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[摘要]本文介绍了钻孔灌注桩施工过程中的各道工序的质量控制,在各个施工中精心施工,加强质量管理,以提高钻孔灌注桩施工的水平。
[关键词]钻孔灌注桩;施工;质量控制
钻孔灌注桩具有施工简便、承载力大、经济、施工噪音小、环境污染轻、可以解决特殊地基沉载力等诸多优点,目前在国内公路桥梁基础工程领域中钻孔灌注桩基础已占据了重要地位。灌注桩属于隐蔽工程,施工大部分是在水下进行的,其施工过程无法观察,成桩后也不能进行开挖验收。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,甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。这就要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实,但由于桩基施工既有机械操作,又有钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工序,影响灌注桩施工质量因素较多,稍有不慎或措施不严,就可能出现孔底沉泥、缩颈、夹渣、断桩等缺陷,可能造成质量事故,因此,施工中必须严格控制钻孔灌注桩施工的每一环节,对各种影响因素都必须有详细的考虑,并加强施工质量管理,密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量,力争将隐患消除在成桩之前。
1.钻孔前的质量控制[1]
在准确放样的前提下埋设护筒,埋设护筒的方法和要求,《公路桥涵施工技术规范》已作出了较详细的规定。如果钻孔是在陆地上进行的,则一般采用挖坑法,比较简单易行;如果钻孔在水上进行,则护筒埋设采用锤击打人的方法,比较快捷稳妥,前提条件是均要在护筒上口作好桩中心标记,以便钻机对中。埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定,埋设护筒要求准确竖直,护筒中心竖直线与设计桩位中心线之间的平面偏差应小于50mm,竖直线倾斜度不得大于1%。
2. 钻孔过程中的质量控制
开钻前应根据孔位所在不同的地质条件,不同的桩径,选择合适的钻机型号和钻锥,是实现质量控制的首要条件。在钻孔过程中,应采取减压钻进,孔底承受的钻压不超过钻杆、钻锥和压块重量之和的60%,以避免和减少料孔、弯孔和扩孔现象。应注意钻孔的连续性。因故停钻时,应将潜水钻机及钻锥提升至孔外以防埋钻。发现异常情况,如塌孔、进尺异常等问题,应仔细观察分析,查明原因和位置,及时与监理、设计单位取得联系,采用相应的对策。掉钻落物应及时打捞,以免被泥沙埋没,影响继续钻孔。[1]
钻孔泥浆一般由水、粘土(或膨润土)和添加剂按适当配合比配置而成,选择相对密度、粘度适当,含砂率要低,失水率要小,胶体率要高,酸碱度控制在8一10之间的泥浆较好。其主要作用是护壁与悬浮钻渣。为了达到上述的两个作用,钻孔时必须对泥浆的性能、指标进行全面了解,再结合就地取材,选择好的原材料,才能配置出质量好的泥浆,所以在钻孔过程中,对泥浆必须引起足够的重视,以保证钻孔顺利进展,减少事故发生。[2]
3. 成孔后的质量控制[2]
在钻孔到位后,要做到的第一步就是清孔。清孔是钻孔桩施工中保证成桩质量的重要一环,通过清孔尽可能使沉渣全部清除,使混凝土与基岩接合完好,以提高桩底承载力。通常用两次清孔来达到规定的混凝土灌注前的泥浆性能指标。
第一次清孔是钻进至设计深度后直接利用钻具进行的换浆清孔工作。第一次清孔是能否达到技术要求的根本基础,不能因为有第二次清孔而忽视第一次清孔的重要性,因为第一次清孔的冲力(吸力)大,清孔能力强,可以把绝大部分沉渣,包括较大的泥块都返出孔外,而第二次清孔是利用截面粗的导管进行,冲力(吸力)要小得多,不能承担主要的清孔责任,因而第一次清孔一定应达到返出的泥浆中不含有大的泥块为止。
第二次清孔是在下完钢筋笼和导管以后利用导管进行的清孔,目的是清除这段时间里从泥浆中沉淀到孔底或是被钢筋笼撞到下去的泥块沉渣,清孔完毕后,应从孔底取出泥浆样品,进行性能指标试验,必须全部符合设计要求和工艺标准后才能灌注混凝土,以保证水下混凝土的顺利灌注,同时保证成桩质量。
在清孔过程中必须注意保持孔内水头,防止坍孔;但不得用加深钻孔深度的方式来替代清孔。可用相对密度较低的泥浆或清水压人清孔,具体应视实际情况而定。如地下水位高时,地层容易坍塌,泥浆相对密度可大些,但过大会造成混凝土顶升困难,特别要注意的是避免泥浆比重上下不一的情况。清孔过程中应注意保持水头,经常检测泥浆指标,一旦达标,迅速起钻。可用直径比设计桩径小5cm钢筋圆圈放人孔内验收桩径,然后下钢筋笼,尽可能缩短浇筑前的操作时间,减少沉淀量。严禁用加深孔底深度的方法代替清孔,这将会极大地降低桩尖处土的极限承载力,也容易因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。
第二步钢筋笼的制作及安装。进场的钢筋必须出具合格证或产品质量检验报告,同时还按现行钢筋检验标准取样试验,不符合质量要求的钢材严禁使用。
在成孔过程中及时组织钢筋笼的加工制作,在加工过程中,注意覆盖,防止加工后淋雨产生锈斑;同时声测管固定在笼的内部,焊接位置必须保证与邻近钢筋净距大于等于钢筋最小净距,接头必须密封且应保证其位置垂直,以确保水泥浆不会渗人管内而影响检测质量。在同一截面内,接头错开,接头数不超过钢筋总数的50%,对钢筋笼立焊的质量要特别加强检查控制。下放前准确计算钢筋笼的置放位置,要保证伸进承台部分的钢筋长度。下放时,随时调整笼子的位置,使笼中心与桩中心保持一致。应保持垂直状态,对准孔位徐徐轻放,并注意不能碰撞孔壁,防止将泥土等杂物带人孔内或引起坍孔。可采用吊车进行吊装,钢筋笼吊装至设计位置后,采用地锚和井架固定牢固,以减缓混凝土上升时的顶托力,防止其上升。在钢筋笼的吊装时严禁强制性下放钢筋笼,以免造成钢筋笼变形。在下导管前,应对导管的连接进行水密试验,并记录各节长度和编号,便于浇筑过程中的长度计量。
4. 浇筑前的质量控制[1]
首先是材料的准备工作。选择集料应满足级配要求,施工中应需两种或两种以上不同规格的石料,计算并经试验验证结果,以确定符合要求的最优级配。假如级配不合理,容易形成大粒集中,造成水下混凝土灌注桩易产生离析,留下质量隐患。其次就是对各项操作机械进行检查,包括搅拌机的试运转,如果是翻斗车运输则还应检查翻斗车的性能,运料。导管在每次浇筑卸管后即冲刷干净。浇筑前的连接应分清编号及长度,以免影响计量埋深值。由于混凝土在泥浆中灌注和养护,混凝土的操作配合比应在保证设计强度前提下再加上一个保证率。规范要求首批混凝土的数量应能满足导管初次埋置深度≥1.0m,因此应准确计量导管上口漏斗的斗容量。容量不够的,应及时采取措施加以调整,保证首灌混凝土的冲击力和排淤能力。另外,也要检查漏斗底口的隔水设施是否完好可靠,不要因人为的疏忽而导致事故。
在准备工作期间,还应准备好水泵、吸泥机、高压水管等各种处理故障的设备,以防万一。在开浇前,应测量孔底沉淀厚度,保证不大于规定值。如果大于规定值,还得再次清孔。此时,可用喷射清孔法,即用高压射水或射风数分钟,待少量沉淀物漂浮后,立即浇灌水下混凝土。
5. 浇筑过程中的质量控制[1、2]
钻孔灌注桩要求混凝土有良好的和易性,以便在水中自行摊展,必要时可加人减水剂,以提高拌和物的流动性,使混凝土在灌注时保持足够的流动性。根据经验,首批混凝土除数量满足埋深要求外,可适当增加一点水泥量及含砂量,以保证其和易性和流动性,使以后浇人的混凝土容易顶升;若首批混凝土的初凝时间早于灌注全部混凝土所需时间,则首批混凝土中还得掺人缓凝剂。经常检测混凝土的坍落度,应控制在18~22cm的范围内。
灌注水下混凝土前应认真测量孔深和导管长度,准确计算料斗、导管容量以及首批混凝土量,同时要严格控制导管悬空,并根据孔径大小、孔深、导管粗细、料斗大小、沉淀多少和孔底而采用相应值。浇筑过程中,最重要的就是控制导管的埋深,规范要求在2~6m范围内。埋深过小会使管外混凝土面上的泥浆卷人混凝土形成夹泥;过大则使混凝土不易流出顶升,还可造成桩外周的混凝土出现骨料离析和空洞,减小桩的有效直径;亦可造成近导管处混凝土面高,远导管处混凝土面低,从而混凝土先顶升再水平扩散,出现死角区,使泥浆和混凝土混合物填实在死角区,造成钢筋的握裹力不足。在每次下料后,都应准确测定混凝土面的上升高度,计算导管埋深,从而确定导管拆卸的节数,作好拆卸记录,防止导管拔出混凝土面而造成断桩。在混凝土浇至钢筋笼位置时,应放慢混凝土浇筑速度,使导管有较大的埋深,待混凝土表面进人钢筋骨架一定深度后,再提升导管口控制在最小埋深,使导管口高于钢筋笼底骨架一定距离继续灌注,防止钢筋笼被顶托上升。
灌注过程中应准确实测混凝土面的上升高度,随时与实灌混凝土量的理论上升高度验证,计算时应结合地质资料考虑必要的充盈量及扩孔、缩径等因素。为防止钢筋笼上浮,当灌注的混凝土顶面距钢筋笼底部lm左右时,应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到钢筋笼底口4m以上时,提升导管,使其底口高于钢筋笼底部2m时,可恢复正常灌注速度。当灌注将至设计位置时,由于导管外泥浆稠度增大,混凝土顶升困难,可用水冲法稀释泥浆,提高灌注落差,并适当加大埋深,因为此时泥砂、部分拌和物及被首批混凝土翻上来的沉淀物等杂物均落在混凝土的上面,测深无法反映混凝土顶面高度,容易造成误测,致使过早停浇。所以,规范规定桩顶标高应预加上0.5~1.0m的高度,以后再开挖基坑后凿除质量不高的一部分桩头。
综上所述,钻孔灌注桩施工中,严格按照规范要求施工,切实加强质量管理意识,要保证钻孔灌注桩的施工质量,必须强调现场人员要有高度责任心,对钻孔灌注桩施工的每个细节、每道工序都要做到严格控制,以防为主,从严控制,对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工,只有这样钻孔灌注桩的质量控制才能得到保证,避免各种事故的发生。
参考文献
[1]杜爱丽,浅谈钻孔灌注桩质量控制,青海交通科技,2008/6,P55;
[2]张金保,隆务河大桥钻孔灌注桩施工质量控制浅谈,青海交通科技,2008/6,P35;
[文章编号]1006-7619(2009)02-18-056
[关键词]钻孔灌注桩;施工;质量控制
钻孔灌注桩具有施工简便、承载力大、经济、施工噪音小、环境污染轻、可以解决特殊地基沉载力等诸多优点,目前在国内公路桥梁基础工程领域中钻孔灌注桩基础已占据了重要地位。灌注桩属于隐蔽工程,施工大部分是在水下进行的,其施工过程无法观察,成桩后也不能进行开挖验收。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,甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。这就要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实,但由于桩基施工既有机械操作,又有钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工序,影响灌注桩施工质量因素较多,稍有不慎或措施不严,就可能出现孔底沉泥、缩颈、夹渣、断桩等缺陷,可能造成质量事故,因此,施工中必须严格控制钻孔灌注桩施工的每一环节,对各种影响因素都必须有详细的考虑,并加强施工质量管理,密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量,力争将隐患消除在成桩之前。
1.钻孔前的质量控制[1]
在准确放样的前提下埋设护筒,埋设护筒的方法和要求,《公路桥涵施工技术规范》已作出了较详细的规定。如果钻孔是在陆地上进行的,则一般采用挖坑法,比较简单易行;如果钻孔在水上进行,则护筒埋设采用锤击打人的方法,比较快捷稳妥,前提条件是均要在护筒上口作好桩中心标记,以便钻机对中。埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定,埋设护筒要求准确竖直,护筒中心竖直线与设计桩位中心线之间的平面偏差应小于50mm,竖直线倾斜度不得大于1%。
2. 钻孔过程中的质量控制
开钻前应根据孔位所在不同的地质条件,不同的桩径,选择合适的钻机型号和钻锥,是实现质量控制的首要条件。在钻孔过程中,应采取减压钻进,孔底承受的钻压不超过钻杆、钻锥和压块重量之和的60%,以避免和减少料孔、弯孔和扩孔现象。应注意钻孔的连续性。因故停钻时,应将潜水钻机及钻锥提升至孔外以防埋钻。发现异常情况,如塌孔、进尺异常等问题,应仔细观察分析,查明原因和位置,及时与监理、设计单位取得联系,采用相应的对策。掉钻落物应及时打捞,以免被泥沙埋没,影响继续钻孔。[1]
钻孔泥浆一般由水、粘土(或膨润土)和添加剂按适当配合比配置而成,选择相对密度、粘度适当,含砂率要低,失水率要小,胶体率要高,酸碱度控制在8一10之间的泥浆较好。其主要作用是护壁与悬浮钻渣。为了达到上述的两个作用,钻孔时必须对泥浆的性能、指标进行全面了解,再结合就地取材,选择好的原材料,才能配置出质量好的泥浆,所以在钻孔过程中,对泥浆必须引起足够的重视,以保证钻孔顺利进展,减少事故发生。[2]
3. 成孔后的质量控制[2]
在钻孔到位后,要做到的第一步就是清孔。清孔是钻孔桩施工中保证成桩质量的重要一环,通过清孔尽可能使沉渣全部清除,使混凝土与基岩接合完好,以提高桩底承载力。通常用两次清孔来达到规定的混凝土灌注前的泥浆性能指标。
第一次清孔是钻进至设计深度后直接利用钻具进行的换浆清孔工作。第一次清孔是能否达到技术要求的根本基础,不能因为有第二次清孔而忽视第一次清孔的重要性,因为第一次清孔的冲力(吸力)大,清孔能力强,可以把绝大部分沉渣,包括较大的泥块都返出孔外,而第二次清孔是利用截面粗的导管进行,冲力(吸力)要小得多,不能承担主要的清孔责任,因而第一次清孔一定应达到返出的泥浆中不含有大的泥块为止。
第二次清孔是在下完钢筋笼和导管以后利用导管进行的清孔,目的是清除这段时间里从泥浆中沉淀到孔底或是被钢筋笼撞到下去的泥块沉渣,清孔完毕后,应从孔底取出泥浆样品,进行性能指标试验,必须全部符合设计要求和工艺标准后才能灌注混凝土,以保证水下混凝土的顺利灌注,同时保证成桩质量。
在清孔过程中必须注意保持孔内水头,防止坍孔;但不得用加深钻孔深度的方式来替代清孔。可用相对密度较低的泥浆或清水压人清孔,具体应视实际情况而定。如地下水位高时,地层容易坍塌,泥浆相对密度可大些,但过大会造成混凝土顶升困难,特别要注意的是避免泥浆比重上下不一的情况。清孔过程中应注意保持水头,经常检测泥浆指标,一旦达标,迅速起钻。可用直径比设计桩径小5cm钢筋圆圈放人孔内验收桩径,然后下钢筋笼,尽可能缩短浇筑前的操作时间,减少沉淀量。严禁用加深孔底深度的方法代替清孔,这将会极大地降低桩尖处土的极限承载力,也容易因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。
第二步钢筋笼的制作及安装。进场的钢筋必须出具合格证或产品质量检验报告,同时还按现行钢筋检验标准取样试验,不符合质量要求的钢材严禁使用。
在成孔过程中及时组织钢筋笼的加工制作,在加工过程中,注意覆盖,防止加工后淋雨产生锈斑;同时声测管固定在笼的内部,焊接位置必须保证与邻近钢筋净距大于等于钢筋最小净距,接头必须密封且应保证其位置垂直,以确保水泥浆不会渗人管内而影响检测质量。在同一截面内,接头错开,接头数不超过钢筋总数的50%,对钢筋笼立焊的质量要特别加强检查控制。下放前准确计算钢筋笼的置放位置,要保证伸进承台部分的钢筋长度。下放时,随时调整笼子的位置,使笼中心与桩中心保持一致。应保持垂直状态,对准孔位徐徐轻放,并注意不能碰撞孔壁,防止将泥土等杂物带人孔内或引起坍孔。可采用吊车进行吊装,钢筋笼吊装至设计位置后,采用地锚和井架固定牢固,以减缓混凝土上升时的顶托力,防止其上升。在钢筋笼的吊装时严禁强制性下放钢筋笼,以免造成钢筋笼变形。在下导管前,应对导管的连接进行水密试验,并记录各节长度和编号,便于浇筑过程中的长度计量。
4. 浇筑前的质量控制[1]
首先是材料的准备工作。选择集料应满足级配要求,施工中应需两种或两种以上不同规格的石料,计算并经试验验证结果,以确定符合要求的最优级配。假如级配不合理,容易形成大粒集中,造成水下混凝土灌注桩易产生离析,留下质量隐患。其次就是对各项操作机械进行检查,包括搅拌机的试运转,如果是翻斗车运输则还应检查翻斗车的性能,运料。导管在每次浇筑卸管后即冲刷干净。浇筑前的连接应分清编号及长度,以免影响计量埋深值。由于混凝土在泥浆中灌注和养护,混凝土的操作配合比应在保证设计强度前提下再加上一个保证率。规范要求首批混凝土的数量应能满足导管初次埋置深度≥1.0m,因此应准确计量导管上口漏斗的斗容量。容量不够的,应及时采取措施加以调整,保证首灌混凝土的冲击力和排淤能力。另外,也要检查漏斗底口的隔水设施是否完好可靠,不要因人为的疏忽而导致事故。
在准备工作期间,还应准备好水泵、吸泥机、高压水管等各种处理故障的设备,以防万一。在开浇前,应测量孔底沉淀厚度,保证不大于规定值。如果大于规定值,还得再次清孔。此时,可用喷射清孔法,即用高压射水或射风数分钟,待少量沉淀物漂浮后,立即浇灌水下混凝土。
5. 浇筑过程中的质量控制[1、2]
钻孔灌注桩要求混凝土有良好的和易性,以便在水中自行摊展,必要时可加人减水剂,以提高拌和物的流动性,使混凝土在灌注时保持足够的流动性。根据经验,首批混凝土除数量满足埋深要求外,可适当增加一点水泥量及含砂量,以保证其和易性和流动性,使以后浇人的混凝土容易顶升;若首批混凝土的初凝时间早于灌注全部混凝土所需时间,则首批混凝土中还得掺人缓凝剂。经常检测混凝土的坍落度,应控制在18~22cm的范围内。
灌注水下混凝土前应认真测量孔深和导管长度,准确计算料斗、导管容量以及首批混凝土量,同时要严格控制导管悬空,并根据孔径大小、孔深、导管粗细、料斗大小、沉淀多少和孔底而采用相应值。浇筑过程中,最重要的就是控制导管的埋深,规范要求在2~6m范围内。埋深过小会使管外混凝土面上的泥浆卷人混凝土形成夹泥;过大则使混凝土不易流出顶升,还可造成桩外周的混凝土出现骨料离析和空洞,减小桩的有效直径;亦可造成近导管处混凝土面高,远导管处混凝土面低,从而混凝土先顶升再水平扩散,出现死角区,使泥浆和混凝土混合物填实在死角区,造成钢筋的握裹力不足。在每次下料后,都应准确测定混凝土面的上升高度,计算导管埋深,从而确定导管拆卸的节数,作好拆卸记录,防止导管拔出混凝土面而造成断桩。在混凝土浇至钢筋笼位置时,应放慢混凝土浇筑速度,使导管有较大的埋深,待混凝土表面进人钢筋骨架一定深度后,再提升导管口控制在最小埋深,使导管口高于钢筋笼底骨架一定距离继续灌注,防止钢筋笼被顶托上升。
灌注过程中应准确实测混凝土面的上升高度,随时与实灌混凝土量的理论上升高度验证,计算时应结合地质资料考虑必要的充盈量及扩孔、缩径等因素。为防止钢筋笼上浮,当灌注的混凝土顶面距钢筋笼底部lm左右时,应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到钢筋笼底口4m以上时,提升导管,使其底口高于钢筋笼底部2m时,可恢复正常灌注速度。当灌注将至设计位置时,由于导管外泥浆稠度增大,混凝土顶升困难,可用水冲法稀释泥浆,提高灌注落差,并适当加大埋深,因为此时泥砂、部分拌和物及被首批混凝土翻上来的沉淀物等杂物均落在混凝土的上面,测深无法反映混凝土顶面高度,容易造成误测,致使过早停浇。所以,规范规定桩顶标高应预加上0.5~1.0m的高度,以后再开挖基坑后凿除质量不高的一部分桩头。
综上所述,钻孔灌注桩施工中,严格按照规范要求施工,切实加强质量管理意识,要保证钻孔灌注桩的施工质量,必须强调现场人员要有高度责任心,对钻孔灌注桩施工的每个细节、每道工序都要做到严格控制,以防为主,从严控制,对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工,只有这样钻孔灌注桩的质量控制才能得到保证,避免各种事故的发生。
参考文献
[1]杜爱丽,浅谈钻孔灌注桩质量控制,青海交通科技,2008/6,P55;
[2]张金保,隆务河大桥钻孔灌注桩施工质量控制浅谈,青海交通科技,2008/6,P35;
[文章编号]1006-7619(2009)02-18-056