时间:2023-07-20 16:30:39
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1 引言
随着现代路桥工程建设项目飞速发展,钻孔灌注桩在工程施工较简便、基础支撑能力强及地质穿透性良好等诸多方面具有一定优势,故被广泛用于路桥建设工程基础地基设施,水下砼灌注是钻孔灌注桩工程施工的核心技术,如果水下砼灌注施工操作及性能指标控制不合理就很容易导致钻孔灌注桩产生严重问题,重则导致钻孔灌注桩的失败,从而一定程度上给建设单位与施工单位造成巨大的财力物力上的经济损失。
影响钻孔灌注桩水下砼灌注施工质量控制因素很多,论文着重对影响钻孔灌注桩水下砼灌注中的砼的性能指标详细分析,并以实际水下砼灌注施工工程项目为背景分析砼泥浆的性能指标,重点探讨钻孔灌注桩水下砼灌注灌注前的准备阶段、前期灌注阶段、灌注施工阶段、以及灌注后期阶段切实可行施工措施,从而有效保证钻孔灌注桩水下砼灌注的质量,以便于水下砼灌注技术达到技术及工程实际使用上的要求,为道路工程建设事业在钻孔灌注桩水下砼灌注性能控制方面提供可行性参考思路。
2 水下砼性能指标
水下砼灌注是钻孔灌注桩能否在性能指标上符合要求的关键工作,但由于水下砼其施工特点具有一定的难度,故路桥工程一般要求水下砼在钻孔桩灌注中具有良好的性能指标以更好实施灌注,如何有效合理控制水下砼性能指标,就要从包括砼材料的合理的选择、混泥土初凝时间的确定、砼塌落度的有效控制等方面入手,详细措施如下所示。
2.1 第一方面是砼材料合理选择,水下砼原材料选择非常重要,一般选择中粗砂作为水下砼的细骨料,宜选择卵石作为水下砼材料的粗骨料,粗骨料的选择非常重要,可以有效保证水泥比的控制,从而可以从一定程度上控制水下砼和易性能与流动性能。
2.2 第二方面是确定混凝土初凝时间,钻孔桩水下砼初凝时间需大于桩的砼灌注时间,普通水下砼仅能满足较浅而小灌注桩灌注要求,因此,常常往钻孔灌注桩的水下砼中掺混一些特殊的外加剂作为缓凝剂使用,使得水下砼的初凝时间增大,同时要求掺入的外加剂不仅要具有一定的缓凝作用,还要求具有一定的减水剂的作用、从而有效改和善易性能与流动性能。
2.3 第三个方面是如何控制坍落度的试验测试,钻孔灌注桩水下砼灌注在实际施工中坍落度必须控制在某一特定的范围,在钻孔灌注桩水下砼灌注中发生堵管等若干系列现象一般都与砼的坍落度控制性能有关,水下砼一般要求具有良好流动性能与和易性能,所以必须严控制水下砼的塌落度。
3 水下砼灌注施工
水下砼灌注施工是钻孔灌注桩质量控制的关键工作,水下砼灌注一般包括灌注前的准备、初期灌注、中期灌注、后期灌注,具体施工方案注意点如下所示。
3.1 在钻孔灌注桩水下砼灌注施工的准备阶段,在水下砼灌注前应该调配好水下砼的配比性能指标,如果泥浆比重不当,或多或少都会严重影响孔桩的坚实度,一定程度上导致桩孔很难达到规定的要求,故砼配比的选择尤为重要,一定要选择适当合理的砼泥浆配比。根据桩孔深度及宽度直径等指标选择适当的钢筋尺寸,与输送砼管的尺寸,钢筋笼设计要求,都要考虑符合规定的要求。在具体工程项目中钻孔灌注桩水下砼灌注施工中,选用较适宜的泥浆性能配比,适当的孔径及钢筋钢筋笼的尺寸及设计规范,以使符合规定的设计规范。
3.2 在钻孔灌注桩水下砼灌注施工的初期阶段,根据前期的准备阶段,对相应泥浆,砼输送管道,钢筋及钢筋笼选择都要再次综合考虑,保证水下砼能够顺利进行施工作业。从标书设计图到现场勘查等各个方面都要做到合理规范,在钻孔桩水下砼灌注施工的初期要保证运用选材规格的合理到位,为施工做好良好的铺垫,孔桩大小尺寸要精度确定,深度选择合适的导管与振捣力的预算,设计合适的钢筋以满足具体工程施工要求,故在钻孔灌注桩水下砼灌注施工的初期阶段一定要做好准备,就需要进一步加强工程项目监督管理,对工程技术人员做到各负其责,对每项工程都能够做好井井有条,合理规范。
3.3 在钻孔灌注桩水下砼灌注施工过程中,砼应平缓注入到桩孔中,如果注入的量过大过快,则会导致砼冲力不均,一定程度上会堵塞钻孔桩。同时在水下砼灌注时需要对钻孔桩内疏通管道及时清理除杂,用输送管道进行适当振捣以使砼压实分布均匀。注入砼时要保证不能太贴近钢筋笼,过大力振捣会导致钢筋笼发生松动,产生位移,致使孔桩部分塌方不稳定,很有可能淤塞了桩孔,桩孔不实很难达到规定要求。
3.4 在钻孔灌注桩水下砼灌注施工的后期,由于灌注水下砼桩管高度会相应降低,其压力也随着减少,但这时导管外泥浆的粘稠度与比重都比较大,因为水下砼的压力必须远大于泥浆的反作用力才能够有效地将钻孔桩内的泥浆挤压出来,故很容易出现管内水下砼提升困难的现象。因此,在实际钻孔灌注桩水下砼灌注施工中,钻孔灌注桩管采用合理水泥混合配比控制,或者人工方式控制来进一步保证水下砼灌注的质量,也要控制钻孔灌注桩管合理的灌注量,从而有效节约用材,设计适当的水下砼灌注高度,确保其设计强度。
4 结束语
综上所述,影响钻孔灌注桩水下砼灌注施工质量与性能等方面因素很多。钻孔灌注桩在工程施工、基础支撑及地质穿透等诸多方面具有一定优势,故被广泛用于路桥建设工程基础地基设施,但水下砼灌注技术常因施工不合理而导致钻孔桩缺陷,论文着重对影响钻孔灌注桩水下砼灌注中的砼的性能指标逐层分析,并以实际砼灌注施工项目为背景探讨砼泥浆的施工指标,重点探讨水下砼灌注施工各个阶段进行采取合理有效的控制措施,以便于水下砼灌注技术达到技术及工程实际使用上的要求,为道路工程建设事业在钻孔灌注桩水下砼灌注控制方面的发展提供可行性思路。
参考文献
[1]黄平,王再明,陈欢.钻孔灌注桩水下混凝土施工探讨[J].水利水电设施,2013,7:55-56.
[2]董文霞.浅谈钻孔灌注桩施工工艺[J].科技视界,2013,9:111-112.
所谓的混凝土灌注桩就是指为加固地基向孔内灌注混凝土从而制成的桩,这种施工方法可以有效的工程地基进行有效的加固,从而保障工程施工的质量。目前,在工程施工中人们已经将混凝土灌注桩技术应用到水利工程当中,并且在一些病险水库中进行除险加固的应用,这不但提高了水库自身的结构质量,还延长了水库的使用寿命,在我国水利工程发展过程中有着十分重要的作用。下面我们就通过实际案例来对其进行简要的介绍,让人们了解到混凝土灌注桩在水利加固工程中的实际应用。
一、混凝土灌注施工技术的分类和施工方法
按其成孔方法不同,可分为钻孔灌注桩,沉管灌注桩、人工挖孔和挖孔扩底灌注桩等。
1. 钻孔灌注桩
钻孔灌注桩是指利用钻孔机械钻出桩孔,并在孔中浇筑混凝土(或先在孔中吊放钢筋笼)而成的桩。根据工程的不同性质、地下水位情况及工程土质性质,钻孔灌注桩有冲击钻成孔灌注桩、回转钻成孔灌注桩、潜水电钻成孔灌注桩及钻孔压浆灌注桩等。除钻孔压浆灌注桩外,其他三种均为泥浆护壁钻孔灌注桩。泥浆护壁钻孔灌注桩施工,在冲孔时应随时测定和控制泥浆密度,如遇较好土层可采取自成泥浆护壁。灌注桩的沉渣厚度应在钢筋笼放人后,混凝土浇注前测定,成孔结束后,放钢筋笼、混凝土导管都会造成土体跌落,增加沉渣厚度。因此,沉渣厚度应是二次清孔后的结果。沉渣厚度的检查目前均用重锤,但因人为因素影响很大,应专人负责,用专一的重锤,有些地方用较先进的沉渣仪,这种仪器应预先做标定。
2. 沉管灌注桩
沉管灌注桩是指利用锤击打桩法或振动打桩法,将带有活瓣式桩尖或预制钢筋混凝土桩靴的钢套管沉人士中,然后边浇筑混凝土(或先在管内放入钢筋笼)边锤击或振动边拔管而成的桩。前者称为锤击沉管灌注桩及套管夯扩灌注桩,后者称为振动沉管灌注桩。锤击沉管灌注桩劳动强度大,要特别注意安全。该种施工方法适于黏性土、淤泥、淤泥质土、稍密的砂石及杂填土层中使用,但不能在密实的中粗砂、砂砾石、漂石层中使用。振动沉管灌注桩适用于在一般黏性土、淤泥、淤泥质土、粉土、湿陷性黄土、稍密及松散的砂土及填土中使用,在坚硬砂土、碎石土及有硬夹层的土层中,由于容易损坏桩尖,不宜采用。根据承载力的不同要求,拔管方法可分别采用单打法、复打法、反插法。
3. 人工挖孔灌注桩
人工挖孔灌注桩是指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔,然后安放钢筋笼,浇筑混凝土而成的桩。为了确保人工挖孔桩施工过程中的安全,施工时必须考虑预防孔壁坍塌和流砂现象发生,制定合理的护壁措施。护壁方法可以采用现浇混凝土护壁、喷射混凝土护壁、砖砌体护壁、沉井护壁、钢套管护壁、型钢或木板桩工具式护壁等多种。
二、工程实例
某水库位于一个水土流失十分严重的流域当中,而且周围的自然调剂比较差,其中该水利主要用于当地居民的正常生活用水、发电以及农业灌溉等,对当地居民的日常生活十分重要的也提议。但是在长期使用和自然条件的影响下,该水库出现了病险的情况,因此就需要对其进行一定的加固。
该病险水库的加固除险计划在2010年开始拟定,并且在同年的4月份开始加固施工。因此这就需要施工人员对水库各个方面的情况进行一定的了解。该水库属于碾压式的均质坝,整个控流面积到达了8.0km2,整体坝高达到28.8m,长度为215m,而且该水库的上游破存在的平均比例为1:3.0,下游坡比则是1:2.5,整个水库的顶宽为6.0m。据相关统计该水库的总库容量为183.3万立方米,中水库设置的调洪库容则为133.7万立方米。
通过这些数据我们可以清楚的了解到,该水库属于小型水库,而且该水库的工程枢纽主要是有土坝和泄洪设施这两个部分组成的。而我们对该水库进行除险加固的内容主要有:①土坝结构的质量和水库自身的容量;②新建输泄设施。
通过当地的地质报告我们可以了解到;该书库基础修建选址属于黄土丘陵地貌,许多出露的岩体都是人工填土施工造成的,而且这些人供填土的岩体主要是水库右岸的黄土,采用人工碾压的方法而制成的,有着较高的承载力而且属于均质土坝。在水库中还存在着许多岩体,这些岩体大多数也是在水库新建时,人工填土产生的。在建筑物基础中存在有中等风化岩体,这使得桩的极限侧阻力的标准值一般在35kPa~130kPa之间。
三、混凝土灌注桩设计
在工程施工的过程中,我们按照工程的实际要求和施工条件,将灌注桩设计为29根。并且将其灌注桩设置在输水设施、涵洞等工程结构的基础之上。我们根据工程的需要,在水塔上设置7跟灌注桩,在涵洞的基础上设置22根。并且将灌注桩的直径和长度都进行统一。
1. 轴心竖向作用
灌注桩的轴心竖向作用力在灌注桩竖向承载力计算的主要因素,因此在对灌注桩进行设计时,一定要对其进行计算,以确保灌注桩的桩基竖向承载力的准确性。其中轴心竖向作用力主要和灌注桩的柱周、横截面积有关,因此我们在对其进行计算设计的时候一定要按照,我国相关的技术规范对其进行控制技术,从而设计出符合加固工程需要的灌注桩结构。
2. 分层计算桩侧极限侧阻力
我们在这里所说的分层计算桩侧极限侧阻力,主要是对水库中壤土和泥岩进行测量,从而取得相关的数据,保障在工程施工的工程当中有据可依,提高工程的加固质量。
3. 桩端极限端阻力
在对灌注桩进行设计的时候,我们可以通过地质报告,来对泥岩基的进行端阻力进行测量计算。
四、灌注桩质量控制
1. 钻孔灌注桩
根据设汁要求,选择适宜的钻孔设备,严格控制施工工艺,保证孔位准确,成孔垂直,每个灌注桩成孔后,经地质部门验收方可进行下道工序。做好清孔、洗孔和泥浆护壁,防止出现缩孔、孔壁坍塌现象,桩底沉渣量满足规范要求。
2. 钢筋笼吊装
钢筋笼严格按照有关规范制作, 吊装前检查焊接和绑扎强度,为保证钢筋笼在孑L内的保护层厚度, 在笼外 2.0 m左右焊接钢筋棒支撑保护层 , 并做好每节钢筋笼焊接, 避免吊装过程中出现卡、 阻现象 。
3. 混凝土浇筑
控制好混凝土各项配置指标,保证混凝土和易性满足规范施工和要求, 避免出现堵、埋管现象,导管直径在 200mm以上,管端被混凝土埋深2~4m以内,为便于导管提升,每节长度控制在2.0m左右。施工中混凝土必须连续快速浇筑,避免断桩和夹泥层。
五、结语
由此可见,在对病险水库进行除险加固的过程中,混凝土灌注桩施工技术,可以有效的保障加固工程的施工是质量和施工进度,使其可以达到预期加固的效果。但是,在对工程质量进行控制和监督时,由于混凝土灌注桩施工工程属于一种隐蔽的工程项目,很难对其质量进行全方位的监管,因此这就要施工人员在工程施工中对其进行准确的设计,并且按照国家相关规范和施工要求,对其施工质量进行控制,以确保在混凝土灌注桩工程施工中不会出现质量问题。
钻孔灌注桩依靠其优良的适应性、可靠性、安全性与便捷的操作方法及微量的施工投入,而被广泛地用在不同地质环境中。但是钻孔灌注桩的施工质量受多种因素影响,比如灌注材料、施工工艺、地质条件等,一不小心就可能出现质量问题,给项目质量带来严重影响,从而导致极大的经济损失。所以,加强对公路桥梁钻孔灌注桩施工质量的控制力度,有着极其重大的意义。
1 施工准备阶段的质量控制
在钻孔灌注桩正式施工之前,施工单位应该详细检查施工准备工作及施工方案,确保施工准备工作完全就绪、施工方案明确合理。需要详细检查的项目主要有以下几个方面:
1.1 审核施工方案
在公路桥梁钻孔灌注桩正式施工之前,施工单位应该先依照施工图纸、施工规范、施工技术要求、勘察报告、地质勘察详情等详细审核施工方案,涵盖对施工工艺流程、安全措施、技术指标等进行认真审核,确保以上多由项目都完全符合有关要求与规定。另一方面,因为钻孔灌注桩施工隐蔽性很强,并且受到地质条件的制约,所以在施工中极有可能出现突发事件,给项目的施工安全及施工质量带来很大威胁,所以施工方案中应该包括怎样预防突发事件的施工方法,以免发生突发事件时无从下手。
1.2 检查施工准备状况
在公路桥梁钻孔灌注桩正式施工之前,还应认真检验如下几点准备工作的准备情况:(1)检查施工中要用到的水源合不合施工标准,检查施工中将要用到的泥浆循环程序中泥浆池与沉淀池是否能正常使用。(2)检查施工中灌注混凝土将用到的导管是否满足各种技术指标,并借助水密性承压实验检查每一根导管的承压能力。(3)检查灌注混凝土需要用到的设备是否满足灌注具体要求,比如料斗的外观及尺寸是否合格。(4)严格根据有关施工设计及技术规范控制与选择混凝土的质量,对即将进场的材料进行规范而细致的质量检测,严禁不达标材料进入施工现场。(5)检查公路桥梁桩位是否满足有关规范的具体要求。(6)检查灌注桩护筒的位置、预埋高度是否满足有关规范标准。(7)钻机准备就绪后,应该详细检查机器稳定性及水平情况。(8)技术人员及施工人员就位,并安排专职人员全程记录成孔过程。
2 成桩过程中的施工质量控制
公路桥梁钻孔灌注桩施工中,成桩过程质量的控制涵盖两部分内容:对桩身自身质量的控制及对灌注混凝土施工过程的控制,笔者将对其做详细分析。
2.1 灌注桩自身施工质量控制
在公路桥梁的钻孔灌注桩施工过程中,灌注混凝土、配置混凝土、配置钢筋、钻孔等环节的施工状况都会影响施工总质量,一不小心就可能出现严重的质量问题,为了保证公路桥梁灌注桩自身施工质量符合有关标准,应该严格控制以下几点:
第一,正式施工之前,应该先进行钻孔实验,实验孔不可少于两个,对孔壁稳定、垂直度、孔径等进行仔细检测,并在此基础上规范检验施工材料、施工设备及施工方案,保证这些项目都符合施工标准,在检测试验孔时,应确保孔壁稳定时长不小于12小时,针对特殊环境中的公路桥梁钻孔灌注桩施工,应适当增多试验孔数量。
第二,护壁需要用到的泥浆应该始终比地下水位高出0.5米以上,并且应确保泥浆的胶体率达标、砂率低且均匀,进而预防护壁效果不佳、沉淀过快等问题的出现。如果在亚粘土或者粘土中成孔时,以及对其注入清水,实现用原土造浆进行护壁,将排碴泥浆密度控制在1.1到1.2之间。如果在厚夹砂层或者砂性土质环境下成孔时,应该把泥浆密度稳定在1.1到1.3之间。在极易坍孔的土层或者砂夹卵石中成孔时,应确保泥浆的密度在1.3到1.5之间。
第三,从钻孔到灌注混凝土之前,应确保孔壁具有一定的稳定性,有效预防孔壁坍塌,应确保端承桩不超过50毫米,摩擦桩不超过300毫米。端承摩擦桩及摩擦端承桩不可超过100毫米,以保证桩具有足够的承载力,在施工完持力层之后,应循环稀释泥浆以降低其密度,并有效清除石渣。
第四,放到孔中的钢筋不能有任何损坏,并且不可碰触到壁孔,钢筋放进孔内后,应先固定好钢筋上端,然后清理孔内淤泥,保证淤泥厚度满足有关技术标准后才能在30分钟后开始灌注混凝土。
第五,在施工中用到的隔水栓,应确保其直径和导管内径完全匹配,并且该导管的隔水性应该良好。灌注施工中应充分搅拌混凝土,并严格管理混凝土的实际坍落度,并借助试验精准确定混凝土配比,通常情况下其坍落度应保持在22厘米之内。在施工中用到的粗骨料粒径不可超过钢筋笼主筋及导管直径最小值的四分之一,并且还不可超过40毫米,水下位置的混凝土应具有很高的和易性,所以不可在水下混凝土中加入外加剂。
第六,成孔后可借助清洗液全面清洗孔,清洗时间应依据空中残留的沉渣多少而确定,完成孔内清洗之后应快速灌注混凝土,在关注之前要准确测量孔直径并规范计算第一次灌注的混凝土量。在浇筑混凝土过程中,应规范管理混凝土面的高度既到馆深入混凝土的深度,规范根据操作制度进行施工,应规范根据配合比拌和混凝土材料,保证拌和好的混凝土流动性良好,确保混凝土的坍落度符合灌注标准。
2.2 灌注混凝土施工过程控制
在灌注混凝土过程中,应做好以下几点:(1)从钻孔完成后到灌注混凝土这一环节应紧凑完成,不易周日过长,并且混凝土的浓度应适宜,不可比灌注桩设计值低,预防出现夹泥现象。(2)孔底到导管口位置应有大约400毫米,旋转时应反复校准、精确测量,当球塞超出导管并确保有混凝土灌入后,应把导管轻轻降低100到200毫米,适当增加导管在混凝土内的深度,以保证灌注混凝土的质量。(3)灌注混凝土的过程中应合理控制施工周期,为了均匀注入混凝土可稍微将导管提起,确保混凝土内导管的深度在1到3米之间。另一方面,每过15分钟左右就应该详细测量导管在混凝土中的具体深度,确保整个灌注混凝土过程中导管在混凝土中的深度始终大于1米。(4)有效解决堵塞导管问题。第一,应恰当选择材料,并依据科学配比系数对混凝土原料进行配比,预防堵塞导管事件的发生。第二,一旦出现堵塞事件,应尽快分析发生堵塞的原因,并积极制定有效措施予以解决,而不是简单地排除堵塞。
总之,公路桥梁钻孔灌注桩施工是一个十分隐蔽的施工环节,应该严格控制每一道施工工序,以实现对施工质量的有效控制。所以,在具体施工中,应合理控制公路桥梁钻孔灌注桩施工的施工准备工作及成桩过程,并且确保每一施工环节中用到的施工设备都是最先进的、施工技术人员也应具备较高的综合素质。只有这样才能确保公路桥梁钻孔灌注桩施工质量能符合有关标准,才能有效提高施工控制效果。
参考文献:
[1]孙海朝.桥梁钻孔灌注桩施工技术和质量控制[J].价值工程,2012 (27).
Abstract: High-rise building high-rise, the stability of the foundation have higher requirements, in order to ensure the overall quality based, in the construction of high-rise buildings, often in bored pile for pile foundation construction. In this paper, combined with the specific project expounds the construction technology of bored pile in the construction process, and puts forward the construction quality control points, for reference.
Key words: high building; bored pile; construction technology
中图分类号:TU74文献标识码: 文章编号:
0前言
随着城市化进程的加快,高层建筑以其独特的优势在我国城建过程中得到了广泛的应用。在高层建筑的建设过程中,桩基结构施工技术关系到高层建筑的结构安全、关系到楼体抗震性能以及结构的稳定性。随着现代桩基工程施工技术的不断发展,钻孔灌注桩施工技术在高层建筑施工中有着重要的影响。本文作者从工作实践出发,分析了我国高层建筑钻孔灌注桩应用的现状以及相关技术问题。
1.高层建筑钻孔灌注桩施工技术
泥浆护壁钻孔灌注桩
施工方法是利用配置的泥浆实现浮悬钻渣、冷却钻头的目的。同时泥浆护壁施工法还能够使钻具得到、并在孔壁形成泥皮以达到防止塌孔的目的。在泥浆护壁钻孔灌注桩的施工过程中需要根据工程所在的地质条件进行泥浆的制备,同时结合泥浆护壁钻孔灌注桩施工流程与供需确定技术要点以及控制方案、以此达到钻孔灌注桩施工技术控制的目的。泥浆护壁钻孔灌注桩的施工应按照平整场地、制备泥浆、护筒埋设、工作平台铺设、钻机定位与安装、成孔、清孔、钢筋笼下放、混凝土灌注、护筒拆除以及质量检查等工序进行。
全套管钻孔灌注桩
施工中不需泥浆及清孔工序,在安装钻机后应压入套筒后进行成孔钻进。该技术又叫做贝诺特灌注桩,其是一种采用特殊施工工法完成的新型灌注桩。近年来,在我国高层建筑钻孔灌注桩的施工中也有着重要的应用,为我国高层建筑钻孔灌注桩技术的发展提供了基础的经验。
2.工程实例
唐山某高层4幢21层商办楼,设3层地下室。基坑面积8280m2,基坑开挖深度为11.7m(承台处开挖深度为12.2m)。经设计主体基坑采用850mm~1000mm钻孔灌注桩排桩围护,设850mm三轴水泥土搅拌桩止水帷幕,坑内沿竖向设2道钢筋混凝土支撑。
2.1 钻孔灌注桩施工方法
在开孔初期,要采用轻压慢转的工艺并保持浆液浓度在1.2以上,以确保地面下孔壁完整,确保充盈系数在1.1以上。在本工程中,有部分桩相邻间距比较小,为防止发生坍孔、窜孔等情况,在相邻桩施工时,打完一根桩时,将钻机挪至本桩4倍桩径范围外施工另外桩,严禁为图方便不挪桩位,直接相邻桩连续打的现象。
钢筋笼制作:原材料进场后及时收集质量保证书并进行报验,协同质量员、监理现场取样复试,同时进行模拟焊送样试验,全部合格后,才能进行钢筋笼制作。围护桩钢筋笼按长度分节制作,采用GPS-10型钻机垂直度好的主卷扬机进行钢筋笼安装。
二次清孔:先检查导管的密封、磨损等情况,用3PNL泵进行泥浆循环清孔,必要时增加进浆流量,使沉渣厚度达到规范要求。
混凝土灌注:混凝土灌注时应检查隔水球及放料阀的正确安放情况,灌注过程中随时测量导管的埋管情况,及时做好记录。上述施工技术方案的每道工序都由值班技术员自检合格后,再协同监理进行复核,签认现场值班记录表后,方进行下一道工序施工。
2.2 第一次清孔
当钻至设计标高后,应停止钻进,并及时用换浆法进行一次清孔。具体方法:在钻进终孔后利用成孔钻具直接进行,清孔时先将钻头提离孔底10cm~20cm,转盘回转冲孔,泥浆循环不断地进行,并时常串动钻具,以提高一次清孔效果。一次清孔的时间不宜定死,应根据钻具回落测试孔底沉渣厚度和返浆比来决定清孔是否可以结束;为确保孔壁质量,一清泥浆进浆比重应小于1.15,返浆比重应小于1.25,手触泥浆无颗粒感觉,一次清孔即可结束。
2.3钢筋笼吊放
吊放钢筋笼时,可利用机架直接吊放钢筋笼。为保证钢筋笼的安放深度符合设计标高,安放前由施工员测定具体标高尺寸,确定吊筋长度,以保证偏差在±50mm以内。钢筋笼吊放入孔时,不得碰撞孔壁。如下放有阻,应查明原因。如焊接垂直度不好,应重新调正后再下放。如为孔径缩径,则应提出钢筋笼重新扫孔至符合要求。为防止灌注混凝土时钢筋笼移位及上浮现象发生,钢筋笼下到设计位置后必须固定好,以确保钢筋笼保护层偏差为±20mm,笼顶、底标高偏差在±50mm之间。
2.4水下混凝土施工
按设计要求工程桩身混凝土强度为水下C35(围护灌注桩为水下C30)。采用φ250导管进行水下混凝土灌注,商品混凝土质量及混凝土灌注应按下列要求控制:导管下入孔内之前应仔细检查连接丝扣、焊点及密封槽的好坏,并编号、丈量、记录长度,导管底口距孔底高度一般控制在50cm左右,且底管长度应大于4 m,以保证初灌时导管埋入混凝土面大于1.2m。
水下混凝土的灌注应在二次清孔后30min内进行,若超过30min应重新测量孔底沉渣厚度,如不符合要求应重新进行清孔。同时,混凝土因故搁置时间超过3h,不再使用。混凝土灌注前安放好隔水球后,导管提离孔底50cm,混凝土初灌量必须符合规范要求,控制在3m3以上,装满提升开压水板时,商品混凝土车内混凝土连续放入,第一斗混凝土灌入后导管埋入混凝土面大于1.5m,第一斗混凝土灌注后不得提升导管,待第二斗混凝土灌注后,经过测试确认混凝土面埋入导管1.5m以上,方可小幅度提升。
3.钻孔灌注桩施工质量控制
3.1 前期质量控制措施
在钻孔前,监理人员应当充分发挥组织协调能力,并采取行之有效地监理手段为施工顺利进行奠定基础。首先,应当对图纸进行会审,并对技术交底环节进行监督;其次,应对施工档案进行严格审批,这对于施工顺利开展具有非常重要的意义;再次,做好进场原材料的检验工作,确保材料质量符合设计和相关规范的要求,防止因材料问题导致质量事故的发生。同时还应对施工机械设备进行检查登记,确保设备性能完好;最后,督促施工单位做好现场施工准备工作,如场地整平、劳动力安排等,确保所有环节均正常后方可进行施工。
3.2 施工过程中的质量控制
在钻孔灌注桩施工过程中,钻孔和混凝土灌注一般都是一次完成的,对于这一阶段的质量必须严格控制,否则很容易留下质量隐患。现场监理人员应从以下几个方面着手:对施工人员的施工行为进行规范,并对现场施工进行合理指导;控制好施工现场材料的使用,如泥浆的粘稠度应符合设计要求、混凝土配合比应当满足有关规范的要求、制作完成的钢筋笼不得出现扭曲变形等等;加大各个关键工序的检查力度,以此来确保每个工序的质量合格。
4.总结
钻孔灌注桩作为一种成熟的施工技术已经广泛的用于许多结构物的基础,但因属隐蔽工程,成桩后质量检查比较困难。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,甚至给建设者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。各施工企业应在各个施工环节中充分重视、精心施工、加强质量管理,提高施工水平,减少质量事故。
1 钻孔灌注桩技术
由于不同的建筑施工条件对于钻孔机械的要求也不一样,而采用不同的钻孔机械,其钻孔灌注桩的施工工艺又有一定的区别,一般在目前建筑施工技术中,常采用以下两种钻孔灌注桩技术的施工工艺:
1.1 螺旋钻孔灌注桩施工工艺:钻机就位后,用吊线、水平尺等检查导杆,校正位置,使钻杆垂直对准桩位中心。钻孔时放下钻机,使钻杆向下移动至钻头触及土面时,才开动转轴旋动钻杆,边钻边进边出土。当钻到预定深度后,必须在原深处进行空钻清土,然后停钻提起钻杆。桩孔钻成清孔后,应尽快吊放钢筋,灌注混凝土不要隔夜,灌注混凝土时应分层进行。
1.2 大直径钻孔扩底灌注桩施工工艺:场地平整放桩位线钻孔机就位机械钻直孔人工清直孔及扩孔扩孔清底检查放钢筋笼灌注混凝土。
大直径钻孔灌注桩一般是指桩身直径大于700mm,用机械或人工成孔,在孔内灌注混凝土而成的桩,如果桩底部再进行扩大,则称大直径钻孔扩底灌注桩。
2 钻孔灌注桩施工要点
在钻孔灌注桩的施工技术中,最重要的施工要点就是要控制孔的形成质量以及桩的形成质量,这是保证钻孔灌注桩施工质量的关键。笔者通过对钻孔灌注桩技术的深入研究以及多年的实际工作经验,总结出以下几点钻孔灌注桩的施工技术要点,现在这里列出,以供同行参考借鉴。
2.1 成孔的垂直度。由于混凝土是直接向孔内灌注的,因此钻孔灌注桩的状态主要是由孔的形成状态决定的。成孔的垂直度也就决定着桩的垂直度,而垂直度又是保证地基荷载能力的关键因素,因此在施工中必须严格控制成孔的垂直度。这就要求施工人员和技术人员在钻孔过程中加大对成空垂直度的检测力度,随时注意钻杆的垂直度,当发现钻杆倾斜时,要及时校正,保持钻杆的垂直度始终控制在技术要求的范围内。
2.2 确保桩位、桩顶标高和成孔深度。在进行钻孔灌注桩的具体操作施工之前,要首先经过严格的计算与测量,确定桩位以及开始钻孔的具置,在确定具置后要时刻检验钻孔中心与桩位的中心线是否重合,偏差范围是否在技术要求范围之内,以确保桩位的准确性。另外,由于钻孔过程中会带有大量的泥浆土体出来,会使得地坪上原有固定的标高发生变化,这时候若但以桩顶标高为成空深度的指标,就会有很大的误差存在。为此,除了原有的标高以及成孔深度的控制技术措施以外,还要在桩架安装固定以后,做好桩架的总长度记录,以便技术人员根据钻杆来检验成孔的深度。
另外,钻杆所反映出的成孔深度并不能完全确定真正的成孔深度,因为在清孔中若操作方法不当或泥浆比重没有掌握好就很有可能引发坍孔或沉渣过厚的现象,这对于二次清孔是非常不利的。因此,在钻孔机械完成钻孔后要采用其他的检测技术措施来复测成孔的深度。
2.3 钻孔的孔径。钻孔的孔径大小也是关系着钻孔灌注桩质量优劣的主要因素,而在土质层为粘性土或粉土的建筑施工中,常常会出现缩孔现象,严重影响着成孔的质量。由于孔径小于规范要求,桩的截面缩小,承载能力降低,实际上是降低了桩的安全系数。另外软弱土层一般都在地层上部,缩颈现象也发生在此段,而桩的内力也是上段大,容易造成桩身抗压强度不够而破坏。由于孔径达不到要求,导致钢筋笼无保护层,桩的抗压弯能力消弱或丧失。
2.4 孔内的泥浆。在钻孔灌柱桩的施工中,若泥浆质量差,就形成不了护壁泥膜或形成的泥皮粘附力差,易于脱落,导致孔壁稳定性差。另外,泥浆比重过大,使得砼水下灌注阻力增大,降低砼的流动半径,使砼骨料大部分堆积在桩芯部位,而钢筋笼外几乎无骨料,不仅桩身质量不好而且桩的侧摩阻力也难以发挥。故对泥浆质量的管理决不是个小问题,一定要严格要求施工单位按规范要求严格控制。
2.5 成桩质量的控制。除了要控制成孔质量,还需要加强对成桩质量的控制,这也是钻孔灌注桩质量的最关键的施工步骤。在具体的建筑施工过程中,主要需要严格控制混凝土质量、灌注混凝土时的施工技术控制,以保证成桩的质量。
1)为确保成桩质量,要严格检查验收进场原材料的质保书,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,严禁用于混凝土灌注桩。2)钻孔灌注水下混凝土的施工中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,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,为使每根桩的配合比都能正确无误,在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性,严格计量和测试管理,并及时填入原始记录和制作试件。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。在施工过程中,要控制好灌注工艺和操作,抽动导管使混凝土面上升的力度要适中,保证有程序的拔管和连续灌注,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。
3 关于钻孔灌注桩技术的几点建议
钻孔灌注桩的质量关系着建筑地基工程的质量,也是影响建筑物安全稳定的重要因素,为此,必须加强对钻孔灌注桩技术的施工质量控制,在施工中,除了要严格控制孔的形成质量以及桩的质量以外,还需要注意以下几点技术控制要点:
3.1 对施工单位钻孔设备钻头的切削性能、泥浆的处理设备等与施工效率和质量有关的机具、仪器等都应进行检查。
3.2 不同的施工方法其效率和质量有很大的差异,施工时应从施工方法着手进行预先控制。
中图分类号: TU473 文献标识码: A
混凝土灌注桩从验收规范看十分简单,无非是地基承载力的鉴定、钢筋笼的检查与桩砼质量的判定,但由于地下工程不可见的因素很多,因此判定起来较难准确把握。依据本人多年工作经验从桩的施工方法、施工工艺流程及混凝土灌注桩质量检测控制等问题进行判析。
一、工程概况
河南省临淮岗淹没影响处理工程位于河南省信阳市固始县沿淮地区,包括淮河干流王家坝以下、支流史灌河、泉河下游的圩区、洼地。淹没影响总面积306km2,其中淹没区140km2,影响166km2。淹没区为陈族湾、大港口、蚌山、汤岗、王楼圩区和淮河、史灌河河道及滩地;影响为史灌河下游沿岸的大桥、徐集、李老集、贾庙、堰沟5个圩区。主要工程项目有堤防退建、新建排涝闸站及公路桥生产桥等。其中泉河公路桥为汽车—20级预应力空心板公路桥,设计全长447.4m,其中主桥长220m,两端引道长各为113.7m米,工程量总计约3.94万m3。马家河公路桥为汽车—10级砼空心板公路桥,设计全长186m,其中主桥长30m ,两端引道总长为156m ,工程量总计约1.27万m3。潘家沟公路桥为汽车—10级空心板公路桥,设计全长126.4m ,其中主桥长40m ,两端引道总长为86.4m ,工程量总计0.25万m3 。
二、混凝土灌注桩施工方法
根据地质资料知钻孔灌注桩周围内为低液限粘土和含细颗粒砂,设计桩孔径为140cm和100cm,桩长25m、26m、16m、17m四种,故选用GPS-15型反循环回转钻钻孔,配φ1400和φ1000两种圆笼鱼尾钻头。
三、混凝土灌注桩施工质量控制
混凝土灌注桩施工具有隐蔽性、连续性,对其施工质量控制应有计划,要通过各种途径认真了解施工设备、技术措施、管理和组织等方面的情况,研究工程的特点,包括气候与地质情况、设计要求及工程质量控制的重点、难点等,根据工程地质情况,确定混凝土灌注桩施工参数,对施工工序进行重点控制。
1桩基施工工艺流程控制
1.1桩位控制
桩位控制包括:放设的桩位、标高是否符合设计与规范要求,保证放线正确;护筒埋设是否对中、平整、稳定;桩机的定位一定要准确,保证钻杆或桩捶垂直与桩位的精度,固定好桩机的底盘是否平整、稳固;造孔过程中要按照设计与规范要求经常检查桩机的垂直度及桩的偏位情况,当发现偏斜时应及时纠偏,当纠偏无效时应回填重做。
1.2钻孔
钻孔可采用平行顺次施工方法。钻孔开始后,分班连续作业,一次成孔。在钻孔过程中由专人定时进行钻孔记录,分析进尺速度和反渣,随时观察地层情况变化,采取渣样,判断土层。选用优质粘土,可以掺入膨润土粉提高泥浆的粘度和胶体率,护筒内泥浆顶面保持高出筒外水位1.5m以上,做好泥浆回收净化,循环使用工作。为防止振动使邻孔壁坍塌以及影响邻孔已浇筑砼凝固,采用隔孔跳打法进行施工。
1.3清孔
采用抽浆清孔法清孔。当钻孔达到要求深度及检查合格后,立即进行清孔,清孔机械采用真孔吸泥机。清孔时应把泥渣清理干净,孔内排出的泥浆密度控制在1.3g/cm3以下,粘度不大于28g,含砂量不大于4%。复核桩位、标高,孔的中心位置偏差控制在50mm以内,孔径不小于设计桩径,倾斜度小于1%。在放钢筋笼和导管后再清一次孔,二次清孔确保孔内的沉渣厚度及各项技术指标满足技术规范要求。
1.4钢筋笼的制作与安装
1.4.1钢筋笼制作
灌注桩桩长为17~25m,钢筋笼制作长度不超过8000mm,制作在施工现场分段进行,钢筋笼的连接采用搭焊成整体。钢筋笼的绑扎采用支架成型法,先将钢筋笼骨架主筋间距布置好,待固定住架立筋后,再按规定的间距绑扎箍筋,螺旋筋同主筋点焊。钢筋笼在制作过程中,主要控制钢筋笼的顺直,主筋接头面按规范错开设置。
1.4.2钢筋笼安装
钢筋笼安装的吊装采用汽车起重机吊,为保证钢筋笼起吊时不变形,将钢筋笼逐段吊入孔内并接长,吊装前应进行垂直校正,放入时要对准孔位垂直缓缓地放入孔内,避免碰撞孔壁。
2 混凝土浇注
2.1混凝土配合比设计
灌注桩混凝土浇注为水下灌注,混凝土的配合比设计,除要满足设计强度要求外,还要满足导管浇注的特殊要求,要和易性好、流动性大、初凝时间长,应考虑水下灌注对混凝土强度的影响。因此,坍落度一般控制在18~22cm,粗骨料的最大粒径为32cm,细骨料选用级配良好的中粗砂。为增强混凝土的和易性和延缓混凝土的初凝时间,通过试验在混凝土的配合经中掺一定量的外加剂,并使每立方米混凝土的水泥用量不少于360kg/m3。进行其配合比设计时配制比设计强度提高5MPa,水灰比应小于0.6,含砂率控制在40~50%,初凝时间控制在6h左右。根据上述要求,经过对比试验,比较设计出灌注桩混凝土施工配合比。
2.2水下混凝土灌注
砼浇筑采用直升导管法,分班连续作业,砼按设计要求用拌合机拌制,人工手推车水平运输,搭设临时平台。清孔合格后,立即下设钢筋笼、导管,之后将导管提离孔底10~15cm,固定好,将隔离球放入导管内,装上漏斗,手推车推砼经临时平台倒入漏斗,下入导管,将导管提高20~30cm,放出隔离球,并不断灌入砼。在浇筑过程中,专人定时测量混凝土的浇筑高度,控制砼均匀上升,逐渐拆除导管,并控制导管始终埋入砼内,其深度不小于1m。浇筑至桩顶时,高出设计顶面0.5~1米,在砼初凝后和终凝前,凿去此部分砼,达到设计高程,进入下一循环。凿除时须防止损坏桩身。桩基灌注完毕后,应及时扳出护筒。
四、混凝土灌注桩质量检测控制
1取样检测
在浇灌每条灌注桩时,留取两组试块样进行试验检测,以检测桩身混凝土强度等级。
2低应变动力(反射波)法检测
凿除被检测桩桩顶浮浆,露出密实的桩头,平整桩顶,采用低应变动力法对达到养护龄期的灌注桩进行100%检测。
3预埋管超声波法检测
在每条灌注桩内均埋设3支PVC管,管内径为50~60mm,管应下至桩底,管底端用PVC螺纹堵塞封闭,管与管之间用PVC管接,预埋管成等边三角形分布,且绑扎在钢筋笼的内侧,绑扎间距约80cm,同时要求管与管之间平行。采用预埋管超声波法对达到养护龄期的灌注桩进行100%检测。
五、结束语
总之,混凝土灌注桩施工,要掌握现场施工实际情况与工艺情况、准确的现场施工记录,并了解施工人员技术素质,方可比较准确判定砼灌注桩施工质量。综上所述,砼桩质量的关键环节在于施工方法是否可行,施工工艺是否合理,掌握桩缺陷的防治措施。这样才能对混凝土灌注桩施工质量进行控制,达到设计的要求。
参考文献:
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中华人民共和国建设部 中国建筑科学研究院联合 北京 中国建筑工业出版社 1995。
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中华人民共和国建设部 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 联合北京 中国建筑工业出版社 2001。
1 钻孔灌注桩工序控制内容
灌注桩在市政和公路工程中应用非常广泛,施工技术和工艺也比较成熟,尤其在一些特殊规格(大直径、超长和斜桩)和特殊环境(软弱地质、碎石层、嵌岩和海上)的施工中表现较为明显。虽然灌注桩施工队分布较广、钻孔机具类型也很齐全,但在很多灌注桩工程中,几乎都存在这样的问题:技术准备不充分、质量要点控制不严格和施工人员专业素质较低等。这些问题导致施工与监理管控被动、困难和隐患频频发生。为加强灌注桩工程中施工与监理的能动性、促进其标准化并有效地防治质量问题,必须对灌注桩质量控制要点实际、准确和严格地把握。
1.1 工艺流程
1.2 工序说明
1.2.1 工前准备
首先组织图纸会审和进行施工组织设计/方案(专项方案)验收;然后施工方和监理方组织各自交底等准备工作;严格、切实对"人、材、机"进行检验。
1.2.2 桩位放样和护筒埋设
桩位放样前须按设计要求进行桩位划分、校核和验收,现场桩位放样要复测,护筒埋设须检查,埋设完成后检验桩位与护筒中心的偏差。如果护筒发生扰动,必须采取加固措施并复验。
1.2.3 钻进成孔和一次清孔
钻孔过程须对孔位、垂直度、泥浆指标等进行检测,成孔后检验孔深、孔径、泥浆指标和沉渣厚等。对不符合要求的进行一次清孔或扫孔,检验合格后须对孔位周边进行清理和布置,保证钢筋笼安放平台和排浆通道不影响正常施工。
1.2.4 钢筋笼吊放
钢筋笼(包括保护层、预埋件和吊筋设置)验收合格后,其存放、运输和吊放过程不得发生质量问题,否则整改复验。起吊前要进行全面安全检查,安放过程对对钢筋笼连接进行验收,安放完成后对笼顶标高、钢筋笼位置和沉渣厚度进行检验。
1.2.5导管安装和二次清孔
导管安装过程保持导管与钢筋笼的间距,防止拔管时与钢筋笼接触,导管安装完成后复验沉渣厚、泥浆指标,不符合要求的须进行二次清孔后复验,并且对导管底距孔底的距离和隔水装置的设置检验合格,否则不得灌注混凝土。
1.2.6 混凝土灌注
混凝土灌注前检测混凝土塌落度等,灌注过程必须连续,拔管前要量测混凝土上升高度,保证导管埋深符合要求,灌注完成后须检验混凝土超灌高度符合要求。
1.3 检验要求
过程检查是质量控制的关键:施工过程按要求抽样检测,根据实际情况增加检验频次;在钢筋加工和成孔的施工过程中进行检查,对不符合要求的实时进行整改,同时对后续施工形成预控;强化钢筋笼吊放与混凝土灌注工序的全程检查和旁站,对发生问题实时解决。
2 钻孔灌注桩质量控制要点
2.1 施工方案
灌注桩施工必须方案先行,方案内容切合工程实际,工艺技术、检验标准和保证措施等必须明确,关于钢筋笼吊装,结合实际按要求编制专项方案,并严格进行审批。使得交底和施工都有有效的技术指导。
2.2 混凝土质量
2.2.1 混凝土配合比
按设计和规范要求进行混凝土配合比试验、氯离子总含量检验、原材见证检测和平行检测,重点检验水泥含量、水胶比、粗细骨料质量指标、掺合料和外加剂的规格、数量等是否符合要求。此外,如果输送距离较远,为保证混凝土在初凝前完成灌注,可结合设计添加缓凝剂。
2.2.2 混凝土拌合
对混凝土拌合须按要求检查实际配合比以及原材等是否符合要求;对混凝土到达现场后塌落度过小须进行调制的情况,必须有可靠的技术进行预控(上报文件经监理审核),否则不得使用,尤其对HPC应加强质量控制和检验。
2.3 钢筋加工
很多项目中存在专门制作钢筋连接试件的问题,这样检测不具有代表性,这不止是施工和监理方责任裸的缺失,更是质量的严重失控和资源的巨大浪费,对此应制定有效的试验检验制度,形成互相监督机制,保证试验的实时性、代表性。
2.3.1 钢筋连接
根据《钢筋焊接及验收规程》JGJ18检验焊接质量,尤其须重点检查搭接焊接头钢筋的同轴受力情况和根据不同条件按规定选择闪光对焊、预热闪光对焊或闪光-预热闪光焊工艺方法。主筋与加强箍筋连接宜采用电阻点焊,主筋与螺旋箍筋连接宜采用绑扎并间隔点焊固定或直接采用电阻点焊。对出现异常现象或焊接缺陷时应查找原因、采取措施并及时消除。
2.4护筒埋设
按规范检验护筒制作和护筒埋设;此外,应重点研究因特殊情况须采用护筒跟进工艺时对护筒垂直度控制的措施;另一方面对护筒长度的确定必须重点结合土质、桩顶标高与护筒底高的关系,防止护筒底局部塌孔等情况引起桩头混凝土夹泥等质量缺陷。
2.5 泥浆循环
对于地质情况较差、成孔时间较长和大直径超长灌注桩施工须设置规范的泥浆循环系统并采用膨润土造浆,对有碎石层、漏浆严重情况的可采用黏土、水泥和纤维等,防止泥浆渗漏。保持泥浆池内泥浆循环、指标调整、及时清理并对劣质泥浆废弃,孔内泥浆循环同"2.7清孔排渣"要求,保证泥浆良好的护壁性能和混凝土灌注质量。
2.6 成孔质量控制
钻孔过程中应结合钻孔机具对垂直度进行控制,观察挖出土质,如与勘察报告不符时须上报设计方,由设计方确定成孔参数;如发生塌孔等质量问题时,应及时上报并采取合理措施;成孔后按要求自检孔深、孔径、垂直度等、严格验收和进行第三方检测。
2.7钢筋笼安装
除规范要求外,安装过程发生塌孔口塌孔时,须提出钢筋笼,重新进行护筒埋设和成孔工序,如塌孔严重时,按"2.6成孔质量控制"进行。
2.8混凝土灌注
首先灌注前各工序必须检验合格;然后首灌须快速、连续进行,实测混凝土上升高度控制导管埋深和混凝土灌注方量,控制灌注速度和管底标高防止钢筋笼上浮,最后采用测杆触测混凝土超灌高度;此外,应重点控制在初凝前完成灌注。
2.9 桩头凿除
桩头凿除前,应采取合理措施,防止凿除时对桩顶完整性造成破坏,如果桩顶以下混凝土有结构缺陷或钢筋保护层不足,须采取合理措施进行修补,以保证与上部结构衔接的整体性。
2.10 基桩检测
严格按设计要求、相关规范和检验标准进行检测和检验。
3 结语
本文所述钻孔灌注桩施工控制流程和质量控制要点明确并阐述了灌注桩工程施工与监理的主要工序和其中的关键。但对于特种钻孔灌注桩还应结合工程实际和以下要求进行质量控制。
参考文献:
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所谓的钻孔灌注桩就是指在桥梁施工的现场,通过人力挖掘、钢管挤土以及机械钻孔等等技术手段来在地基土里面形成一个桩孔,并且在桩孔里面将灌注混凝土以及钢筋笼放置进而形成桩,根据成孔方法存在的不同,我们又把灌注桩分成挖孔灌注桩、钻孔灌注桩以及沉管灌注桩等等几种类型,钻孔灌注桩就是按照成桩的方式方法不同而定义成为的一种桩型。下面,笔者就对桥梁施工中的深水钻孔灌注桩进行研究。
1 桥梁施工企业结合自身发展战略进行深水钻孔灌注桩技术的选择
在桥梁施工过程中实施深水钻孔灌注桩往往具有几方面特点:和沉入桩里面的锤击法相互比较,钻孔灌注桩在施工过程中的振动以及噪音要小得多;和那些预制桩相比较,钻孔灌注桩的能建造比要比其直径大的多;钻孔灌注桩在各种地基上面都能够使用;桥梁施工质量的高低对于桩承载力具有很大的影响;由于混凝土是在泥水里面进行灌注的,所以我们很难对混凝土的质量进行控制。桥梁施工企业的深水钻孔灌注桩技术选择工作主要是为了桥梁施工工程能够实现自身的发展战略和深水钻孔灌注桩技术选择的目标而采取的一种整体行动的规划,如果一个桥梁施工工程深水钻孔灌注桩技术选择没有战略意识,那么,一定会导致桥梁施工企业短期行为,使其很容易就偏离了正确方向和目标,最终使桥梁施工企业将自己在市场竞争过程中的优势丢失,所以,要求桥梁施工企业在自身进行深水钻孔灌注桩技术选择的过程中,不仅要对当前桥梁施工工程实际的状况进行考虑,更加要对桥梁施工工程长期的发展战略规划充分的考虑,并且要求桥梁施工工程的深水钻孔灌注桩技术选择工作必须要围绕着桥梁施工工程自身发展的战略控制、实施以及制定实现,最终使桥梁施工工程的深水钻孔灌注桩技术选择能够起到对各个部门目标协调向桥梁施工工程的长期战略目标靠拢重要的作用,只有把桥梁施工工程的深水钻孔灌注桩技术定于在桥梁施工工程的发展战略目标以上,才能够使得桥梁施工工程的深水钻孔灌注桩技术能够体现出一个真正生命力。
2 桥梁施工中深水钻孔灌注桩技术必须要建立起使用质量系统
进行使用质量系统的构建要求我们能够将计算机技术以及网络技术进行充分的利用,这样能够对现代已有的模型来进行改造,用事件的驱动模式来将顺序化处理的模式进行代替。我们能够在计算机中储存一些原始性的信息,信息的使用人员只要将自己所需要信息来按照使用的不同动机来分为不同若干的事件,并且为每一种事件来进行过程程序的设计,在决策人员需要某些信息的时候,主要根据不同的信息控制的要求,进行相应过程程序的驱动就能够很好的为决策人员提供与之相对应的使用质量。
3 桥梁施工中深水钻孔灌注桩技术要求对实施规定严格执行
无规矩不成方圆的道理大家都已经熟知,桥梁施工深水钻孔灌注桩技术工作的实施必须要遵循这一个重要的原则,要求我们根据桥梁施工深水钻孔灌注桩技术实施合同的文件和标准进行严格的执行,并且要按照桥梁施工深水钻孔灌注桩施工技术规范进行施工,想要保证桥梁施工深水钻孔灌注桩技术实施的质量,要求我们必须要认真,科学的进行施工管理,规范桥梁施工深水钻孔灌注桩施工技术,严格控制桥梁施工深水钻孔灌注桩的施工质量,任何一个桥梁施工深水钻孔灌注桩技术在实施之前都必须要进行认真、全面的调查,制定出一份详细的桥梁施工深水钻孔灌注桩施工设计方案,在做好相关的审查工作以后,再进行桥梁施工深水钻孔灌注桩的施工,在施工的过程中,必须要拥有一个很高的标准和要求,根据相关的桥梁施工深水钻孔灌注桩技术实施设计标准来进行施工,不能够不经过相关人员的同意就对桥梁施工深水钻孔灌注桩技术实施设计方案进行更改。
4 结语:
我们究竟如何才能够保证桥梁施工深水钻孔灌注桩技术实施的质量这是一个值得我们深思的问题,在日常的实际操作过程中,需要我们注意很多方面,想要保证桥梁施工深水钻孔灌注桩施工能够顺利开展,起到其自身应该有的作用,要求我们必须要拥有高度社会的责任感,并且要对桥梁施工这一个事业高度热爱,在日常工作中要深入到桥梁施工深水钻孔灌注桩的施工现场之中去,严格的按照相关的法律法规来进行每一个环节的工作。
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1 概述
随着市政工程建设的不断发展,桩基在桥梁工程中得到越来越广泛的应用,其中钻孔灌注桩因其承载力高、稳定性好、沉降均匀且沉降量小、施工噪声低等优点,被广泛应用在各类桥梁工程建设中。钻孔灌注柱是采用不同的钻孔方法,在地层中按要求形成一定形状断面的井孔,达到设计标高后,将钢筋骨架吊入井孔中,再灌注混凝土(有地下水时灌注水下混凝土),成为桩基础的一种工艺[1-2]。
2 钻孔灌注桩的施工流程
钻孔灌注桩的施工过程大致可分为以下三个阶段:(1)成孔阶
段;(2)清孔阶段;(3)水下灌注混凝土阶段。施工工艺流程如下:场地整平测量定位埋置护筒桩机就位成孔提升钻头一次清孔检查钻孔制作、吊放钢筋笼放入导管二次清孔灌注水下混凝土拔出导管、护筒。为确保钻孔桩的施工质量满足设计要求,施工时须严格按照钻孔桩施工规范进行标准化操作,并应加强质量管理。
3 钻孔灌注桩的质量影响因素
根据《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ 2-2008)与《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)等相关规定,结合以往市政桥梁项目的设计及现场服务施工的经验教训,初步归纳出以下八个钻孔灌注桩的质量影响因素:
(1)钻孔桩的垂直度:根据规范要求,钻孔灌注桩成孔的垂直倾斜度不得超过1%。
(2)钻孔的深度:孔深是直接影响钻孔灌注桩承载力大小的决定性条件。
(3)钻孔的直径:钻孔的直径将直接影响桩的截面面积与成孔的大小,进而影响钻孔桩的承载力与钢筋笼保护层厚度,因而影响钻孔桩的质量。
(4)泥浆:孔壁稳定的关键取决于泥浆的粘度,影响桩侧摩阻力大小的关键取决于泥浆的比重。
(5)桩底沉渣:钻孔灌注桩承载力的大小与桩底沉渣的多少密不可分。对于端承型钻孔灌注桩,规范规定桩底沉渣厚度≤100mm;摩擦型钻孔灌注桩,规范规定桩底沉渣厚度≤300mm。
(6)制作与吊装钢筋笼:钢筋笼是钻孔灌注桩的主体,其质量直接影响钻孔灌注桩的承载力。
(7)灌注混凝土:灌注混凝土是钻孔桩施工过程中极其关键的一道工序,灌注混凝土质量将直接影响成桩的质量。
(8)桩头质量:桩头的质量,主要取决于最后一次灌注混凝土的量,为保证桩头的质量,规范规定最后一次灌注混凝土的量必须高于设计标高50mm~100mm。
4 钻孔灌注桩的质量控制
4.1 施工机具的选择
选取钻孔桩施工机具时,应根据地质情况、设计桩长、桩径以及施工条件同时兼顾施工工期、经济成本等对工程的影响综合选择,可根据以下四个方面进行选取:
(1)根据工程项目所处的地质水文条件,选取合适的钻机功率和类型,以保证钻机扭矩足够大,成桩过程顺利无阻。
(2)不应选取较小的钻杆直径,以避免当钻杆在承受压力时容易产生弯曲变形,进而造成孔壁不垂直;且钻孔太窄不满足设计要求,也会导致桩底残余大量的沉渣,难以保证成桩的质量。
(3)为保证钻孔符合设计要求,规范要求钻头的直径应比设计的桩径小50~60mm,钻头锥尖的角度≥120°,且均匀对称无出厂缺陷。
(4)导管的直径,应根据桩体的容积与规范来合理选取。一般应使导管的外径不小于钢筋笼直径的0.1m,灌注混凝土时,要保证导管距浇筑面大约0.5m,并保证导管接头严密。
4.2 桩机就位
痘安装定位的原则,一是确定钻桩位在工程场地平面的准确位置,二是确保钻孔垂直以满足设计要求。钻孔桩施工前,必须作好施工场地整平和“三通一路”就绪,其次应建立测量的平面控制网和高程控制网,然后利用经纬仪或者全站仪准确确定出施工桩位在平面中的位置,并对桩位进行复核,以保证精准偏差在可控范围内。
4.3 泥浆制备与使用
泥浆对孔壁的稳定性非常重要,控制泥浆在合理范围内可以有效地防止孔壁坍塌,还可以为机具的和冷却提供便利。泥浆最重要的三大指标是比重、粘度与砂率[3],因此,要想制备满足成孔所需要的泥浆,必须使其三大指标在合理的范围内,即应将泥浆比重控制在1.0~1.15的范围内,泥浆粘度为18~22s,泥浆的砂率≤4%。制备泥浆的材料包含水、粘土(或膨润土)和添加剂等,然后按照适当的比例混合制备而成。
4.4 钻进过程控制
(1)把握稳中求快的基本原则,避免孔壁坍塌等事故。
(2)根据地层的位置与钻进速度,调整钻进过程中的泥浆循环量,从而控制进尺速度与泥浆的粘度比重。
(3)在钻进的过程中,要及时排渣、提钻、除土,以保证泥浆比重和粘度在合理的范围内。
(4)终孔阶段,必须复检钻孔的直径、钻孔的深度、孔壁的倾斜度等,满足终孔要求后,方可进行终孔。
4.5 清孔
(1)清孔的目的首先使孔底、孔壁干净无沉渣,进而使灌注的混凝土与孔壁岩土体完美接合,是确保成桩质量的关键步骤。
(2)当钻孔达到设计标高后,应对孔径、孔深、孔位、垂直度等进行检查,确认钻孔合格后,应立即进行清孔工作。
(3)清孔应满足以下标准:孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3m
m颗粒,泥浆比重≤1.1,含砂率小于2%,黏度17~20s,严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。
(4)待清孔达到设计标准后,应尽快吊装下沉钢筋笼,并同时进行水下灌注混凝土。在浇注混凝土之前,应采用射水或射风的方式对桩底或桩壁进行3~5min的沉淀物清除,其目的为将孔底的沉渣翻动上浮,以保证成桩质量无缺选,射水或射风压力不应大于0.05Mpa。
4.6 钢筋笼
(1)钢筋笼在钻孔桩中主要承受拉应力,规范中明确指出,必须选用热扎型钢筋制作钻孔桩的钢筋笼。
(2)钢筋原材料的出入场合格证明,是保障钢材质量的先决性条件,规范对钢材强度、规格质量、箍筋间距、焊接点搭接长度、焊条质量等,均有严格的控制要求。
(3)在制作钢筋笼时,必须严格遵循设计要求,主筋的位置用钢筋定位支架控制等分距离,钢筋的接头必须设置在弯矩或者剪力为零处。
(4)为保证钢筋笼的最小保护层厚度满足设计要求,钻杆的直径与钻头的质量必须符合相关规范要求,主要为制作钢筋笼的主筋的长度不应大于9m,超过时要将钢筋在受力较小处截断。
(5)钢筋在起吊、运输、下沉的过程中,要防止其l生较大变形;在灌注混凝土时,要保证混凝土浇注面的标高与导管的埋置深度,严禁因浮笼问题将导管拨出混凝土面。
4.7 水下灌注混凝土
水下灌注混凝土是采用竖直的导管、利用混凝土自重、在水下进行灌注混凝土的施工工艺,其所用的各种材料(包括水泥、砂子、石子、水与外加剂等)除符合相应规范规定外,一般还应符合下述要求:
(1)混凝土的初凝时间:为保证水下灌注混凝土的质量满足设计要求,应确保灌注混凝土的初凝时间大于或等于设计混凝土初凝时间的2倍。
(2)混凝土的工作性:水下灌注混凝土要求混凝土具有良好的流动性,含砂率控制在40~50%之间,宜选用≤38mm的卵石作为粗骨料,水灰比应控制在0.4~0.6范围内,塌落度在18cm-20cm范围内,并可在混凝土中掺入缓凝、塑化等外加剂。
(3)在水下灌注混凝土前,必须检查钢筋笼与钻孔的中心位置是否准确,桩底沉渣的厚度与泥浆的三大指标等是否满足设计要求,在灌注第一次混凝土之前,应先配制0.1~0.3m3水泥砂浆,并放入灌注混凝土的导管与漏斗中。
(4)埋管的深度一般应根据灌注混凝土的速率控制在2~6m的
范围之内,当观察到泥浆不再从钻孔内冒出时,应立即将导管缓慢提升0.5~1.0m,然后再进行水下灌注混凝土。
(5)为确保灌注桩顶质量,应控制最后一次灌注混凝土的方量,使其灌注量高于桩顶设计标高不小于500mm,桩顶混凝土强度达到设计强度的70%时,将其浮浆面凿除。
5 结束语
钻孔灌注桩是市政桥梁桩基施工中的重要环节,其质量对工程稳定性有直接影响,因此,在钻孔桩的整个施工过程中,必须严格遵照相关施工规范要求,并确保各类施工材料符合相应质量要求;为保证钻孔桩的施工质量,必须加强现场管理人员的责任心,以防为主,以控为纲,对桩基的各个施工环节要充分重视,并精心施工,以避免各类施工质量事故。
参考文献
在建筑施工中,钻孔灌注桩技术以其自身独特优势在我国过程中得到了广泛的应用。在建筑的建设中,桩基是否稳固关系到整个建筑的安全性能和结构安全。因此,随着桩施工技术的不断发展,钻孔灌注桩有着重要的影响,结合施工企业和相关技术人员的多年实践经验,分析这种技术在目前的应用现状,分析其优点、缺点和应采取的防范措施。
1.钻孔灌注桩技术的应用现状
我国的钻孔灌注桩技术在建筑行业的运用虽然起步较晚,但也经过多年的经验积累,也有了自己的一套操作方法。在我国的钻孔灌注桩技术施工技术应用文献收集中可以看出,我国的这种技术受早期经验不足影响,使其质量控制以及技术管理存在着很多不足。随着经验的积累以及工程量 的不断加大,我国的钻孔灌注桩技术日益成熟,对相关的控制要点以及技术难点有了新的认识。
2.钻孔灌注桩技术的工艺流程和优点
钻孔灌注桩的应用已经有多年历史,虽然起步比较晚,但是我国在此积累了丰富的经验。通过数年的实践论证,证实这种技术在提高基底承载力确实有显著的效果和很大的经济效益,这些都将进一步推进建筑业的健康发展。
钻孔灌注桩技术的流程图
钻孔灌注桩技术优点:
(1)钻孔灌注桩技术主要对土体有一个很好的渗透、劈裂和压密作用。
通常作用下,这种技术土体的作用三者是相互关联的,只是在不同的情况下,表现的不同,不过无论哪些情况都对土体起到很好的稳固作用。当压浆压力较小时土体渗透作用性不同,而具有较大的压缩性时,浆液以压密作用为主。但是不管哪种作用它们都对稳固具有重要作用,在施工中可根据具体环境和地质条件适当添加或减少某些成分。在具体施工时扬长避短,合理三者的关系。
(2)钻孔灌注桩技术有良好的经济效益。
相对于传统的技术工艺,钻孔灌注桩现代的工艺对各种地质环境都有很好的适应能力,并且在具体施工中操作方便,简单易行。很大的简化了工艺流程,也在一定程度上降低了施工难度,加快了施工进度,减少了工程造价,具有很好的社会效益和经济效益,在适合的情况下,应大力推广使用钻孔灌注桩技术。
3.在应用过程中存在的缺陷
钻孔灌注桩技术虽然应用于当前的建筑施工很普遍,确实也省时省力,但在施工中存在着一些问题。
(1)孔口高程及钻孔深度误差,由于地质勘探完成后,将废弃物再次回填,计算孔口高程中疏忽引起的误差;在施工场地在施工过程中废渣引起的误差,所以在基础桩施工前要测量护筒顶高程,孔深的测量主要采取丈量钻杆的方法。同时还要考虑在施工中常用的测绳遇水后缩短的问题,为提高测绳的测量精度,在使用前要预湿后重新标定,在使用过程中经常复核。
(2)钻孔垂直度不符合规范要求,钻孔的垂直偏差应不小于1%桩长,并且不大于50厘米,垂直度若达不到要求的话,很容易卡钻头和成孔后容易脱落。造成钻孔不垂直的原因不符合规范要求的主要原因:场地平整度和密度差,钻机安装不平整或钻机过程中发生不均匀沉降,导致钻孔偏斜;钻头磨损不一,钻头受力不均,造成钻头偏离方向;钻进遇到软硬土层交界的地方或斜岩面时,钻头过高钻头受力不均,造成钻头偏离方向。
(3)钻孔塌孔与缩经,出灌时埋管时深度达不到规范值,灌注时导管被堵塞,或是钢筋上浮。塌孔主要是因为地层复杂,钻孔时各孔互相影响,钻进进尺过快,护壁泥浆性能差,成孔后放置时间过长没有灌注等原因造成。缩经主要是孔周围土的压力大于孔内的泥浆的压力使孔壁向孔内挤压造成的。此外,在施工过程中,还会出现初次灌注时埋管时深度不到规范值,灌注导管被堵塞,钢筋上浮,这些因素都是因为技术人员操作时粗心大意,对相关的施工技术参数了解的不到位,管理人员在交代工程中,没有很好的说清楚,造成管理阶层和施工的技术人员脱节,所以在施工中要加强之间的联系,有效率的准确的操作,确保准确快速。
4.钻孔灌注桩应用时技术管理