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试论建筑工程中灌注桩施工工艺

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摘要:随着我国经济的发展和国际化水平的提高,建筑工程越来越向高层化发展,建筑项目持续增长,这些建筑对于稳定性和坚固性要求很高,必然需要基础工程随之推进。建筑基础工程分为深基础和浅基础,浅基础适用于楼层较低的民用建筑,显然不能满足稳定性和坚固性的高要求,因此深基础发展越来越快,桩基础是深基础施工的传统工艺,其中灌注桩应用比较广泛。本文现就灌注桩的两种施工工艺做浅要论述。

关键词:灌注桩 施工 成孔

现代建筑对桩基础要求提高,我们这里主要论述桩基础中的灌注桩施工,灌注桩是直接在施工现场的桩位上成孔、在孔内放置钢筋笼、进行混凝土浇筑而成,这种桩基础的好处是节省了运输桩产生的费用和时间消耗,而且这样的桩基础更具有整体性,也更加牢固。灌注桩基础施工关键在成孔,根据成孔工艺的不同,灌注桩分为泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩、干作业成孔灌注桩、爆扩成孔灌注桩和人工挖孔灌注桩等,其中泥浆护壁成孔灌注桩和沉管灌注桩应用比较广泛,以下是这两种类型的施工工艺介绍。 一、泥浆护壁成孔灌注桩

泥浆护壁成孔灌注桩施工流程:测定桩位埋设护壁桩机就位成孔(设泥浆池制备泥浆)泥浆循环清渣清孔安放钢筋骨架浇筑水下混凝土。它利用原土自然造浆或人工造浆浆液进行护壁,通过循环泥浆江北钻头切下的土块夹带出孔外成孔,然后安放绑扎好的钢筋笼,水下灌注混凝土成桩,适用于地下水位较高的黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层;也适用于地质情况复杂、夹层较多、风化不均、软硬变化较大的岩层。但在岩溶发育地区要慎重使用。这种工艺要利用一定的自然条件,在特定的地点使用,施工要求较高,如果能知其所以然,必然使工程事半功倍,现就该工艺中几个重要的步骤做出分析。

1、埋设护筒。

护筒是大直径泥浆护壁成孔灌注特有的一种装置,其作用是固定桩孔位置,防止地面水流入,保护孔口,增高桩孔内水压力,防止塌孔。护筒常用3~5mm钢板制成的,其内径比钻头直径大100~200mm,护筒与坑壁之间用黏土填实,以防漏水。护筒的埋设深度,粘土中不宜小于1.0m,砂土中不宜小于1.5m,护筒顶面应高于地面0.5m左右,其上部宜开设1~2个溢浆孔,施工期间应保持孔内泥浆面高处地下水位1~2m。

2、泥浆组成与性能。

泥浆具有稳固土壁、防止塌孔和携砂排土的作用,同时起到对钻机钻头冷却和的作用。制备泥浆的方法应根据土质的实际情况而确定。在黏土中成孔,可在孔中直接注入清水,钻机不停地回转,把切下的土屑造成泥浆,泥浆的比重与现场的土质有关,一般宜控制在1.1~1.3;在容易塌孔的土层中,泥浆的密度、黏度、含砂率、胶体率等指标,是确保泥浆质量的标准。

3、钻孔。

潜水钻机将动力变速机和钻头一起密封,由桩架和钻杆定位,潜入水中工作,它体积小、重量轻、操作方便、移动灵活、噪音小、速度快,适用于黏性土、淤泥质土、砂土和地下水位较高的土层。冲击钻机是带钻刃的冲锥式钻头提升到一定高度,靠自有下落的冲击力来破碎岩层或冲击土层,然后用掏渣筒掏取孔内的渣浆而成孔,适用于碎石土、砂土、黏性土及风化的岩层等。

4、清孔。

当钻孔达到设计深度时,应进行验孔和清孔,清孔的目的是清除孔底的沉渣和淤泥,以减少桩基的沉降量,提高承载能力。清孔时,应保持孔内泥浆面高处地下水位1.0m以上;当受水位涨落影响时,泥浆面应搞出最高水位1.5m以上。孔底沉渣的厚度,应符合下列规定:端承桩<50mm;摩擦端承桩、端承摩擦桩<100mm;摩擦桩<300mm。

5、安放钢筋骨架。

桩孔清孔符合要求后,立即吊放钢筋骨架。吊放时,要防止扭曲、弯曲和碰撞。钢筋骨架下放到设计位置后,应立即固定,并应在钢筋笼上设置钢筋换或混凝土块,以确保保护层的厚度。

6、灌注混凝土。

混凝土浇筑须在钢筋骨架固定后4h内进行,混凝土选材要符合该项工艺的特殊要求;灌注采用导管法,导管采用钢管,直径200~250mm,壁厚大于3mm,分节长度视工艺要求确定,底管长于4m,接头采用法兰或双螺纹方扣快速接头,将导管吊入桩孔,连接漏斗,用细钢丝将隔水栓悬吊在导管下口;灌注水下混凝土要先在漏斗中灌入适量混凝土,然后剪断铁丝,让隔水栓下落,隔水栓冲出导管下口,将导管底部埋入混凝土后,继续灌注,导管埋入到2~2.5m时,提升导管,提升中要保证导管始终埋在混凝土内1m以上。继续灌注至桩顶为止。桩身混凝土要随机留置试块。

二、沉管灌注桩

沉管灌注桩是目前建筑工程常用的一种灌注桩。按施工方法不同,可分为锤击沉管灌注桩、静压沉管灌注桩、沉管夯扩灌注桩和振动冲击沉管灌注桩等。沉管灌注桩的施工工艺主要包括:就位沉钢管放钢筋笼浇筑混凝土拔钢管。

1、锤击沉管灌注桩。

锤击沉管灌注桩采用机械设备施工。施工时,用桩架吊起桩管,对准预先设在桩位处的预制钢筋混凝土桩靴,桩管与桩靴连接处要垫以麻、草绳,以防止地下水渗入桩管,然后缓缓放入桩管,套入桩靴压进土中,校正垂直度后即可锤击桩管。先用低垂轻击,观察无偏移后,再进行正常施打。桩管打入至要求的贯入度或标高后,停止锤击,在管内放入钢筋笼,同时用吊砣检查管内有无泥浆或渗水,然后用吊斗将混凝土通过漏斗贯入桩管内,待桩管灌满后,开始拔管,拔管要均匀,不宜过快,一般为0.8~1.2m/min,也不宜过高,应保持桩管内的混凝土高度不少于2m,再灌注混凝土。拔管时应保持连续密锤低击不停,将混凝土捣实,直到全管拔出为止。锤击沉管灌注桩适用于一般性黏性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基。

2、振动沉管灌注桩。

振动沉管灌注桩采用激振器或冲击锤沉管。施工时,先安装好桩机,将桩靴对准桩位,徐徐放下桩管,压入土中,校正垂直度后即可开动激振器沉管。当桩管沉到设计标高时,停止振动,用吊斗将混凝土灌入桩管内,然后,开动激振器和卷扬机拔出钢管,边振边拔,使混凝土得到振实。振动灌注桩适用于软土、淤泥和人工填土地基。

3、沉管夯扩灌注桩。

沉管夯扩灌注桩,是在锤击沉管灌注桩的基础上发展起来的一种施工方法。它利用打桩锤将内、外管同步沉入土层中,通过锤击内装管夯扩端部混凝土,使桩端形成一个扩大头,然后再灌注桩身混凝土。在上拔外桩管时,用内桩管和桩锤顶压在管内混凝土面上,使桩身混凝土密实。

三、结束语

在桩基础工艺中,灌注桩的优点在于其噪音小、振动小、单桩承载力大、钢筋用量少、成本较低,这不仅不会对环境造成太大的破坏,还能起到更好的承重作用,而且,它能巧妙地利用工程基础中的土质,这在现在的发展中时十分必要的,随着工业城市的密集化,也由于工业对环境的不利影响,大型建筑的位置趋于向郊区转移,这些地区的土壤往往比较特殊,而灌注桩工艺能够因地制宜,将劣势转化为优势,因而能得到更多的利用,但同时,它的工艺比较复杂,会使施工速度拖慢,不过,随着技术的发展和进步,它的施工工艺定能得到完善。