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钻孔灌注桩施工技术及质量控制要点

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【摘 要】 钻孔灌注桩是桩基础的主要桩型之一,它属于隐蔽工程,施工工艺较复杂,质量相对较难以控制,作者根据多年钻孔灌注桩的施工经验,就施工过程中如何加强质量控制和管理,谈一些心得和体会,与同行们相互交流和探讨。

【关键词】钻孔灌注桩;施工;质量控制

1 引言

钻孔灌注桩在土木工程中应用较为广泛,因为它具有抗震性好、承载力大、施工噪音小、施工设备较简单、它适应于粘土、粉土、碎石土及风化岩层以及地质情况复杂、夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层等诸多优点。目前在沿海城市建筑以及公路桥梁中使用已相当普及。但它属于隐蔽工程,施工工艺复杂,施工中不可预计因素较多,工程质量较难控制,既有地层、机械、材料等因素,亦有人员操作、测量放线、制孔、钢筋笼加工制作、混凝土拌制和灌注等诸多方面的问题,施工中任何一个环节出现问题,都将直接影响到整个工程的质量和进度,稍有不慎,就可能出现孔底沉泥或沉渣较多,缩径、夹泥、断桩等质量事故。因此,针对施工过程中每一环节的施工质量,必须严格加强管理,力争将质量隐患消除在成桩之前。

2 开工前的准备工作

(1)检查钻孔灌注桩施工人员的技术证书是否符合要求,方可允许施工人员进场进行施工。

(2)施工机械设备的选择应适应地层特点和施工工艺的要求:成孔机械必须与现场土质、桩径、桩深等要求相适应。

(3)根据施工现场做好施工现场的道路、泥浆和排浆槽的循环系统、材料的堆放以及打桩顺序的安排等有关布设。

(4)施工前应逐级进行图纸会审和施工方案交底,严格检查验收进场原材料的质量和数量以及质保书,并和监理一道见证取样,送检测中心进行检测,合格后方可使用。

(5)为了保证钻孔的垂直度,钻机必须安装导向装置(扶正器)外,在量测钻杆长度时,并检查钻杆是否弯曲。

(6)护筒位置应埋设准确和稳定,护筒和坑壁之间要用粘土分层回填夯实,以防钻进过程中发生漏浆的现场。护筒中心与桩位中心偏差不得大于50mm,护筒埋置深度应根据不同的地层及水文地质情况而定,一般深度在1.0~1.5m。

(7)钻孔灌注桩施工工艺流程如下:

测量放线定桩位埋设护筒校护筒(桩位)桩机就位(校正)钻进成孔第一次清孔提钻下钢筋笼、下导管二次清孔(沉渣测定)混凝土灌注(制作砼试块)成桩

3 测量放线

测量控制点由建设方提供(最好提供3点)并办理交接手续,首先要检查控制点之间的边长和方位角是否正确,然后再向施工区引测,引测时做成闭合导线或附合导线,引测到施工现场的轴线点误差要小于2cm。

4 制孔

制孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要内容和环节,其质量如控制得不好,就有可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等,将直接影响桩身质量和桩承载力下降。

(1)首先要检查机架枕木基础是否稳定,再检查桩位对中,选多个角度检查磨盘的平整度;在钻孔过程中随时复查垂直度及磨盘平整度,对偏差要及时调整,垂直度允许偏差1%。

(2)为了有效地防止塌孔、缩径等现象,根据钻进过程中各土层的情况,要对泥浆比重进行调整,并随时调整钻进速度。

(3)在施工中要加强巡查,认真做好施工记录。结合钻具自重大小、吊挂松紧程度、进尺速度等,并从循环泥浆中捞取砂样,观察钻进是否进入持力层钻机的反映情况,与岩土工程勘察报告所揭示的持力层等深线或标高相比较,合理确定是否入岩(持力层),确保桩基进入持力层的深度。

5 清孔

清孔的主要目的是清除孔底沉渣,而孔底沉渣则是影响灌注桩承载力的主要因素之一。第一次清孔是关键,如泥浆比重控制不好,孔底沉渣过厚,这将给第二次清孔带来很大的困难,有的甚至通过第二次清孔也无法清除孔底的沉渣。在提钻具时要小心操作,避免碰刮孔壁,在提出钻具后要用测绳复核成孔深度,如测绳的测深比钻探时钻杆长度小,就要重新下钻杆复钻并清孔。

(1)终孔后,应将钻头离孔底80~10mm空转,在保证护壁的前提下达到初步稀析泥浆,具体时间应根据桩径和孔深来掌握,尽可能将孔底岩屑、泥块打碎并随泥浆流出孔外。

(2)沉放导管时要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)第二次清孔,泥浆性能指标在浇注砼前,孔底500mm以内的泥浆比重应≤1.25,粘度≤28s,含砂率≤8%。对清孔达不到沉渣厚度要求的,决不能验收,当各项指标都符合规范及设计要求后,应立即进行水下混凝土灌注。

6 钢筋笼制作与安装

钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保书及检测资料,合格后再按设计和施工规范要求进行施工。

(1)钢筋笼宜分段进行制作,连接时钢筋笼接头应予错开焊接50%,对钢筋笼立焊的质量要加强检查控制,焊缝是否饱满,焊接长度、宽度、高度是否符合规范要求等。

(2)钢筋笼下入钻孔中时,应保持垂直状态,对准孔位徐徐轻放,严禁强制性下放钢筋笼。钢筋笼接笼时加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。

(3)要特别注意钢筋笼吊筋长度是否使钢筋笼准确地吊放在设计标高位置。

7 混凝土灌注

混凝土灌注是一个重要的施工过程,在二次清孔时,现场料斗、砼隔水栓(或沙包)、人员应及时准备到位,在混凝土到场后方可停止清孔,并进行料斗安装。

(1)商品混凝土必须有质保书,灌注前必须检查坍落度是否满足要求,一般宜控制在180~220mm。检查孔内导管的安放长度及离孔底的距离;一般宜控制在300~500mm 。

(2)根据导管内外混凝土的压力平衡法计算首灌混凝土量,确定采用的料斗容量,保证首灌后导管埋入混凝土中大于0.8m以上。公式如下:

V=π/4*d2h1+k*π/4*D2h2

V-混凝土初灌量(m3)

h1-导管内混凝土柱与管外泥浆压力平衡所需高度:h1=(h-h2)*rw*rc(m)

h-桩孔深度(m)

h2-初灌混凝土下灌后,导管外混凝土面高度,一般取1.3~1.8m。

rw-泥浆重度,取11~12KN/m3

rc-混凝土重度,取23~24 KN/m3

d-导管内径

D-桩孔直径

K-混凝土充盈系数,取1.2

(3)混凝土灌入前先在漏斗内灌入0.1~0.2m3的1:1.5水泥砂浆,然后再灌入混凝土。当料斗内放满混凝土后,剪断铁丝(砂袋)或将隔水栓提起,此时混凝土浇捣必须保证管底在砼中的埋置深度,一般控制在2~6m。并应通过测量孔内混凝土面确定,不能盲目凭经验估计,避免拔空。在混凝土面上升将要接近钢筋笼底部,应放慢浇捣的速度,防止混凝土上升的冲击力,使钢筋笼上浮。混凝土的充盈系数必须大于1.0。

8 结语

钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程。通过多年来钻孔灌注桩工程的施工实践,得出一点的体会:要保证钻孔灌注桩的施工质量,其关键在于人,施工管理人员要有高度责任心,树立“百年大计,质量第一”的方针,精心组织施工,加强施工现场的管理,严格按操作规程和技术规范要求施工,对钻孔灌注桩每个施工工序和环节,必须管理到位,只有这样钻孔灌注桩的施工质量才能得到保证。

参考文献:

[1]《建筑桩基技术规范》(JGJ94―2008).