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论钻孔灌注桩质量控制技术

2012-03-23张焕梅

城市建设理论研究 2012年4期
关键词:钻孔灌注桩施工工艺技术应用

张焕梅

摘要:钻孔灌注桩质量管理控制,关键在于做好施工前和施工工程中的动态控制。本文结合钻孔灌注桩基础施工工程案例,研究了钻孔灌注桩的工艺流程、施工方法、质量控制及管理措施。

关键词:钻孔灌注桩 施工工艺 质量控制 技术应用

Abstract: the cast-in-place pile quality management control, the key is to do before construction and construction project of the dynamic control. Combining with the cast-in-place pile foundation construction project cases, the study of the cast-in-place pile process, construction method, quality control and management measures.

Keywords: bored pile construction process quality control technology application

中圖分类号:O213.1文献标识码:A 文章编号:

1钻孔灌注桩工艺

1. 1工程实例

梅州市平远县南湖亲水平台占地面积约900㎡,主体结构为钢筋混凝土梁板结构,桩基工程采用钻孔灌注桩施工,本工程桩基数量34根,桩径为Φ80cm,本文以Φ80cm的桩基施工为例。

1. 2地质条件

平台区覆盖层主要由沙夹卵石、粘质粘土、淤泥质土组成,厚度为1.5~19.1m,下伏基底为强风化石灰岩、中风化石灰岩,所揭露的中风化岩面约-4.4~-6.5m。

1. 3钻孔灌注桩施工工艺流程

1. 3. 1施工准备

桩位放样、搭设支架平台、开挖泥浆池、开挖沉淀池、备制泥浆、埋设钢护筒、钻机就位、泥浆泵就位、试运营。

1. 3. 2成孔及清孔

钻机成孔、垂直度控制、泥浆护壁、深度测量、清孔。

1. 3. 3钢筋笼制作与安装

钢筋笼制作、钢筋笼运输、钢筋笼吊放、钢筋笼连接、钢筋笼定位。

1. 3. 4混凝土拌制和灌注

导管拼装、导管密封性试验、导管吊放、混凝土拌合、混凝土运输、混凝土灌注、测量混凝土面高度、计算导管拆卸长度、导管拆卸、凿除桩顶混凝土、检测成桩质量、拔除护筒、钻机移位。

1. 4施工技术

1.4.1、搭设钻机工作平台

根据施工图纸、地质勘探资料和现场实地情况分析,先将平台区位纵轴线控制桩及横轴线控制桩设置好, 然后搭设钻机工作平台, 支架荷载应达到400Kg/m2。

1.4.2、桩位放样

采用全站仪按设计桩位坐标准确放出桩的位置,用钢尺对桩位进行纵、横向的校核,确保孔口平面位置与设计桩位偏差不大于50 mm,定出骑马桩并要对桩基进行保护且经常校核,确保中桩位置正确。

1.4.3、埋设护筒:

钻桩支架搭设完毕后,重新进行纵横轴线及桩位放样, 在支架上钉出十字线,埋设钻桩护筒,护筒采用12mm厚钢板制作,比桩径大20cm,高2.5-3m。内护筒位置要经过校正正确后固定,其高度比设计桩顶高出0. 5 m - 1. 0 m,其目的在于固定桩位及保护孔口、提高孔内水压力。外护筒在施工平台上整体拼装,用工程机械吊运就位,压重物下沉,保证成孔时无倾斜、漏水、漏浆现象发生,必要时可侧埋土压实。开钻前对钻机的钢丝绳作检查,不合使用要示的钢丝绳予以更换,防止出现掉锤事故的发生。

1.4.4、钻桩机械成孔施工

成孔过程中,每钻进6 m - 8 m,及时检查成孔直径和垂直度,并根据各土层地质情况,调整泥浆浓度及进尺速度,以防止塌孔或缩径,成孔过程中孔内泥浆比重应大于1. 2 g/ cm3。本工程钻孔桩循环泥浆可利用孔内原粘土制浆护壁,当达不到要求时采用外购优质粘土制浆。淤泥质土中进尺速度不宜过快,以免造成缩孔现象,同时适当提高泥浆比重至1. 3 g/ cm3左右。钻孔作业要连续,同样也应经常对钻孔泥浆抽检试验,不符合要求及时调整。钻进同时认真填写施工记录,终孔时对桩孔直径、垂直度、深度进行验收。

1.4.5、泥浆护壁

施工过程中, 选用高塑性粘土或膨润土,加入处理剂,待膨润土完全水化并经充分搅拌后作为循环液。用高压泥浆泵注入钻杆中心压入孔底,而使泥浆在孔内钻杆处产生连续不断的上升流速;同时,上升的泥浆被钻头上方不断旋转的绑筛圈,在孔壁处涂抹,形成了正循环回转钻进成孔泥浆护壁,起到了固壁的作用,同时携带钻渣从钻杆内返回沉淀池。

1.4.6、清孔

钻孔达到设计标高,经终孔检查合格后,立即采用换浆法清孔。以中速压入1:1.03~1:1.10比重较小的泥浆,把钻孔内比重较大的泥浆换出,使泥浆比重减少到规范标准,换浆时间一般需要3~5小时左右,用沉渣盒采集泥浆样品,测定泥浆比重、含砂率和孔底沉渣厚度,以判断清孔情况。清孔后应立即用钻机下放钢筋笼,二次清孔后再取样检测泥浆指标及孔底沉渣厚度,合格后灌注水下砼,以防止长时间浸泡塌孔。在浇筑砼前,应用空压机风管对孔底进行扰动,以减少泥浆的沉淀物,孔底泥浆的沉淀量应符合设计要求。经监理工程师检查合格后进行下道工序。

1.4.7、钢筋笼制作、安装

首先必须对采购的各种规格的钢筋进行原材料物理性能试验,确定合格后方可进场。钢筋必须顺直,调直后表面伤痕及锈蚀不应使钢筋截面积减少;钢筋歪曲成型后,表面不得有裂纹、鳞落或断裂等现象。绑扎成型时,铁丝必须扎紧,不得有滑动、折断、移动等情况;钢筋笼预先在加工场地制作成型,应在骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块,其间距竖向为2m,横向圆周不得少于4处;骨架顶端应设置吊环。钢筋笼分3 - 4段制作,应确保不变形,接头要错开,吊放时现场焊接;骨架入孔可采用钻机钻架,吊放时应平衡、垂直、防止倾斜擦碰孔口、孔壁。每段钢筋笼与钢筋笼之间用焊接的方法进行连接,焊接之前必须清除钢筋、钢板焊接部位的铁锈、水锈和油污等;钢筋端部的扭曲、弯折应予以矫正或切除;钢筋电弧焊接表面应平整,不得有较大的凹陷、焊瘤;接头处不得有裂纹。钢筋笼安装结束后,应进行重新定位,矫正钢筋笼的位置,定位应牢固,防止浇注混凝土时变形或移位。

1.4.8、灌注水下混凝土

钻孔桩、钢筋笼、导浆管安放及孔深验收结束后应立即进行灌注水下混凝土工序,导浆管安放前应做水压试验,导浆管下口距孔底高度应控制在50 cm左右,导浆管内径为20cm - 35 cm。水下混凝土的配制对骨料的要求:碎石粒径不宜大于导管内径的1 /6~1 /8和钢筋最小净距的1 /4,同时不应大于4cm,应选择洁净的中(粗)砂,混凝土含砂率宜采用40% - 50% ,水灰比宜采用0. 5 - 0. 6,坍落度控制在18cm - 22cm之间,本工程采用C25泵送商品混凝土,第一料灌注前,要测算料斗体积和每一料斗混凝土灌。

注后,桩内混凝土提升的高度,保证导浆管始终插在混凝土中。灌注桩混凝土灌注高度应高出设计50 cm - 100 cm,待内护筒拆除后凿除高出设计部份。

当混凝土灌注结束时,应采用插入式振动器振捣,以加强护筒内混凝土的密实度。混凝土灌注应不间断快速进行,整个过程一气呵成。

2钻孔灌注桩质量控制要求

本分项工程质量目标合格率100%,质量评分90分以上。

2. 1、成孔过程质量监控

规范规定,水下灌注桩桩底沉渣厚度对端承桩不得超过100 mm,磨擦桩为300 mm。泥浆的比重、粘度应根据地下水位高低和地层稳定情况等进行确定,如地下水位较高,容易坍塌,泥浆比重、粘度可大些,但不宜过大,比重应以1. 1 -1. 2、粘度以18 s - 25 s为宜。钻孔完毕后监理人员必须对终孔进行验收。

2. 2、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 cm - 22cm范围内。

2. 3、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。监理人员应要求施工单位在开浇时,料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1. 0 m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1 m - 6 m,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。

2. 4、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。

3结语

钻孔灌注桩质量管理的控制,关键在于做好施工前和施工过程中的动态控制,只要准备充分,施工方法得当,管理措施到位,就一定能够防止钻孔灌注桩容易出现的质量缺陷,发挥其经济、承载力大等优点,做出合格满意的工程。

注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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