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摘要:本文结合某工程实例,主要分析了钻孔灌注桩的施工工艺,总结了钻孔灌注桩施工的关键技术措施,可供类似工程参考。
关键词:高层建筑;钻孔灌注桩;施工技术;水下混凝土灌注
1、工程概况
该工程基地占地22761.7m2,本工程为一期工程。一期共建2幢18层住宅楼、一幢8层住宅楼、1座地下二层车库、一座一层垃圾压缩站。总建筑面积85738.2m2,地上建筑面积63046.33m2,地下建筑面积22691.87m2。设计严密的基坑围护体系,基坑围护采用地下连续墙及钻孔灌注桩,内部设三道支撑,确保基坑的安全,也确保了管线的相对安全。
2、钻孔灌注施工工艺及主要技术措施
2.1成桩工艺
图1-1GPS-10型钻机成桩工艺图
图1-2GPS-10型钻机立柱桩成桩工艺图
2.2测量定位
运用全站仪来进行测量和定位,在工程测量时,其基准点选在混凝土浇筑固定,并对其防护标志做好相应安装,避免因重物的碰撞或者车辆碾压而致使其出现移位现象,基准点在进行安装时,必须保证其在视线范围内不会出现物体变形,测设点均需要通过混凝土来实施有效的保护。在对桩位进行测定之前,首先应当对建筑物的基点进行复校,并进行测量闭合。
明确红线与基点之间的关系,保证其控制在误差范围内,再进行桩位的测定。在对桩位进行测量时,将其分为3次,在对护筒前进行挖埋处理时,需要进行1次测量,在实施护筒埋设处理之后,还需再次对护筒中心与桩位之间的偏差进行测量,保证控制在50mm范围内,并落实好相应的桩位标志,再采用水准仪来实现对护筒标高的测量,做好相应的测量记录,在钻机到位之后即可进行第3次的测量,同时对桩芯做好相应标记。
2.3埋设护筒
在工程桩设置相应的孔口护筒用于对孔口进行保护处理,针对上部杂填松散物进行隔离处理,避免孔口出现塌陷是非常重要的措施,同时也是控制定位,对基准点进行标高控制的关键。为此,每根工程樁在施工处理之前,必须做好护筒埋设处理,护筒必须选择比桩径大10cm的钢制护筒,埋入深度必须保证杂填土能够得到满足,以有效避免孔口塌陷为最佳,在护筒的外周间隙粘土进行回填处理,并将其充分捣实,进而更好的保证护筒具有较高的稳定性。
2.4钻机就位
当钻机在到位之后,对转盘的中心进行调整使其能够对准桩中心,且必须将偏差控制在15mm以内,保证转盘始终保持水平,并确保转盘、天平以及桩位的中心能够保持在一条直线上,此时即可将钻头放入,并与主钻杆连接,并与泥浆循环系统相互连接。
2.5成孔施工
2.5.1钻机连接
本项目所运用的钻机来进行正循环钻进成孔,该钻机从上方到下方分别运用的是水龙头、主动钻机、从动钻机、加重杆以及钻头。
2.5.2护壁
在形成钻孔之后,因受到地层覆盖压力的影响,必然会致使其自由面出现非常明显的变形。在对泥浆进行使用的过程中,若得当则能够对其产生的变形造成抑制。结合本工程岩土地质的性质,该工程土层必然会致使浆性能明显较差,在进行钻进处理期间,就必须对造浆就需要加强泥浆性能指标的控制,并保证地层侧压力能够维持平衡,从而更好的实现对孔壁塌陷、缩径的有效抑制。
2.5.3终孔确定
按照设计所提出的相关要求,本项目钻孔桩其桩底随之进入到了设计的持力层。在钻进即将接近孔洞的终点时,就必须结合地质的治疗来对孔口实现取样,在实施钻孔时,其深度应当与钻探资料逐渐接近,此后再联系监理对其实施验收,通过对界面深度进行明确之后,即可再次钻进,直至其达到了设计要求即可,最终经过监理的验收后即可确定终孔。
2.5.4清孔
在钻孔灌注桩的施工过程中,清孔可以说是非常重要的一道工序,在进行清孔处理的过程中,其质量的优劣可直接影响桩身质量、水下砼灌注施工以及承载力的大小。在进行清孔的过程中,主要采取正循环清孔,而为了达到更好的清孔效果,本项目实施了两次清孔处理,进而更好的保证在进行清孔之后沉渣能够达到设计要求标准,而在钻进将达到孔的深度之后,可对钻孔的速度进行控制,进而更好的保证土层的颗粒能够获得更多的水分,以便能够更加顺利实施清孔。在进行第一次的清孔处理时,在成孔结束之后不得提钻慢来转清孔,从而实现对该底层因素的合理考虑,在对其进行清理的过程中,在泥浆循环部位可相应的放置一个滤网,对砂砾进行过滤处理,才能够更好的保证其达到二次清孔质量,对泥浆替换孔中的钻屑以及泥浆进行替换处理,通常时间需保持在30min左右。在进行第二的清孔处理时,则必须在将导管和钢筋笼在实施后进行。
2.6钢筋笼制作及安放
所选择的钢筋都必须保证具备相应的质量证书,经由抽样复查来更好的检验钢筋的合格性。钢筋笼应当由持有电焊工上岗证以及专职钢筋工来负责,同时对钢筋搭焊质量进行抽样送检,抽样的数量应当为每300个焊接接头来实施试验。钢筋笼在进行制作的过程中,必须结合设计的要求来对其实施加劲成型的方法,且两者之间的间隔距离需要保持在2.0m之间,并且需要在其中增加一道加劲箍,确保钢筋笼的误差有效缩小,并且具有更好的直观效果。
为了能够更好的确保钢筋主筋不会出现露筋的情况,在钢筋上方每4米的间隔距离,需要设置相应的保护垫块。
在进行钢筋笼的放置之前,工程质检人员必须对其进行非常严格的检查,并联合监理进行验收,同时对隐蔽工程验收单以及相关质量记录进行填写。在进行起吊的安装处理过程中,必须确保钢筋笼呈现为垂直状态,不得出现变形,并且孔中心与钢筋笼的中心均能够保持在相同的直线上。钢筋笼标高控制,主要运用2支吊筋,吊筋的长度也应当结合笼顶标高以及孔口标高来做出相应的计算,在对钢筋笼的上部进行焊接,再对其实施悬挂固定处理。当钢筋笼逐渐进入到孔中之后,严禁出现过大冲击和高起高落的情况。 2.7竖向立柱桩上部井形钢构架的制作与安放
井形钢构架按设计图纸要求加工焊接,钢筋笼与井形钢构架的安放方法及注意事项如下:
钢筋笼与井形钢构架的安放标高,可由护筒口顶端处的标高来计算,安放时必须保证桩顶的设计标高,允许误差为±50mm。焊有井形钢构架的钢筋笼下放时,应对准孔位中心,一般采用正、反旋转慢慢地逐步下沉,防止碰撞,放至设计标高后应立即固定。井形钢构架吊装由QUY25汽车吊完成,钢筋笼与井形钢构架进行对接施焊时,应使钢筋笼和井形钢构架保持垂直状态,对接时应两边对称施焊。当提升导管时,必须防止井形钢构架被拔起。浇注混凝土时,必须采取措施,以便观察和测量井形钢构架可能产生的移动并及时加以处理。
2.8水下砼灌注
2.8.1清孔(第二次清孔)
根据设计要求第二次清孔采用正循环工艺清孔。清孔结束后,测量其孔底标高及孔底泥浆比重,孔底沉渣必须严格按设计要求控制,按照设计要求工程桩控制在50mm内,并测定孔底泥浆性能指标,通过监理验收合格后,方可做后续工作。如二次清孔完毕后砼开灌时间超过0.5小时,应对孔底沉渣厚度重新进行一次测定,如沉渣厚度超过规定要求,应再次进行清孔。
2.8.2砼灌注
本项目主要运用的是商品砼,在进行砼灌注施工之前,首先需要對砼运输车道路做好相应的铺设,在进行清孔处理之前,必须及时将一切砼灌注工作所需要的物件做好准备。结合孔的深度进行导管的配置,在导管的下口应当与孔底保持0.3-0.5m左右的距离,在对导管进行放置的过程中,必须保证桩孔中心以及导管中心均处于统一水平上。项目中混凝土均为商品混凝土,为了能够达到更好的砼初灌量,第一斗必须运用满斗来进行灌入,并且必须要保证其连续性。隔水栓需要运用球胆或者铁板,并且不得运用其他替代品或者砂包来替代。
水下混凝土坍落度为20±2cm,扩散度大于35cm,砂率不小于40%。导管埋深控制在2~6m之间,混凝土灌注速度不小于20m3/h,灌注时间不超过4小时。每根桩应及时做好试块及测量砼坍落度,试块每根桩做一组,坍落度不少于2次。灌注过程中要定时测量混凝土高度并做好记录。
为确保桩顶部位质量,保证导管有2m以上的埋深,应控制砼最后一次的灌注量,确保桩顶质量,桩顶超灌长度不小于设计要求。灌注完毕后及时回填桩孔。试块制作和养护:现场随机取样,每桩一组,采用150×150×150标准试模,按规定要求制作,隔日拆模和现场水中养护,定期送试验室,做好抗压强度的试验,并及时做好试验报告的统计评定工作。
3、检测桩基质量
本工程主要采用小动测的方式检测桩基质量,并根据规定要求进行取芯检测。本工程设置了两根准700mm的试桩来进行抗压静荷载试验,试验证明两根单桩竖向抗压极限承载力均超过了7000kN,达到了设计要求,静荷载试验检测结果如表2所示。
4、结语
在钻孔灌注桩施工中,做好了施工前准备工作,熟悉地质情况,可以保证工程建设顺利完成。在施工过程中,只有严格按照规范要求控制施工质量,取得了良好的施工效果,可供类似工程施工参考。
参考文献:
[1]《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012[S].
[2]《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012[S].
[3]《钻孔灌注桩施工规程》(DGTJ08-202-2007)[S].
关键词:高层建筑;钻孔灌注桩;施工技术;水下混凝土灌注
1、工程概况
该工程基地占地22761.7m2,本工程为一期工程。一期共建2幢18层住宅楼、一幢8层住宅楼、1座地下二层车库、一座一层垃圾压缩站。总建筑面积85738.2m2,地上建筑面积63046.33m2,地下建筑面积22691.87m2。设计严密的基坑围护体系,基坑围护采用地下连续墙及钻孔灌注桩,内部设三道支撑,确保基坑的安全,也确保了管线的相对安全。
2、钻孔灌注施工工艺及主要技术措施
2.1成桩工艺
图1-1GPS-10型钻机成桩工艺图
图1-2GPS-10型钻机立柱桩成桩工艺图
2.2测量定位
运用全站仪来进行测量和定位,在工程测量时,其基准点选在混凝土浇筑固定,并对其防护标志做好相应安装,避免因重物的碰撞或者车辆碾压而致使其出现移位现象,基准点在进行安装时,必须保证其在视线范围内不会出现物体变形,测设点均需要通过混凝土来实施有效的保护。在对桩位进行测定之前,首先应当对建筑物的基点进行复校,并进行测量闭合。
明确红线与基点之间的关系,保证其控制在误差范围内,再进行桩位的测定。在对桩位进行测量时,将其分为3次,在对护筒前进行挖埋处理时,需要进行1次测量,在实施护筒埋设处理之后,还需再次对护筒中心与桩位之间的偏差进行测量,保证控制在50mm范围内,并落实好相应的桩位标志,再采用水准仪来实现对护筒标高的测量,做好相应的测量记录,在钻机到位之后即可进行第3次的测量,同时对桩芯做好相应标记。
2.3埋设护筒
在工程桩设置相应的孔口护筒用于对孔口进行保护处理,针对上部杂填松散物进行隔离处理,避免孔口出现塌陷是非常重要的措施,同时也是控制定位,对基准点进行标高控制的关键。为此,每根工程樁在施工处理之前,必须做好护筒埋设处理,护筒必须选择比桩径大10cm的钢制护筒,埋入深度必须保证杂填土能够得到满足,以有效避免孔口塌陷为最佳,在护筒的外周间隙粘土进行回填处理,并将其充分捣实,进而更好的保证护筒具有较高的稳定性。
2.4钻机就位
当钻机在到位之后,对转盘的中心进行调整使其能够对准桩中心,且必须将偏差控制在15mm以内,保证转盘始终保持水平,并确保转盘、天平以及桩位的中心能够保持在一条直线上,此时即可将钻头放入,并与主钻杆连接,并与泥浆循环系统相互连接。
2.5成孔施工
2.5.1钻机连接
本项目所运用的钻机来进行正循环钻进成孔,该钻机从上方到下方分别运用的是水龙头、主动钻机、从动钻机、加重杆以及钻头。
2.5.2护壁
在形成钻孔之后,因受到地层覆盖压力的影响,必然会致使其自由面出现非常明显的变形。在对泥浆进行使用的过程中,若得当则能够对其产生的变形造成抑制。结合本工程岩土地质的性质,该工程土层必然会致使浆性能明显较差,在进行钻进处理期间,就必须对造浆就需要加强泥浆性能指标的控制,并保证地层侧压力能够维持平衡,从而更好的实现对孔壁塌陷、缩径的有效抑制。
2.5.3终孔确定
按照设计所提出的相关要求,本项目钻孔桩其桩底随之进入到了设计的持力层。在钻进即将接近孔洞的终点时,就必须结合地质的治疗来对孔口实现取样,在实施钻孔时,其深度应当与钻探资料逐渐接近,此后再联系监理对其实施验收,通过对界面深度进行明确之后,即可再次钻进,直至其达到了设计要求即可,最终经过监理的验收后即可确定终孔。
2.5.4清孔
在钻孔灌注桩的施工过程中,清孔可以说是非常重要的一道工序,在进行清孔处理的过程中,其质量的优劣可直接影响桩身质量、水下砼灌注施工以及承载力的大小。在进行清孔的过程中,主要采取正循环清孔,而为了达到更好的清孔效果,本项目实施了两次清孔处理,进而更好的保证在进行清孔之后沉渣能够达到设计要求标准,而在钻进将达到孔的深度之后,可对钻孔的速度进行控制,进而更好的保证土层的颗粒能够获得更多的水分,以便能够更加顺利实施清孔。在进行第一次的清孔处理时,在成孔结束之后不得提钻慢来转清孔,从而实现对该底层因素的合理考虑,在对其进行清理的过程中,在泥浆循环部位可相应的放置一个滤网,对砂砾进行过滤处理,才能够更好的保证其达到二次清孔质量,对泥浆替换孔中的钻屑以及泥浆进行替换处理,通常时间需保持在30min左右。在进行第二的清孔处理时,则必须在将导管和钢筋笼在实施后进行。
2.6钢筋笼制作及安放
所选择的钢筋都必须保证具备相应的质量证书,经由抽样复查来更好的检验钢筋的合格性。钢筋笼应当由持有电焊工上岗证以及专职钢筋工来负责,同时对钢筋搭焊质量进行抽样送检,抽样的数量应当为每300个焊接接头来实施试验。钢筋笼在进行制作的过程中,必须结合设计的要求来对其实施加劲成型的方法,且两者之间的间隔距离需要保持在2.0m之间,并且需要在其中增加一道加劲箍,确保钢筋笼的误差有效缩小,并且具有更好的直观效果。
为了能够更好的确保钢筋主筋不会出现露筋的情况,在钢筋上方每4米的间隔距离,需要设置相应的保护垫块。
在进行钢筋笼的放置之前,工程质检人员必须对其进行非常严格的检查,并联合监理进行验收,同时对隐蔽工程验收单以及相关质量记录进行填写。在进行起吊的安装处理过程中,必须确保钢筋笼呈现为垂直状态,不得出现变形,并且孔中心与钢筋笼的中心均能够保持在相同的直线上。钢筋笼标高控制,主要运用2支吊筋,吊筋的长度也应当结合笼顶标高以及孔口标高来做出相应的计算,在对钢筋笼的上部进行焊接,再对其实施悬挂固定处理。当钢筋笼逐渐进入到孔中之后,严禁出现过大冲击和高起高落的情况。 2.7竖向立柱桩上部井形钢构架的制作与安放
井形钢构架按设计图纸要求加工焊接,钢筋笼与井形钢构架的安放方法及注意事项如下:
钢筋笼与井形钢构架的安放标高,可由护筒口顶端处的标高来计算,安放时必须保证桩顶的设计标高,允许误差为±50mm。焊有井形钢构架的钢筋笼下放时,应对准孔位中心,一般采用正、反旋转慢慢地逐步下沉,防止碰撞,放至设计标高后应立即固定。井形钢构架吊装由QUY25汽车吊完成,钢筋笼与井形钢构架进行对接施焊时,应使钢筋笼和井形钢构架保持垂直状态,对接时应两边对称施焊。当提升导管时,必须防止井形钢构架被拔起。浇注混凝土时,必须采取措施,以便观察和测量井形钢构架可能产生的移动并及时加以处理。
2.8水下砼灌注
2.8.1清孔(第二次清孔)
根据设计要求第二次清孔采用正循环工艺清孔。清孔结束后,测量其孔底标高及孔底泥浆比重,孔底沉渣必须严格按设计要求控制,按照设计要求工程桩控制在50mm内,并测定孔底泥浆性能指标,通过监理验收合格后,方可做后续工作。如二次清孔完毕后砼开灌时间超过0.5小时,应对孔底沉渣厚度重新进行一次测定,如沉渣厚度超过规定要求,应再次进行清孔。
2.8.2砼灌注
本项目主要运用的是商品砼,在进行砼灌注施工之前,首先需要對砼运输车道路做好相应的铺设,在进行清孔处理之前,必须及时将一切砼灌注工作所需要的物件做好准备。结合孔的深度进行导管的配置,在导管的下口应当与孔底保持0.3-0.5m左右的距离,在对导管进行放置的过程中,必须保证桩孔中心以及导管中心均处于统一水平上。项目中混凝土均为商品混凝土,为了能够达到更好的砼初灌量,第一斗必须运用满斗来进行灌入,并且必须要保证其连续性。隔水栓需要运用球胆或者铁板,并且不得运用其他替代品或者砂包来替代。
水下混凝土坍落度为20±2cm,扩散度大于35cm,砂率不小于40%。导管埋深控制在2~6m之间,混凝土灌注速度不小于20m3/h,灌注时间不超过4小时。每根桩应及时做好试块及测量砼坍落度,试块每根桩做一组,坍落度不少于2次。灌注过程中要定时测量混凝土高度并做好记录。
为确保桩顶部位质量,保证导管有2m以上的埋深,应控制砼最后一次的灌注量,确保桩顶质量,桩顶超灌长度不小于设计要求。灌注完毕后及时回填桩孔。试块制作和养护:现场随机取样,每桩一组,采用150×150×150标准试模,按规定要求制作,隔日拆模和现场水中养护,定期送试验室,做好抗压强度的试验,并及时做好试验报告的统计评定工作。
3、检测桩基质量
本工程主要采用小动测的方式检测桩基质量,并根据规定要求进行取芯检测。本工程设置了两根准700mm的试桩来进行抗压静荷载试验,试验证明两根单桩竖向抗压极限承载力均超过了7000kN,达到了设计要求,静荷载试验检测结果如表2所示。
4、结语
在钻孔灌注桩施工中,做好了施工前准备工作,熟悉地质情况,可以保证工程建设顺利完成。在施工过程中,只有严格按照规范要求控制施工质量,取得了良好的施工效果,可供类似工程施工参考。
参考文献:
[1]《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012[S].
[2]《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012[S].
[3]《钻孔灌注桩施工规程》(DGTJ08-202-2007)[S].