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摘要:钻孔灌注桩由于使用钻孔设备不同施工工艺流程也不一样,本文以冲击钻或旋挖钻为例来展开讨论。
关键词:钻孔灌注桩;施工工法
其主要施工工艺流程为:平整场地→测定孔位→埋设护筒→钻机就位→钻进成孔→提钻→第一次清孔→检孔→制作钢筋笼→吊放钢筋笼→下导管→第二次清孔→水下混凝土灌注→起拔导管→成桩。
其主要施工步骤如下:
1、施工准备
2、测量定位控制
3、施工过程质量监控
4、成孔过程质量监控
检查孔径、偏位、垂直度、泥浆性能并记录签认;
钻进时检查地质情况是否与设计相符,与柱状图进行对比,检查是否入岩,并对入岩深度及时签认;
终孔检查孔深、孔径、标高是否满足设计要求;
清孔检查泥浆指标、沉渣厚度是否满足规范设计要求。
5、成孔过程关键点质量控制
孔底沉渣控制
孔底沉渣是影响桩承载能力的重要因素。
孔壁坍塌控制
孔壁坍塌一般是因预先未料到的复杂的不良地质情况、钢护筒未按规定埋设、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、孔口周围排水不良或下钢筋笼及升降机具时碰撞孔壁等因素造成的,易造成埋、卡钻事故,应高度重视并采取相应措施予以解决。
扩径和缩径控制
扩径、缩径都是由于成孔直径不规则出现扩孔或缩孔及其它不良地质现象引起的,扩孔一般是由钻头振动过大、偏位或孔壁坍塌造成的,缩孔是由于钻头磨损过甚、焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的。缩径会减少桩的竖向承载力,而扩径会增加成本,必须采取有力措施予以控制。
6、灌注过程质量监控
灌注过程质量监控流程:
检查钢筋笼顶固定措施是否可行,其顶面标高是否满足设计要求;核实施工现场的配合比每盘材料数量是否按批准的配合比执行;检查导管的长度及导管的水密性,核实导管底部离孔底的距离是否满足规范要求;检查储料斗的容积是否可以达到混凝土初灌量导管的理论埋深;导管下放完毕后,灌注前再一次检查井底沉渣或泥浆沉积厚度是否满足设计与规范要求;浇灌混凝土过程中,检查导管的埋深、压浆及混凝土面上升情况,注意孔内是否有异常情况,督促施工单位企业控制好水灰比、拌和速度与灌注速度;
按规定随机取样做试块,浇灌完毕检查混凝土顶面标高。
7、灌注过程主要环节质量控制
混凝土坍落度控制:
混凝土的坍落度对成桩质量有直接影响,坍落度合理的混凝土应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能,坍落度合理的混凝土可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性,一般应控制在18-22cm范围内。要配制出合理坍落度的混凝土来保证桩身质量,应重视以下几点:
制作混凝土的原材料必须符合使用要求,特别是水泥的质量必须保证,粗骨料尺寸级配要合理,所使用的材料要进行二次复检方可投入使用;
混凝土的配合比要通过试验确定;
做好混凝土在现场搅拌的质量控制工作,严格按配合比进行投料;要设有专人对搅拌室的混凝土进行坍落度等指标的检验;按设计要求做好混凝土的试块工作,并保证取样的真实性。
导管埋深控制:
导管底端在混凝土面以下的深度是否合理关系到成桩质量,必须予以严格控制。浇筑时,料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1.0m以上的混凝土初灌量,以免因导管下口未被埋入混凝土内造成管内反混浆现象,导致开浇失败;在浇注过程中,要经常探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置,及时拆卸导管,保持导管合理埋深,严禁将导管拨出混凝土面,导管埋深一般应控制在2-6m,过大或过小都会在不同外界条件下出现不同形式的质量问题,直接影响桩的质量。
钢筋笼上浮控制:
在灌注混凝土前,钢筋笼自重与悬吊力形成平衡状态,在混凝土灌注过程中,由于下列原因引起钢筋笼上浮:钢筋笼在孔口固定不牢固或提升导管用力过猛,将钢筋笼钩挂;混凝土面到达钢筋笼底面时,导管埋深过浅,灌注量过大或混凝土面超过钢筋笼底一定高度时,导管埋深过大;混凝土质量差,对于易离析、坍落度损失大的混凝土,都易使钢筋笼上浮,解决的办法是操作要正确、确保混凝土质量及加快混凝土灌注。
桩头质量控制:
有关规范规定当凿除桩顶浮浆层后,应保证设计的桩顶标高及桩身混凝土质量。在钻孔灌注桩施工中,要想保证桩头的质量,必须控制好最后一次灌注量,桩顶不得偏低,凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值,这就要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高。在实际施工中,超灌量控制不当是经常存在的问题,超灌量过大,造成浪费,超灌量不足,桩质量不能得到满足。另外,在开挖桩头检测时发现,由于桩顶混凝土与孔内泥浆有直接接触,里面有时会裹有泥砂和浮浆等杂质,对桩头质量产生极大影响。
8、成桩质量控制
桩上段强度的保证措施:
为保证桩上段强度达到要求,应从下述几方面采取相应的质量保证措施:据桩径和桩底的沉渣度,正确确定出第一斗混凝土的体积,一般可取导管首次埋入混凝土灌注面一下不应小于1m。
成桩质量与桩身的浇注高度有关,一般控制成桩高度高出设计桩顶标高0.5-1.0m。待凿去高出部分的混凝土后,剩余部分不应有浮浆和夹泥,混凝土标号应符合设计要求,否则要返工重浇。
导管插入混凝土内的长度应适宜,一般为2-6m,长桩可相应有所增加。
桩身质量的保证措施:
護壁用的泥浆应满足护壁要求,液面需高于地下水位0.5m以上,有条件时,以高于地下水位2m以上更好。若护壁的泥浆胶体率低、砂率大,则不仅护壁性能差,而且因其容重较大,势必产生沉淀速度过快的问题。一般来讲,当在黏土或亚黏土中成孔时,可注入清水以原土造浆护壁,控制排碴泥浆的相对密度在1.1-1.2之间;当在砂性土质或较厚的夹砂层中成孔时,应控制泥浆的相对密度在1.2-1.3之间;在砂夹卵石或容易塌孔的土层中成孔时,应控制泥浆的相对密度在1.3-1.4之间。施工过程中,应经常测定泥浆的相对密度、黏度、含砂率和胶体率等指标,使浇注前孔底500mm以内泥浆的相对密度≯1.25,含砂率≯8%。对一些直径<1m的小直径桩,即使在泥浆停止循环期间,也要使孔内保持合理的泥浆液面。
吊放入孔的钢筋笼不得碰撞壁孔,不得有变形损坏。吊放后,先将钢筋笼在垂直位置上固定好,然后进行第二次清孔,检测孔底的淤泥厚度,符合规定后,于0.5h之内开始混凝土的灌注施工。
9、混凝土灌注施工的技术要点
因为水下混凝土施工的隐蔽性强,很容易产生松散、离析、缩颈等混凝土质量缺陷,因此,必须着重控制水下混凝土的浇注质量,包括选好原材料、做好配合比、改进工机具、严格按操作规程施工等方面。
完成钻孔到混凝土浇灌过程的作业时间要紧凑,不宜过长;混凝土的浆体浓度要恰当,浇灌量不得低于设计值,不然会降低泥浆的置换率造成夹泥。
导管口距孔底要保持400mm左右的距离,旋转时要精确测量,反复校核。当球塞被压出导管并灌下一定数量的混凝土后,应将导管缓慢下降100-200mm,使灌注初期导管被混凝土埋入的深度尽可能加大,以保证底层的混凝土质量。
在灌注过程中,要严格把握施工进度和时间,经常地略微提升导管,以使混凝土均匀注入。导管埋入混凝土的深度一般控制在2-6m之间且不得小于1m,每间隔15-20min,要对混凝土面和导管沉入深度进行一次测量和校核。
若施工过程中发生了混凝土堵塞导管的现象,一般是由于材料规格或配合比选取不当,或者是因为导管漏水漏浆导致管内混凝土与管壁的摩擦力增大、流动性降低造成的,要分清原因有针对性地加以解决,切不要无控制地靠提管消除堵塞。
关键词:钻孔灌注桩;施工工法
其主要施工工艺流程为:平整场地→测定孔位→埋设护筒→钻机就位→钻进成孔→提钻→第一次清孔→检孔→制作钢筋笼→吊放钢筋笼→下导管→第二次清孔→水下混凝土灌注→起拔导管→成桩。
其主要施工步骤如下:
1、施工准备
2、测量定位控制
3、施工过程质量监控
4、成孔过程质量监控
检查孔径、偏位、垂直度、泥浆性能并记录签认;
钻进时检查地质情况是否与设计相符,与柱状图进行对比,检查是否入岩,并对入岩深度及时签认;
终孔检查孔深、孔径、标高是否满足设计要求;
清孔检查泥浆指标、沉渣厚度是否满足规范设计要求。
5、成孔过程关键点质量控制
孔底沉渣控制
孔底沉渣是影响桩承载能力的重要因素。
孔壁坍塌控制
孔壁坍塌一般是因预先未料到的复杂的不良地质情况、钢护筒未按规定埋设、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、孔口周围排水不良或下钢筋笼及升降机具时碰撞孔壁等因素造成的,易造成埋、卡钻事故,应高度重视并采取相应措施予以解决。
扩径和缩径控制
扩径、缩径都是由于成孔直径不规则出现扩孔或缩孔及其它不良地质现象引起的,扩孔一般是由钻头振动过大、偏位或孔壁坍塌造成的,缩孔是由于钻头磨损过甚、焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的。缩径会减少桩的竖向承载力,而扩径会增加成本,必须采取有力措施予以控制。
6、灌注过程质量监控
灌注过程质量监控流程:
检查钢筋笼顶固定措施是否可行,其顶面标高是否满足设计要求;核实施工现场的配合比每盘材料数量是否按批准的配合比执行;检查导管的长度及导管的水密性,核实导管底部离孔底的距离是否满足规范要求;检查储料斗的容积是否可以达到混凝土初灌量导管的理论埋深;导管下放完毕后,灌注前再一次检查井底沉渣或泥浆沉积厚度是否满足设计与规范要求;浇灌混凝土过程中,检查导管的埋深、压浆及混凝土面上升情况,注意孔内是否有异常情况,督促施工单位企业控制好水灰比、拌和速度与灌注速度;
按规定随机取样做试块,浇灌完毕检查混凝土顶面标高。
7、灌注过程主要环节质量控制
混凝土坍落度控制:
混凝土的坍落度对成桩质量有直接影响,坍落度合理的混凝土应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能,坍落度合理的混凝土可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性,一般应控制在18-22cm范围内。要配制出合理坍落度的混凝土来保证桩身质量,应重视以下几点:
制作混凝土的原材料必须符合使用要求,特别是水泥的质量必须保证,粗骨料尺寸级配要合理,所使用的材料要进行二次复检方可投入使用;
混凝土的配合比要通过试验确定;
做好混凝土在现场搅拌的质量控制工作,严格按配合比进行投料;要设有专人对搅拌室的混凝土进行坍落度等指标的检验;按设计要求做好混凝土的试块工作,并保证取样的真实性。
导管埋深控制:
导管底端在混凝土面以下的深度是否合理关系到成桩质量,必须予以严格控制。浇筑时,料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1.0m以上的混凝土初灌量,以免因导管下口未被埋入混凝土内造成管内反混浆现象,导致开浇失败;在浇注过程中,要经常探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置,及时拆卸导管,保持导管合理埋深,严禁将导管拨出混凝土面,导管埋深一般应控制在2-6m,过大或过小都会在不同外界条件下出现不同形式的质量问题,直接影响桩的质量。
钢筋笼上浮控制:
在灌注混凝土前,钢筋笼自重与悬吊力形成平衡状态,在混凝土灌注过程中,由于下列原因引起钢筋笼上浮:钢筋笼在孔口固定不牢固或提升导管用力过猛,将钢筋笼钩挂;混凝土面到达钢筋笼底面时,导管埋深过浅,灌注量过大或混凝土面超过钢筋笼底一定高度时,导管埋深过大;混凝土质量差,对于易离析、坍落度损失大的混凝土,都易使钢筋笼上浮,解决的办法是操作要正确、确保混凝土质量及加快混凝土灌注。
桩头质量控制:
有关规范规定当凿除桩顶浮浆层后,应保证设计的桩顶标高及桩身混凝土质量。在钻孔灌注桩施工中,要想保证桩头的质量,必须控制好最后一次灌注量,桩顶不得偏低,凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值,这就要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高。在实际施工中,超灌量控制不当是经常存在的问题,超灌量过大,造成浪费,超灌量不足,桩质量不能得到满足。另外,在开挖桩头检测时发现,由于桩顶混凝土与孔内泥浆有直接接触,里面有时会裹有泥砂和浮浆等杂质,对桩头质量产生极大影响。
8、成桩质量控制
桩上段强度的保证措施:
为保证桩上段强度达到要求,应从下述几方面采取相应的质量保证措施:据桩径和桩底的沉渣度,正确确定出第一斗混凝土的体积,一般可取导管首次埋入混凝土灌注面一下不应小于1m。
成桩质量与桩身的浇注高度有关,一般控制成桩高度高出设计桩顶标高0.5-1.0m。待凿去高出部分的混凝土后,剩余部分不应有浮浆和夹泥,混凝土标号应符合设计要求,否则要返工重浇。
导管插入混凝土内的长度应适宜,一般为2-6m,长桩可相应有所增加。
桩身质量的保证措施:
護壁用的泥浆应满足护壁要求,液面需高于地下水位0.5m以上,有条件时,以高于地下水位2m以上更好。若护壁的泥浆胶体率低、砂率大,则不仅护壁性能差,而且因其容重较大,势必产生沉淀速度过快的问题。一般来讲,当在黏土或亚黏土中成孔时,可注入清水以原土造浆护壁,控制排碴泥浆的相对密度在1.1-1.2之间;当在砂性土质或较厚的夹砂层中成孔时,应控制泥浆的相对密度在1.2-1.3之间;在砂夹卵石或容易塌孔的土层中成孔时,应控制泥浆的相对密度在1.3-1.4之间。施工过程中,应经常测定泥浆的相对密度、黏度、含砂率和胶体率等指标,使浇注前孔底500mm以内泥浆的相对密度≯1.25,含砂率≯8%。对一些直径<1m的小直径桩,即使在泥浆停止循环期间,也要使孔内保持合理的泥浆液面。
吊放入孔的钢筋笼不得碰撞壁孔,不得有变形损坏。吊放后,先将钢筋笼在垂直位置上固定好,然后进行第二次清孔,检测孔底的淤泥厚度,符合规定后,于0.5h之内开始混凝土的灌注施工。
9、混凝土灌注施工的技术要点
因为水下混凝土施工的隐蔽性强,很容易产生松散、离析、缩颈等混凝土质量缺陷,因此,必须着重控制水下混凝土的浇注质量,包括选好原材料、做好配合比、改进工机具、严格按操作规程施工等方面。
完成钻孔到混凝土浇灌过程的作业时间要紧凑,不宜过长;混凝土的浆体浓度要恰当,浇灌量不得低于设计值,不然会降低泥浆的置换率造成夹泥。
导管口距孔底要保持400mm左右的距离,旋转时要精确测量,反复校核。当球塞被压出导管并灌下一定数量的混凝土后,应将导管缓慢下降100-200mm,使灌注初期导管被混凝土埋入的深度尽可能加大,以保证底层的混凝土质量。
在灌注过程中,要严格把握施工进度和时间,经常地略微提升导管,以使混凝土均匀注入。导管埋入混凝土的深度一般控制在2-6m之间且不得小于1m,每间隔15-20min,要对混凝土面和导管沉入深度进行一次测量和校核。
若施工过程中发生了混凝土堵塞导管的现象,一般是由于材料规格或配合比选取不当,或者是因为导管漏水漏浆导致管内混凝土与管壁的摩擦力增大、流动性降低造成的,要分清原因有针对性地加以解决,切不要无控制地靠提管消除堵塞。