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软土区旋挖钻孔灌注桩的施工技术及质量控制分析

2021-03-31谢燕财

砖瓦 2021年11期
关键词:孔壁护筒钻机

谢燕财

(福建国运建设发展有限公司,福建 南平 353000)

1 工程概况

项目位于某地软土地区,为框剪结构建筑,基层挖掘深度为6m。施工场地各土层特性如下:第一,杂填土层:厚度0.4m~0.7m,灰黄色,土质松软。第二,粉质黏土:层厚度为0.5m~2.1m,灰黄色,软塑状。第三,淤泥粉质黏土:厚度0.5m~1.4m,深灰色,流塑状。施工场地地下水孔隙潜水,极易受到气候、地表径流、大气降水影响。施工场地孔隙水埋深浅显,按照区域资料,孔隙潜水水位年变幅1.8m。地下水水位埋深1.0m~1.4m,稳定水位埋深为18m,水位标高10m。近些年发展中,雨水季最高水位埋深50cm,枯水期最低水位为2.4m。按照基坑开挖深度、水文地质、环境要求,支护结构应用旋挖钻孔灌注桩技术,桩身长度为8m,桩径1m,混凝土强度等级为C35。

2 施工工艺流程

第一,施工前期准备。按照施工现场实际情况,确保施工场地平整度。注重施工准备,建设施工运行通道,便于运输物资,配置发电机,确保突发性停电时期应用。建设测量控制网,确保桩位测放准确,同时设置护桩,将其作为成桩施工参考。注重桩基、护桩防护,以免受到不良碾压影响。

第二,埋设护筒。护筒材料为钢板(厚8mm),直径大于设计桩径30cm,长度控制在2m,护筒制作必须满足刚度与强度要求。护筒埋设至地下部分,应当满足1.5m要求,顶端高出地面30cm。按照工程规划可知,确保钻机精准定位,优化配置钻头,能够向下钻进施工,直到满足护筒底标高要求,安装预制成型护筒,对护筒垂度、中心点进行检测,优化调整偏差,夯实黏土[1]。

第三,钻孔。钻机具备较强作用力,必须确保顶端、底座稳定性。按照特定姿态,向下推进钻头与钻杆。钻机起吊滑轮线、钻锥、钻孔中心,必须处理相同铅垂线。初期采用小冲程开孔,达到正常钻进状态后,应当转化为中大冲程,以4m 为主。在钻进施工时,应当及时清理渣滓,防止堵塞钻孔。

第四,首次清孔钻孔至设计深度,应当交付监理工程师批复。通过之后,及时做好清孔处理。首先进行自检,检查孔深、孔径、孔内沉渣、垂直度,是否满足标准要求,之后由监理工程师验收。

第五,制作安装钢筋笼。在钢筋加工棚内,制作钢筋笼。按照桩长实行分段制作,吊车吊入孔内,做好现场焊接操作。入孔之后定位固定。

第六,灌注混凝土。基于设计配合比,搅拌站生产混凝土,由罐车运输到施工现场,使用串筒下料,确保灌注施工效果。为了防止混凝土离析,灌注操作持续实施,边浇筑边振捣。为避免混凝土堆积,影响振捣效果,可分层浇筑、振捣,灌注混凝土必须高于设计标高以上20cm。当存在桩顶浮浆问题时,按照实际情况合理增加高度。上部放置混凝土漏斗,计算混凝土方量。混凝土进入料斗后,经过漏斗导入导管浇筑,一边浇筑一边拔管,导管深入混凝土内2m左右。当导管内空气比较多时,混凝土应用溜槽注入导管与漏斗,不能直接从上方批量灌注混凝土,防止出现高压气囊问题,导致导管渗漏[2]。

第七,桩基检验。施工操作过程中,注重检查各工序施工质量,详细记录相关信息,并且由监理工程师检验。每根钻孔桩混凝土,试件控制在3组以内。当桩基存在质量隐患时,应当进行取样检验。

3 旋挖钻孔灌注桩施工隐患控制措施

3.1 塌孔控制

钻孔施工操作中,泥浆稳定性比较高。当泥浆产生气泡时,观察钻孔内部坍塌问题。在钻孔施工中,孔壁坍塌属于常见问题,引发钻孔坍塌的成因也比较多,比如泥浆调试问题、土质问题。钻孔操作时,注重保护周边环境,以免影响孔壁。分析工程项目可知,钻孔施工操作时,整体速度比较快,钻孔持续时间长,从而引发孔壁坍塌事故。在旋挖操作中,标准规范比较少,导致实际操作参考依据少。钻孔速度与钻孔间隔,也会影响成孔质量。由于参考质量缺乏,无法全面落实控制工作,所以会破坏影响孔壁[3]。

与孔壁坍塌问题相比,隐蔽性特点显著。在施工操作期间,如果未使用科学化措施,就无法发现问题隐患。在混凝土灌注施工中,会影响柱体完整性,但是该项问题的不太凸显,多是在后期应用中暴露安全隐患。

工程落实期间,挖孔孔径失控原因比较多,必须采取有效措施予以处理[4]:第一,合理减少地层水分。施工人员实施操作前,应当挖设降水井,使地层含水量降低,有效控制泥层流动性。第二,合理选取泥浆。由于泥浆调配不到位,将会导致泥浆吸附到钻头上,导致钻头无法达到目标深度。所以,合理调配泥浆,避免泥浆钻孔操作产生泥皮。第三,挖孔设备中,导正器做好垫板焊接。在起钻操作中,能够实现扫孔效果。第四,在钻孔设备中,合理处理淤泥层问题。当进入淤泥层,则对技术人员技能水平要求高,钻井速度与深度控制不到位,将无法把控预设形状、挖孔结果。在钻头外部设置标准长度套管,避免挖掘操作中导致孔径过大。

3.2 钻孔偏斜控制

在钻孔施工操作中,孔位偏斜属于常见问题,多是由于钻机固定不当,下钻对正不佳、土层分布不均匀所致。为了避免出现上述问题,钻机就位之前,必须做好科学化管理与控制,维护现场施工秩序,同时使钻机处于水平状态。正式钻进施工时,科学分析和调查水文地质情况。在勘察作业中,当存在斜状岩层问题,土层孤石较多,在钻进施工时,必须合理控制钻进速度[5]。

3.3 钢筋笼上浮与下沉控制

钢筋笼上浮与下沉原因,多数由于材料性能质量不过关、自重较轻、孔位偏斜所致。在安装钢筋笼时,必须采用吊装加套方式,增加钢筋笼重量,以免钢筋笼上浮动。灌注施工时,必须合理控制灌注速度,避免混凝土灌注操作时,冲击影响钢筋笼,造成钢筋笼变形。

3.4 缩径控制

钻进施工操作中,当土层含水量较高,水量比较大时,导致孔壁变形问题比较多,从而导致钻孔孔径变小。在施工操作期间,防止钻孔缩径措施如下[6]:第一,加快成孔速度,控制孔壁变小;第二,维护成孔质量,实时监测成孔质量。当出现质量问题,采用扫孔措施处理。第三,下放钢筋笼时,合理控制混凝土灌注时间。

3.5 超径问题

在软流塑地层、松散地层,旋挖钻机施工极易面临超径问题。为了处理好上述问题,必须对泥浆质量进行控制,确保泥浆质量达标。针对软流塑地层,必须合理控制进尺,提钻操作时,必须清理钻头杂物,降低提钻阻力。

3.6 孔底沉渣多

当清孔不彻底时,将会使孔底出现沉渣。在下放钢筋笼时,没有按照标准化下放规则,导致钢筋笼直接接触孔壁,还会导致孔壁泥土坍塌,致使孔底部沉积沉渣。为了处理好孔底沉渣问题,必须确保清孔彻底性,合理控制钢筋笼下放操作。

3.7 断桩控制

混凝土灌注施工,必须确保灌注操作连续性。当混凝土灌注施工时,出现灌注中断问题,就会增加断桩概率。在旋挖钻孔灌注桩施工操作期间,必须确保混凝土供应、浇筑连续性,维护混凝土性能与质量。

4 施工质量控制措施

4.1 成孔质量控制

在旋挖桩成孔施工中,孔壁坍塌、扩孔、缩径问题属于常见安全隐患。当出现孔壁坍塌事故时,多是由于现场土质松散,泥浆护壁不到位,无法展示出防护效果。未合理控制护筒内水位,钻进时间比较长,将会增加孔壁坍塌率。当出现孔洞坍塌问题时,必须按照坍塌位置,采用对应处理措施。当坍塌区域在孔口时,必须立即拆除钢护筒,同时埋设钢护筒,做好钻孔操作。当孔内出现坍塌问题,则回填黏质土、沙质土。当处理效果不理想,应当回填细石混凝土[7]。

4.2 钢筋安放质量控制

第一,注重检查吊筋长度、钢筋笼顶部高度,比较分析设计值,准确判断质量安全问题,针对现存问题,提出针对性处理措施。

第二,安装钢筋笼时,注重检查和控制钢筋笼位置,精确定位钢筋笼,确保后续浇筑工作顺利进行。

第三,钢筋笼处于垫层位置,需要在四周焊接定位卡,注重钢筋笼固定,确保其处于孔中心位置。

第四,在钢筋笼顶部设置垫块,需要合理控制垫块直径,紧密贴合护筒,确保钢筋笼水平位置稳定性。此外,配置双吊钩,确保钢筋笼稳定性,防止突然下落。

4.3 混凝土浇筑质量控制

第一,混凝土灌注施工结束后,注重管内残留混凝土清理,同时撤离钻机;第二,注重泥浆制备,检查和控制性能质量,保证黏度、比重指标合理;第三,安装导管时,注重导管缺陷检查。在连接位置,铺垫高质量胶垫,加强导管紧密性。

5 结语

综上所述,在施工实践中,钻挖钻机地层施工的参数与工艺不同,施工人员联合工程需求,合理控制施工步骤与流程,防止工程偏差。在本文研究中,联合工程项目实况,分析施工技术与质量控制措施,全面保障旋挖钻孔灌注桩施工效果。

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