,则施工质量必定受到较大影响。
2.3成孔后的质量控制
为了保证成孔垂直精度满足设计要求,应经常校核钻架及钻杆的垂直度,并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。
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比重控制不当,或是在提钻具时碰撞了孔壁,就可能发生坍孔、沉渣过厚等现象,因此,在提出钻具后用测绳复核成孔深度,如测绳的测深比钻杆的钻探小,就要重新下钻杆复钻并清孔。
在清孔过程中必须注意保持孔内水头,防止坍孔。清孔完毕后,应从孔底取出泥浆样品,进行性能指标试验。
需特别注意不得用加深钻孔深度的方式来替代清孔。
2.4钢筋笼的质量控制
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、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上,这是由于钢筋吊笼放后是暫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,以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中,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,要注意钢筋笼能否顺利下放,沉放时不能碰撞孔壁;当吊放受阻时,不能加压强行下放,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,如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的,应提出后重新垂直吊放;如果是成孔偏斜而造成的,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时间,尽可能缩短沉放时间。
2.5浇筑过程中的质量控制
浇筑过程中,最重要的就是控制导管的埋深。《规范》要求在2~6米范围内。埋深过小会使管外混凝土面的泥浆卷入混凝土形成夹泥;过大则使混凝土不易流出顶升,还可造成桩外周的混凝土出现骨料离析和空洞,减小桩的有效直径;也可造成导管处混凝土面高,远导管处混凝土面低,从而混凝土先顶升再水平扩散,出现死角区,使泥浆和混凝土混合物填实在死角区,造成钢筋的握裹力不足。
提升导管的原则是:(1)每次卸掉的导管长度应和浇入桩孔的混凝土上升高度相对应。(2)必须保证导管埋深在2~6米范围内。
这就要求我们,要控制好灌注工艺和操作,抽动导管使混凝土上升的力度要适中,保证有秩序的拔管和连续灌注。升降的幅度不能过大。在灌注过程中每灌注2M3左右测一次混凝土面上升的高度,确定每段桩体的充盈系数,《规范》规定桩身混凝土的充盈系数必须大于1。同时要认真记录,这对日后发现有问题的桩或评价桩的质量有很大作用。
钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目,质量检查比较困难,如桩的各种动测方法基本上都是在一定的假设计算模型的基础上进行参数测定和检验,并要依靠专业人员的经验来分析和判读实测结果,同一个桩基工程,各检测单位用同一种方法进行检测,由于技术人员的实践经验的差异,其结论偏差很大的情况也时有发生。因此我们得出这样一个结论,即加强桩基工程检测只是一个手段,要保证钻孔灌注桩的施工质量,其关键还在于人。强调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要充分重视并精心施工,只有这样桩基的施工质量才能得到保证。
1.施工前的质量控制
为保证钻孔过程中的桩位准确,避免施工机具(主要指钻头)的损坏,在钻孔灌注桩施工前常常要进行翻槽作业。特别是在拆除建筑的旧址上施工,更要增加此环节。一般采用挖沟机作业,挖掘深度视场地情况而定,要求挖至原建筑物残旧地基以下。大于20公分块径的要求翻出,并清运出场。最后对施工场地重新整平压实。
2.施工中的质量控制
2.1施工机具的选择
施工机具的好坏对能否保证施工质量以及功效的高低起着至关重要的作用。选择合适的施工机具是实现质量控制的首要条件。
对于不同的地质条件,不同的桩径,其选择使用的成孔机具如钻机、钻杆、钻头有很大差别。选择钻机首先要看功率和扭矩够不够,因为桩径越大,钻进时切削阻力越大,要求功率和扭矩也越大。钻杆选择则不宜采用过细的钻杆,过细的钻杆其杆内通道小,泥浆循环量受限制,钻进速度慢,沉渣多,成桩质量难以保证,同时钻杆细则刚度小,受压时容易发生弯曲,造成斜孔形状不规则。钻头直径必须保证桩的设计直径,一般比设计桩径小5~6cm,钻头形状应对称,锥尖角度不应小于120度,因为不对称的钻头易产生斜孔。锥尖过尖会在孔底产生一个锥形,在其中埋藏大量泥块沉渣,影响桩的承载力。成桩用设备主要根据桩体的混凝土方量来考虑安排。导管的基本要求是满足混凝土灌注量、接头密闭不漏水不漏气。导管的长度应保证使得导管下口离孔底的距离保持在0.5m左右。为此在施工中必须配有一些小导管,如0.5m,1.0m,1.5m等不同长度。导管的选用除需考虑混凝土的方量,还应导管接头的外径比钢筋笼直径应小100mm以上,以免导管钩带钢筋笼。导管孔口的料斗与吊运混凝土的料斗的容量之和应保证首批灌注混凝土的数量满足导管首次埋置深度(≥1.0米)和填充导管底部的需要。首批灌注混凝土的数量不足会使得先灌入孔内的混凝土大量混杂泥浆,影响桩的质量。
2.2泥浆的调制和使用
以人工配浆为主,若土质较好,可采用原土造浆,遇砂土层可采用黄土造浆,以提高制浆粘度。
在施工中应注意检测泥浆的各项指标,尤其是比重和粘度这两项最直观、最重要的指标。泥浆的比重过大,既影响钻进速度,也使孔壁泥皮增厚;泥浆的比重过小则护壁性能差,容易塌孔。
泥浆的品质能否调节好,除与现场管理人员的经验和水平有关外,关键在于能否及时清理泥浆池沟中的沉淀物。如果不配备专职劳动力、排浆设备出现故障或废浆运输能力不足,那么泥浆品质将无从谈起,有时甚至因泥浆池淤满而将沉淀物倒灌回孔内,则施工质量必定受到较大影响。
2.3成孔后的质量控制
为了保证成孔垂直精度满足设计要求,应经常校核钻架及钻杆的垂直度,并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。
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比重控制不当,或是在提钻具时碰撞了孔壁,就可能发生坍孔、沉渣过厚等现象,因此,在提出钻具后用测绳复核成孔深度,如测绳的测深比钻杆的钻探小,就要重新下钻杆复钻并清孔。
在清孔过程中必须注意保持孔内水头,防止坍孔。清孔完毕后,应从孔底取出泥浆样品,进行性能指标试验。
需特别注意不得用加深钻孔深度的方式来替代清孔。
2.4钢筋笼的质量控制
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、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上,这是由于钢筋吊笼放后是暫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,以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中,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,要注意钢筋笼能否顺利下放,沉放时不能碰撞孔壁;当吊放受阻时,不能加压强行下放,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,如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的,应提出后重新垂直吊放;如果是成孔偏斜而造成的,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时间,尽可能缩短沉放时间。
2.5浇筑过程中的质量控制
浇筑过程中,最重要的就是控制导管的埋深。《规范》要求在2~6米范围内。埋深过小会使管外混凝土面的泥浆卷入混凝土形成夹泥;过大则使混凝土不易流出顶升,还可造成桩外周的混凝土出现骨料离析和空洞,减小桩的有效直径;也可造成导管处混凝土面高,远导管处混凝土面低,从而混凝土先顶升再水平扩散,出现死角区,使泥浆和混凝土混合物填实在死角区,造成钢筋的握裹力不足。
提升导管的原则是:(1)每次卸掉的导管长度应和浇入桩孔的混凝土上升高度相对应。(2)必须保证导管埋深在2~6米范围内。
这就要求我们,要控制好灌注工艺和操作,抽动导管使混凝土上升的力度要适中,保证有秩序的拔管和连续灌注。升降的幅度不能过大。在灌注过程中每灌注2M3左右测一次混凝土面上升的高度,确定每段桩体的充盈系数,《规范》规定桩身混凝土的充盈系数必须大于1。同时要认真记录,这对日后发现有问题的桩或评价桩的质量有很大作用。
钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目,质量检查比较困难,如桩的各种动测方法基本上都是在一定的假设计算模型的基础上进行参数测定和检验,并要依靠专业人员的经验来分析和判读实测结果,同一个桩基工程,各检测单位用同一种方法进行检测,由于技术人员的实践经验的差异,其结论偏差很大的情况也时有发生。因此我们得出这样一个结论,即加强桩基工程检测只是一个手段,要保证钻孔灌注桩的施工质量,其关键还在于人。强调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要充分重视并精心施工,只有这样桩基的施工质量才能得到保证。