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钻孔灌注桩施工质量的控制

2014-12-25洪永蒋鹏蔡娟

城市建设理论研究 2014年37期
关键词:护筒成孔灌注桩

洪永 蒋鹏 蔡娟

摘要:随着大批高层建筑及高等级公路的建设,作为基础承力普遍采用的一种形式——钻孔灌注桩,在现阶段的施工中得到了广泛应用。钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的,施工属隐蔽工程,其施工过程无法观察,施工结果往往不可见,成桩后也不能进行开挖验收。施工中任一个环节出现问题,都将直接影响到整个工程的质量和进度。因此,要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实,并加强施工质量管理密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量,有效地对桩基础施工质量加以控制,力争将隐患消除在成桩之前。

关键字:钻孔;灌注桩;施工质量

中图分类号:P634文献标识码: A

1、钻孔灌注桩特点

1.1钻孔灌注桩属于非挤土桩,施工过程中产生的噪声低、振动轻,没有地面隆起或侧移,也没有浓烟排放,因而对环境影响小,对周围建筑物及地下管线危害很小,是城区建筑的常用类型。

1.2钻孔灌注桩通常布桩间距大,群桩效应小,可穿过各种软、硬夹层,将桩端置于坚实土层或嵌入基岩,还可扩大桩底以充分发挥桩身强度和持力层承载力。单桩承载力高,视地质条件、桩身尺寸、混凝土强度等级不同,一般可达数千至数万千牛,因此可设计成一柱一桩,无需桩顶承台,简化了基础结构。提高桩的承载力,减少沉降量;

2、成孔质量控制

2.1采取隔孔施工程序

坐标的定位,在放样位置安置定位好护筒后要及时复核护筒的位置和标高,并认真检查护筒周围土体是否密实。钻孔混凝土灌注桩和打入不同,打入桩是将周围土体挤开,桩身具有很高的强度,土体对桩产生被动土压力。钻孔混凝土灌注桩则是先成孔,然后在孔内成桩,周围土移向桩身,土体对桩身产生动压力。尤其是在成桩初始,桩身混凝土的强度很低,且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的,故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。

2.2、确保桩身成孔垂直精度和成孔深度

这是灌注桩顺利施工的一个重要条件,否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求,应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固,经常校核钻架及钻杆的垂直度, 并于成孔后放下钢筋前作井径、井斜超声波测试。钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时,在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头,增加孔内静水压力,能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外,同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用。在护筒定位后及时复核筒的位置,严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm,并认真检查回填土是否密实,以防钻孔过程中发生漏浆现象。在施工过程中,为准确地控制钻孔深度,在桩架就位后及时复核底梁的水平桩具的总长度并作好记录,以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔的深度。同时还要考虑在施工中常用的测绳遇水后收缩的问题,因其最大收缩率达1.2%,为提高测绳的测量精度,在使用前要预湿后重新标定,并在使用中经常复核。

为有效地防止塌孔、缩孔及桩孔偏斜等现象,除了在复核钻具长度时注意检查钻杆是否弯曲外,还根据不同土层情况对比地质资料,随时调整钻进速度,并描绘出钻进成孔时间曲线。在施工过程中要经常复核钻头直径,如发现其磨损超过10mm,就要及时调换钻头。

2.3钢筋笼制作质量和吊放

制作钢筋笼前,工程技术人员要复查所用钢材及焊条的型号,并对焊工进行实地焊接考核,合格后方可上岗,主筋每200个焊接点需做钢筋焊接拉伸试验和焊接冷弯试验各1组(3根为1组)。工程技术人员必须审核原材料及其焊件的检测结果。  在验收合格的钻孔中吊放钢筋笼,并正确就位。工程技术人员要检查钢筋笼的就位情况,检查钢筋笼是否变形以及确保混凝土保护层厚度。为防止钢筋笼在灌注混凝土过程中发生掉笼,应在其上端焊接4根与主筋直径相同的钢筋,固定焊接在护筒顶部或施工平台上。此时应测量钢筋骨架的标高是否与设计标高相符,偏差不得大于±5cm。当灌完的混凝土开始初凝时即割断挂环,使钢筋骨架不影响混凝土的收缩,避免钢筋与混凝土的粘结力受损失。在钢筋笼吊放过程中,应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量、焊口则要进行补焊。钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。

2.4、泥浆的制备及第二次清孔

施工规范中泥浆的控制指标:粘度测定17-20min;含砂率不大于6%;胶体率不大于90%等在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制,不能就地取材,而要专门采取泥浆制备,先用高塑性粘土或膨润土,拌制泥浆必须根据施工工艺、土层情况及配合比设计。

清孔后泥浆中要求不含小泥块,孔底沉渣厚度≤10cm,泥浆密度1.15左右,粘度18~22 s,含砂量≤40%。放钢筋笼和导管以后的再次清孔称为第二次清孔。按技术规范要求对桩位、孔径、倾斜度、孔深、孔底沉渣厚度及泥浆指标等进行全面检查后即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管进行水下混凝土的灌注工作。沉放导管时检查导管的连接是否牢固和密实,以防止漏气漏浆而影响灌注。

3、成桩质量的控制

3.1 原材料为确保成桩质量,要严格检查验收进场原材料的质保书(水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告),如发现实样与质保书不符,应立即取样进行复查,对不合格的材料(如水泥、砂、石、水质),严禁用于混凝土灌注桩。

3.2、水下混凝土灌注应一气呵成,不得中途停歇,尽量缩短灌注时间。以防顶层混凝土失去流动性。一经开灌,中途中断灌注皆不得超过30min。钻孔灌注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注,混凝土的离析现象还会存在,但良好的配合比可减少离析程度。混凝土必须具备良好的和易性,其配合比必须通过试验确定,强度符合设计规定.混凝土宜选用中粗砂,含砂率宜为40%~45%,粗骨料最大粒径<40mm。因此,现场的配合比要随水泥品种、砂、石料规格及含水率的变化进行调整。 灌注水下混凝土前应认真测量孔深和导管长度,准确计算料斗、导管容量以及首批混凝土量,同时要严格控制导管悬空。导管悬空一般控制在20~40cm内,并根据孔径大小、孔深、导管粗细、料斗大小、沉淀多少和孔底而采用相应值。首批混凝土量应埋住导管不小于1.0m,在灌注混凝土过程中,导管埋入混凝土的深度一般宜控制在2~4m较好。灌注过程中应准确实测混凝土面的上升高度,随时与实灌混凝土量的理论上升高度验证,计算时应结合地质资料考虑必要的充盈量及扩孔、缩径等因素。为防止钢筋笼被混凝土顶托上升,当混凝土面接近和初进入钢筋笼时应保持较深埋管并徐徐灌入混凝土,以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力。混凝土灌注高度应高出桩顶设计标高0.5~1.0m,以便清除浮浆、保证桩顶质量。

3.3、为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象,在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度,混凝土坍落度控制在18-20cm,并随时了解混凝土面的标高和导管埋入深度。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m,严禁把导管低端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高8-10m,应及时将坍落度调小至12-16cm,以提高桩身上部混凝土的抗压强度。在施工过程中,要控制好灌注工艺的操作,抽动导管使混凝土面上升的力度要适中,保证有程序的拔管连续灌注,升降的幅度不能过大,如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁,导致孔壁下坠或坍落桩身夹泥,这种现象尤其在砂层厚的地方比较容易发生。在灌注过程中必须每灌注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,桩身混凝土的充盈系数必须大于1。同时要认真进行记录,这对日后发现有问题的桩或评价桩的质量有很大的作用。

灌注桩基工程的施工由于施工技术复杂、隐蔽工程多,其质量主要靠事前控制和事中控制,事后的检测和补救措施很难达到设计要求,因此,工程技术人员必须全面 详细地熟悉整个施工工艺流程,事先提出质量控制和检验标准,监督施工方严格遵守和执行;调动有关各方同心协力把好质量关。

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