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【摘 要】 钢筋砼钻孔灌注桩导管法施工被广泛应用在建筑工程中,为避免钢筋砼灌注事故发生,提高钢筋砼灌注桩的施工质量,本人结合近几年桥梁灌注桩施工体会,较为系统地介绍了钢筋砼灌注桩导管法施工易出现的问题、后果及质量控制方法。
【关键词】 灌注桩;施工;问题;质量控制
一、概述
当地基的弱土层较厚(一般指4米以下),建筑物的荷载较大,采取浅埋基础不能满足强度和变形限制要求,做人工地基又没有条件或不经济时,常常采用桩基础,钢筋砼钻孔灌注桩作为桩基础的一种,因具有造价低、节省材料等优点而被广泛采用。钢筋砼钻孔灌注桩工程通常采用导管法进行施工,其原理是在一定的落差压力作用下,将混凝土拌和物通过密封连接的钢管(或强度较高的硬质非金属管)入口,进入到初期灌注的混凝土下面,顶托着初期灌注的混凝土及其上面的泥浆或水上升,形成连续密实的钢筋混凝土桩身。导管法施工技术要求非常严格,为使水下混凝土灌注桩施工质量得以保证,必须要从施工设备、混凝土配制、灌注工艺等几个方面加以控制,以保证其施工质量。
二、施工工艺流程
测定桩位→埋设护筒→桩机就位→钻孔(设泥浆池制备泥浆;泥浆循环清渣)→清孔→钢筋制安→灌筑水下混凝土
三、施工中易出现的问题
1、施工设备
(1)电网断电情况,发电动力不足,延误灌注时间,造成断桩事故。(2)混凝土拌和机容量小,制作慢,储料容量小,拖延灌注时间,可能造成导管堵塞,导致灌注中断。(3)导管漏水,导管严重漏水,使砼形成松散层或囊体,出现浮浆夹层造成断桩,严重影响混凝土质量,导致废桩重做;导管轻微漏水,可能造成导管的堵塞,导致灌注中断,若重新灌桩时则混凝土内存浮浆夹层,造成断桩。
2、混凝土配制
(1)选择的水泥初凝时间早于1.5h,强度波动大,粗骨料质地弱,有软弱颗粒,粒径过大或太小,粗骨料级配不合理,细骨料有害杂质含量高,细度模数不适宜,影响灌注桩质量。(2)所灌注的混凝土配制强度低于设计强度,含砂率偏小,水灰比不适,配制的混凝土坍灌度偏低,流动性小,和易性与粘聚性差。可能造成导管的堵塞,导致灌注中断,灌注桩质量差。
3、施工工艺
(1)定位不准确,钢筋笼和钻孔中心有偏差,钢筋碰撞孔壁,产生坍孔,增加砼灌注量,降低灌注质量。(2)滑阀闭水措施不好,导管内水未排净,或者首批砼灌注量不足,导管埋深较浅,导致孔水从导管底口反渗压入导管。(3)灌注连续性差,时间长,或导管埋入混凝土太深,导管提升过猛,易拉坏导管。(4)灌注至孔口无增加混凝土灌注量,最后一根导管拔出速度快,有泥浆挤入导管下形成泥心,造成桩顶质量差。
四、施工质量控制
1、严格要求施工设备质量
混凝土灌注桩所需施工设备配套完好,是保证混凝土灌注桩质量的基本前提,应重点强调以下施工设备的质量。
(1)备用发电机数量充足,性能良好,足以应付施工过程中可能发生的电网断电情况,以防止灌注时间延误,避免造成断桩事故。
(2)注意混凝土拌和机类型的选择,宜选用大容量拌和机,在数量上可以保证混凝土的连续灌注,在使用前对混凝土拌和机都应进行认真的检查维修。
(3)导管是灌注水下混凝土的重要工具,其直径大小要根据灌注强度要求进行选择,要求导管应具备足够的强度和刚度,且密封性良好,管壁光滑,导管平直,内径一致,无穿孔裂纹,最下端一节导管长度要长一些,一般为4米,其底端不得带法兰盘,各导管接口处应有弹性橡胶垫圈密封,施工前必须要进行导管水密、承压和接头抗拉及滑阀闭水试验。
(4)做好储料斗、漏斗、溜槽及其它有关灌注机具的用前检查,以保证施工安全和施工质量。
2、严格控制混凝土的配合比
混凝土灌注樁的强度、等级和材料应符合设计要求和《水工混凝土施工规范》(DC/75144-2001)的规定,在选料、配制上要注意以下几点:
(1)选料:水泥一般选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥,初凝时间不宜早于1.5h,标号在325以上的水泥,并通过初凝时间和抗压试验。粗骨料宜选用坚硬无杂质的卵砾石和碎石,最大粒径不应大于导管直径的1/6-1/8和钢筋最小净距的1/4,同时粒径在40mm以内。其级配应保证混凝土具有良好的和易性,细骨料宜采用经配良好的中、粗砂,砂中应含有一定量的细颗粒,必要时可掺用一定数量的粉煤灰。
(2)配制:混凝土灌注桩的质量是整个工程的基础部位,要求所灌注的砼配合比强度比设计强度高20%左右,具备一定的和易性、可塑性和粘聚性,易于在导管是流动。所灌注的混凝土坍落度在15 -18cm,含砂率一般为45% -50%,水灰比宜采用0.5 - 0.6,或依据实验数据,掺入一定量的外加剂,提高混凝土的和易性。混凝土搅拌时间适宜,搅拌均匀,减小输送时间,避免出现不均匀或离析沁水现象。
3、加强灌注施工工艺
灌注水下混凝土是混凝土桩施工的重要工序,在用导管法灌注混凝土施工过程中,应重点抓住以下几点:
(1)钢筋笼和钻孔的中心对应,定位准确,钢筋吊放时要保持轴线顺直,位置居中,以免碰撞孔壁,产生坍孔,增加混凝土灌注量,降低灌注质量,钢筋安放到位后立即安设导管、漏斗等灌注设备。
(2)在灌注首批混凝土之前,先配好0.2m3左右水泥砂浆放入滑阀以上的导管和漏斗中,然后再装入混凝土,确认初灌量备足后,即可剪断铁丝,借助混凝土重量排除导管内的水或泥浆,使滑阀留在孔底,灌入首批混凝土。
(3)首批砼灌注量必须满足导管埋深不小于1.5m。孔底混凝土的体积应为VD=πD21.5/4,根据导管内混凝土压力与管外压力平衡原则,导管内混凝土必须保持的最小高度为:Hd=RwHw/Rc,而管内混凝土的体积应为Vd=πd2Hd/4。首批混凝土灌注量为V=Vd+VD。所以漏斗和储料斗及漏斗和输送泵运输车队的混凝土储存量要充足。首批混凝土灌注正常后,必须连续进行灌注,不能中断,一般在8.0h之内灌注完毕,灌注量约为设计桩径体积的1.2位左右。同时在灌注过程中应经常用测锤探测混凝土面的上升高度,做好混凝土灌注量与上升记录,以验证混凝土灌注量及灌注深度是否符合设计标准,并适时缓缓提升,逐级拆卸导管,保持导管埋深在2m-6m,当混凝土灌到孔口不再返出泥浆或水时为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上应加灌0.5-0.8m高度,待桩顶混凝土强度达到设计强度70%时,将其凿除。在拔出最后一段长导管时,拔管速度要慢,防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
结论
成桩的质量关系到整个工程的质量,绝不能忽视。混凝土灌注桩质量的提高,需要建筑设计、施工、监理、验收各个环节共同协作来保证。因此,在混凝土灌注前对设备、混凝土配比、灌注工艺都应采取有针对性的控制措施检查。在灌注时要分工明确,密切配合,统一指挥,快速连续施工,一气呵成。灌注后要做好抽样检查,以便采取补救措施。
参考文献:
1.施曦旺 提高水下砼灌注桩施工质量,建筑材料,水利电力出版社
【关键词】 灌注桩;施工;问题;质量控制
一、概述
当地基的弱土层较厚(一般指4米以下),建筑物的荷载较大,采取浅埋基础不能满足强度和变形限制要求,做人工地基又没有条件或不经济时,常常采用桩基础,钢筋砼钻孔灌注桩作为桩基础的一种,因具有造价低、节省材料等优点而被广泛采用。钢筋砼钻孔灌注桩工程通常采用导管法进行施工,其原理是在一定的落差压力作用下,将混凝土拌和物通过密封连接的钢管(或强度较高的硬质非金属管)入口,进入到初期灌注的混凝土下面,顶托着初期灌注的混凝土及其上面的泥浆或水上升,形成连续密实的钢筋混凝土桩身。导管法施工技术要求非常严格,为使水下混凝土灌注桩施工质量得以保证,必须要从施工设备、混凝土配制、灌注工艺等几个方面加以控制,以保证其施工质量。
二、施工工艺流程
测定桩位→埋设护筒→桩机就位→钻孔(设泥浆池制备泥浆;泥浆循环清渣)→清孔→钢筋制安→灌筑水下混凝土
三、施工中易出现的问题
1、施工设备
(1)电网断电情况,发电动力不足,延误灌注时间,造成断桩事故。(2)混凝土拌和机容量小,制作慢,储料容量小,拖延灌注时间,可能造成导管堵塞,导致灌注中断。(3)导管漏水,导管严重漏水,使砼形成松散层或囊体,出现浮浆夹层造成断桩,严重影响混凝土质量,导致废桩重做;导管轻微漏水,可能造成导管的堵塞,导致灌注中断,若重新灌桩时则混凝土内存浮浆夹层,造成断桩。
2、混凝土配制
(1)选择的水泥初凝时间早于1.5h,强度波动大,粗骨料质地弱,有软弱颗粒,粒径过大或太小,粗骨料级配不合理,细骨料有害杂质含量高,细度模数不适宜,影响灌注桩质量。(2)所灌注的混凝土配制强度低于设计强度,含砂率偏小,水灰比不适,配制的混凝土坍灌度偏低,流动性小,和易性与粘聚性差。可能造成导管的堵塞,导致灌注中断,灌注桩质量差。
3、施工工艺
(1)定位不准确,钢筋笼和钻孔中心有偏差,钢筋碰撞孔壁,产生坍孔,增加砼灌注量,降低灌注质量。(2)滑阀闭水措施不好,导管内水未排净,或者首批砼灌注量不足,导管埋深较浅,导致孔水从导管底口反渗压入导管。(3)灌注连续性差,时间长,或导管埋入混凝土太深,导管提升过猛,易拉坏导管。(4)灌注至孔口无增加混凝土灌注量,最后一根导管拔出速度快,有泥浆挤入导管下形成泥心,造成桩顶质量差。
四、施工质量控制
1、严格要求施工设备质量
混凝土灌注桩所需施工设备配套完好,是保证混凝土灌注桩质量的基本前提,应重点强调以下施工设备的质量。
(1)备用发电机数量充足,性能良好,足以应付施工过程中可能发生的电网断电情况,以防止灌注时间延误,避免造成断桩事故。
(2)注意混凝土拌和机类型的选择,宜选用大容量拌和机,在数量上可以保证混凝土的连续灌注,在使用前对混凝土拌和机都应进行认真的检查维修。
(3)导管是灌注水下混凝土的重要工具,其直径大小要根据灌注强度要求进行选择,要求导管应具备足够的强度和刚度,且密封性良好,管壁光滑,导管平直,内径一致,无穿孔裂纹,最下端一节导管长度要长一些,一般为4米,其底端不得带法兰盘,各导管接口处应有弹性橡胶垫圈密封,施工前必须要进行导管水密、承压和接头抗拉及滑阀闭水试验。
(4)做好储料斗、漏斗、溜槽及其它有关灌注机具的用前检查,以保证施工安全和施工质量。
2、严格控制混凝土的配合比
混凝土灌注樁的强度、等级和材料应符合设计要求和《水工混凝土施工规范》(DC/75144-2001)的规定,在选料、配制上要注意以下几点:
(1)选料:水泥一般选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥,初凝时间不宜早于1.5h,标号在325以上的水泥,并通过初凝时间和抗压试验。粗骨料宜选用坚硬无杂质的卵砾石和碎石,最大粒径不应大于导管直径的1/6-1/8和钢筋最小净距的1/4,同时粒径在40mm以内。其级配应保证混凝土具有良好的和易性,细骨料宜采用经配良好的中、粗砂,砂中应含有一定量的细颗粒,必要时可掺用一定数量的粉煤灰。
(2)配制:混凝土灌注桩的质量是整个工程的基础部位,要求所灌注的砼配合比强度比设计强度高20%左右,具备一定的和易性、可塑性和粘聚性,易于在导管是流动。所灌注的混凝土坍落度在15 -18cm,含砂率一般为45% -50%,水灰比宜采用0.5 - 0.6,或依据实验数据,掺入一定量的外加剂,提高混凝土的和易性。混凝土搅拌时间适宜,搅拌均匀,减小输送时间,避免出现不均匀或离析沁水现象。
3、加强灌注施工工艺
灌注水下混凝土是混凝土桩施工的重要工序,在用导管法灌注混凝土施工过程中,应重点抓住以下几点:
(1)钢筋笼和钻孔的中心对应,定位准确,钢筋吊放时要保持轴线顺直,位置居中,以免碰撞孔壁,产生坍孔,增加混凝土灌注量,降低灌注质量,钢筋安放到位后立即安设导管、漏斗等灌注设备。
(2)在灌注首批混凝土之前,先配好0.2m3左右水泥砂浆放入滑阀以上的导管和漏斗中,然后再装入混凝土,确认初灌量备足后,即可剪断铁丝,借助混凝土重量排除导管内的水或泥浆,使滑阀留在孔底,灌入首批混凝土。
(3)首批砼灌注量必须满足导管埋深不小于1.5m。孔底混凝土的体积应为VD=πD21.5/4,根据导管内混凝土压力与管外压力平衡原则,导管内混凝土必须保持的最小高度为:Hd=RwHw/Rc,而管内混凝土的体积应为Vd=πd2Hd/4。首批混凝土灌注量为V=Vd+VD。所以漏斗和储料斗及漏斗和输送泵运输车队的混凝土储存量要充足。首批混凝土灌注正常后,必须连续进行灌注,不能中断,一般在8.0h之内灌注完毕,灌注量约为设计桩径体积的1.2位左右。同时在灌注过程中应经常用测锤探测混凝土面的上升高度,做好混凝土灌注量与上升记录,以验证混凝土灌注量及灌注深度是否符合设计标准,并适时缓缓提升,逐级拆卸导管,保持导管埋深在2m-6m,当混凝土灌到孔口不再返出泥浆或水时为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上应加灌0.5-0.8m高度,待桩顶混凝土强度达到设计强度70%时,将其凿除。在拔出最后一段长导管时,拔管速度要慢,防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
结论
成桩的质量关系到整个工程的质量,绝不能忽视。混凝土灌注桩质量的提高,需要建筑设计、施工、监理、验收各个环节共同协作来保证。因此,在混凝土灌注前对设备、混凝土配比、灌注工艺都应采取有针对性的控制措施检查。在灌注时要分工明确,密切配合,统一指挥,快速连续施工,一气呵成。灌注后要做好抽样检查,以便采取补救措施。
参考文献:
1.施曦旺 提高水下砼灌注桩施工质量,建筑材料,水利电力出版社