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摘要:冲孔灌注桩是目前运用较多的一种桩基形式,由于其施工工序复杂,施工时间长,从测设桩位开始冲孔到水下浇筑桩身混凝土的全过程中,如因施工管理不到位,施工工艺不规范等种种因素,容易造成桩孔径、垂直度偏差,塌孔、扩径等质量事故,一旦出现工程质量事故,对建筑物的安全以及工期、投资影响都是巨大的。
关键词:冲孔灌注桩;施工要点;质量控制
中图分类号:U443文献标识码: A
引言
当前我国的岩溶地区建筑工程逐渐增多,通过实施高质量建筑工程冲孔桩施工技术不仅可以减少施工成本,降低施工噪音,简化施工操作,还可以提高冲击桩的安全系数,确保工程质量。然而由于冲孔灌注桩施工工艺复杂且地质变化异常,若不加强控制还是会出现施工质量问题。因此,文章通过对冲孔的施工工艺与施工质量控制进行详细的分析,以期更好的保证其施工质量。
一、工程概况
该项目两栋高层建筑桩基设计采用冲孔灌注桩,地下2层,设计桩径为ф1000mm,桩端持力层为中风化花岗岩,桩身砼充盈系数不小于1.1。工程地质条件:杂填土、粉质粘土、淤泥、中粗砂、中细砂夹淤泥、粉质粘土、中砂、卵石、残积砂质粘性土、全风化花岗岩等
二、冲孔灌注桩的施工工艺
(一)开工准备
施工组织设计报审,工程材料、构配件、设备报审,单位资质报审,工程定位报验,施工进度计划报审,特种作业人员操作证报审,开工报审。
(二)冲孔前准备
1.机具选择:选用ZZ—6A型桩孔钻机,采用空心式桩锤,成孔過程采取正循环的清孔方法。
2.护筒埋设:为了便于定位施工,采用人工挖孔桩护壁定位替代钢护筒,埋设深度为1.0~1.5m。
(三)冲击成孔
1.桩机就位对中时应保持机架平稳,行管下的枕木应用砂袋垫平垫实。
2.开孔阶段:桩锤中心必须对准桩位中心,并保持机架平稳,不能发生位移,倾斜和沉陷。开孔阶段采用小冲程密击,锤高0.4—0.6m,并及时加片石或砂砾石和红土造浆护壁。
3.冲进过程中应注意对照地质勘察报告,在松软土层中冲进时,应根据泥浆补给情况控制冲进速度,在硬层或岩层中的冲进速度要严格控制。
4.当进入持力层冲进约100mm后清孔并取样,会同设计、监理、建设单位、地勘部门现场人员一起对其岩样进行鉴定,确定岩样为设计要求的持力层并做好会签记录,再按设计要求的嵌岩深度继续冲进。
5.在冲孔、排渣或因故障停冲时,应始终保持孔内泥浆水头高度(高出地下水位1.5m以上),并采用泥浆泵不停的往孔内输送泥浆,以确保孔内泥浆相对密度稳定。
(四)清孔
在冲孔达到设计的标高并且入岩嵌固满足要求之后,在经过业主、监理单位、勘察单位等验收合格之后,对孔径和标高进行测量,进行桩位的偏差值复测之后,就需要对桩孔进行清理工作。清孔作为冲孔灌注桩里面的一个重要施工程序,对施工质量有着重要的影响。在本工程中,采用的是掏渣与换浆相结合的方法:在终孔之后继续用低锤冲20~30分钟,一般情况下宜采用底部比较平坦的冲锤,能够将岩石尽量打碎,方便清渣。清渣使用的是底部带有活门的抽渣筒,进行反复抽渣,从而彻底的将孔底部的沉渣、淤泥清除出去。
(五)水下混凝土的灌注
水下混凝土的灌注也是冲孔灌注桩的一个重要施工工序,在选用混凝土时,要注意选择生产资质良好、信誉佳、有质量体系认证单位的商品混凝土,经由搅拌车直接将混凝土运送到每一个施工桩孔。混凝土应该严格按照配合比来进行拌制,坍落度、水灰比、每立方米水泥的用量和外加剂都应该符合设计规范的要求;进行混凝土灌注时采用的是ф250mm螺旋式接头导管来进行灌注,首先要保证混凝土的强度达到设计的要求,并且还要控制好初凝时间以及良好的和易性,一般情况下,初凝时间不低于3~4h,以满足混凝土浇灌和接头施工的工艺要求,坍落度控制在18~22cm,使其具有一定的流动保持率,
水下混凝土的水泥用量不宜小于360kg/m³,水灰比不应大于0.6。
三、冲孔灌注桩常见的问题
(一)垂直度偏差。
依据《建筑桩基技术规范》,灌注桩施工时的垂直度偏差不能超过l%,否则会对桩身荷载分布产生影响,进而影响整个桩基的质量,并对上部建筑物带来不良影响。在软弱的土层施工,桩机本身的重量以及冲孔时的振动往往容易使机身倾斜;施工时,基岩的岩面较陡;冲孔时碰到软硬土层交接处或者地下障碍物,致使冲锤受力不均匀,使冲锤发生偏离,造成桩孔偏斜,这些都会出现垂直度偏差过大的问题。
(二)缩颈
当桩身直径比设计的尺寸小时,桩身的混凝土面积就会偏小,桩基的承载力也会随之降低,从而降低了使用寿命。通常,土层构成是塑性膨胀土或者粉土粉砂层,在软弱土浸水以后致使体积变大,很容易造成缩孔;清空以后间隔时间长再灌注混凝土;冲锤长期使用造成磨损,使锤径变小;桩间距如果比较小,施工时附近的桩基挤压,这些情况都会造成缩颈。
(三)塌孔
在成孔或安装钢筋笼时孔口溢出泥浆含有大量的气泡,或者泥浆的水平面在孔内骤然下降,成孔以后孔底的沉渣增多,这些情况就属于孔壁坍塌,即塌孔。通常在淤泥松散土层、粉砂土或流砂中施工时,这些土层直立性弱,尤其是遇到流动较快的地下水,进尺太快,很容易造成塌孔;泥浆的密度没有达到施工技术的要求,泥浆在孔内的水平面低于孔外;护筒没有按照规范埋置,深度没有达到要求或者周边没有用粘土夯实,筒底和土层的接触面出现孔隙致使泥浆冲刷孔壁,这些情况都会造成塌孔。
四、冲孔灌注桩施工质量控制措施
(一)加强钢筋笼吊装质量
在进行钢筋笼制作的过程中,施工单位要对施工材料进行严格审查,确保施工材料质量完全符合钢筋笼的施工要求。要对施工材料进行现场抽检,抽检结果合格后才可以将施工材料进行钢筋笼制作。施工人员要严格按照钢筋笼的设计要求及质量要求进行制作,制作完成后由专业人员进行质量检验。要对钢筋笼的主筋间距、搭接方法、搭接长度等严格依照规范标准进行检验分析,对不符合设计规范的产品及时进行处理。检验合格后的钢筋笼可以进行吊装入孔,确保加强冲孔桩施工质量。在进行吊装的过程中,施工人员要对钢筋笼的起吊点进行严格控制,保证钢筋笼垂直对准空位,缓慢放入。入孔后要将钢筋笼固定在桩基上,防止出现钢筋笼上浮现象。在进行放入的过程中要避免出现碰撞及强行下放现象,要对笼高顶标高进行严格控制,确保标高符合施工规范要求。
(二)确保砼浇筑质量
砼浇筑质量直接关系到岩溶地区建筑工程冲孔桩施工质量控制的效果,因此在进行砼浇筑质量控制的过程中,施工人员要严格保证混凝土搅拌物的质量,确保混凝土配料的效果。现场砂石实际含水量配置要严格依照施工配合比。在进行混凝土配置的过程中,水泥和外加剂的称重误差在1%之内,坍落度在16~22cm之内,确保混凝土的和异性和流动性。与此同时,在进行在进行混凝土配置的过程中,施工人员还要对细骨料含泥沙量进行控制,保证砂率在40%~50%之间。采用水下灌注,灌注的过程中要保证混凝土的导管到桩底低于0.3m,保证导管的上升速度高于2m/h。在进行砼浇筑的过程中,施工人员要对砼浇筑混凝土的坍落度进行检验,从本质上提高混凝土的连续灌注效果。
(三)成桩现场施工质量控制要点
成桩现场施工过程,需要控制的质量要点在于:一是,混凝土灌注桩使用的施工材料,如石、砂、水泥以及水质等材料应进行合格检查;二是,重视控制混凝土搅拌的时间与混凝土的坍落度处于适当的范围,具体应根据混凝土面的标高和导管的埋入深度来控制,一般混凝土坍落度采用18~20cm,以防止发生断桩、夹泥、堵管等现象,还有为了提高桩身上部混凝土的抗压强度,当灌注至距桩顶标高8~10m时,需要及时调整坍落度至12~16cm;三是,严禁把导管底端提出混凝土面,导管在混凝土中的埋置深度一般宜保持在2~6m,宜≯5m且≮1m;四是,水下混凝土主要是采用导管灌注,但实际工程中经常会出现混凝土离析现象,此现象可通过采取适当的配合比来减少;五是,每段桩体的充盈系数要严格控制,通常桩身混凝土的充盈系数必须>1,充盈系数控制关键在于成孔过程中孔径的控制。
结束语
冲击成孔灌注桩一般为混凝土水下灌注桩,广泛应用于各类建筑,但由于施工技术控制不严、操作不当、地质条件的特殊性等原因,易造成施工质量缺陷,因此现场施工管理人员、监理人员应认真做好事前、事中控制,对其关键工序和薄弱环节设置质量控制点,严格按规范和工序进行质量控制,坚持每道工序实施检查验收许可制,才能真正确保冲孔灌注桩的施工质量与安全。
参考文献:
[1]许晓英.浅谈冲孔灌注桩在混凝土灌注过程中的质量控制[J].福建建设科技,2013,05:16-17+11.
[2]陈金仙.冲孔灌注桩施工存在的常见问题及质量控制分析[J].广东建材,2013,01:58-60.
[3]曹健.高层建筑冲孔灌注桩基础施工质量控制技术[J].门窗,2013,07:129-132.
关键词:冲孔灌注桩;施工要点;质量控制
中图分类号:U443文献标识码: A
引言
当前我国的岩溶地区建筑工程逐渐增多,通过实施高质量建筑工程冲孔桩施工技术不仅可以减少施工成本,降低施工噪音,简化施工操作,还可以提高冲击桩的安全系数,确保工程质量。然而由于冲孔灌注桩施工工艺复杂且地质变化异常,若不加强控制还是会出现施工质量问题。因此,文章通过对冲孔的施工工艺与施工质量控制进行详细的分析,以期更好的保证其施工质量。
一、工程概况
该项目两栋高层建筑桩基设计采用冲孔灌注桩,地下2层,设计桩径为ф1000mm,桩端持力层为中风化花岗岩,桩身砼充盈系数不小于1.1。工程地质条件:杂填土、粉质粘土、淤泥、中粗砂、中细砂夹淤泥、粉质粘土、中砂、卵石、残积砂质粘性土、全风化花岗岩等
二、冲孔灌注桩的施工工艺
(一)开工准备
施工组织设计报审,工程材料、构配件、设备报审,单位资质报审,工程定位报验,施工进度计划报审,特种作业人员操作证报审,开工报审。
(二)冲孔前准备
1.机具选择:选用ZZ—6A型桩孔钻机,采用空心式桩锤,成孔過程采取正循环的清孔方法。
2.护筒埋设:为了便于定位施工,采用人工挖孔桩护壁定位替代钢护筒,埋设深度为1.0~1.5m。
(三)冲击成孔
1.桩机就位对中时应保持机架平稳,行管下的枕木应用砂袋垫平垫实。
2.开孔阶段:桩锤中心必须对准桩位中心,并保持机架平稳,不能发生位移,倾斜和沉陷。开孔阶段采用小冲程密击,锤高0.4—0.6m,并及时加片石或砂砾石和红土造浆护壁。
3.冲进过程中应注意对照地质勘察报告,在松软土层中冲进时,应根据泥浆补给情况控制冲进速度,在硬层或岩层中的冲进速度要严格控制。
4.当进入持力层冲进约100mm后清孔并取样,会同设计、监理、建设单位、地勘部门现场人员一起对其岩样进行鉴定,确定岩样为设计要求的持力层并做好会签记录,再按设计要求的嵌岩深度继续冲进。
5.在冲孔、排渣或因故障停冲时,应始终保持孔内泥浆水头高度(高出地下水位1.5m以上),并采用泥浆泵不停的往孔内输送泥浆,以确保孔内泥浆相对密度稳定。
(四)清孔
在冲孔达到设计的标高并且入岩嵌固满足要求之后,在经过业主、监理单位、勘察单位等验收合格之后,对孔径和标高进行测量,进行桩位的偏差值复测之后,就需要对桩孔进行清理工作。清孔作为冲孔灌注桩里面的一个重要施工程序,对施工质量有着重要的影响。在本工程中,采用的是掏渣与换浆相结合的方法:在终孔之后继续用低锤冲20~30分钟,一般情况下宜采用底部比较平坦的冲锤,能够将岩石尽量打碎,方便清渣。清渣使用的是底部带有活门的抽渣筒,进行反复抽渣,从而彻底的将孔底部的沉渣、淤泥清除出去。
(五)水下混凝土的灌注
水下混凝土的灌注也是冲孔灌注桩的一个重要施工工序,在选用混凝土时,要注意选择生产资质良好、信誉佳、有质量体系认证单位的商品混凝土,经由搅拌车直接将混凝土运送到每一个施工桩孔。混凝土应该严格按照配合比来进行拌制,坍落度、水灰比、每立方米水泥的用量和外加剂都应该符合设计规范的要求;进行混凝土灌注时采用的是ф250mm螺旋式接头导管来进行灌注,首先要保证混凝土的强度达到设计的要求,并且还要控制好初凝时间以及良好的和易性,一般情况下,初凝时间不低于3~4h,以满足混凝土浇灌和接头施工的工艺要求,坍落度控制在18~22cm,使其具有一定的流动保持率,
水下混凝土的水泥用量不宜小于360kg/m³,水灰比不应大于0.6。
三、冲孔灌注桩常见的问题
(一)垂直度偏差。
依据《建筑桩基技术规范》,灌注桩施工时的垂直度偏差不能超过l%,否则会对桩身荷载分布产生影响,进而影响整个桩基的质量,并对上部建筑物带来不良影响。在软弱的土层施工,桩机本身的重量以及冲孔时的振动往往容易使机身倾斜;施工时,基岩的岩面较陡;冲孔时碰到软硬土层交接处或者地下障碍物,致使冲锤受力不均匀,使冲锤发生偏离,造成桩孔偏斜,这些都会出现垂直度偏差过大的问题。
(二)缩颈
当桩身直径比设计的尺寸小时,桩身的混凝土面积就会偏小,桩基的承载力也会随之降低,从而降低了使用寿命。通常,土层构成是塑性膨胀土或者粉土粉砂层,在软弱土浸水以后致使体积变大,很容易造成缩孔;清空以后间隔时间长再灌注混凝土;冲锤长期使用造成磨损,使锤径变小;桩间距如果比较小,施工时附近的桩基挤压,这些情况都会造成缩颈。
(三)塌孔
在成孔或安装钢筋笼时孔口溢出泥浆含有大量的气泡,或者泥浆的水平面在孔内骤然下降,成孔以后孔底的沉渣增多,这些情况就属于孔壁坍塌,即塌孔。通常在淤泥松散土层、粉砂土或流砂中施工时,这些土层直立性弱,尤其是遇到流动较快的地下水,进尺太快,很容易造成塌孔;泥浆的密度没有达到施工技术的要求,泥浆在孔内的水平面低于孔外;护筒没有按照规范埋置,深度没有达到要求或者周边没有用粘土夯实,筒底和土层的接触面出现孔隙致使泥浆冲刷孔壁,这些情况都会造成塌孔。
四、冲孔灌注桩施工质量控制措施
(一)加强钢筋笼吊装质量
在进行钢筋笼制作的过程中,施工单位要对施工材料进行严格审查,确保施工材料质量完全符合钢筋笼的施工要求。要对施工材料进行现场抽检,抽检结果合格后才可以将施工材料进行钢筋笼制作。施工人员要严格按照钢筋笼的设计要求及质量要求进行制作,制作完成后由专业人员进行质量检验。要对钢筋笼的主筋间距、搭接方法、搭接长度等严格依照规范标准进行检验分析,对不符合设计规范的产品及时进行处理。检验合格后的钢筋笼可以进行吊装入孔,确保加强冲孔桩施工质量。在进行吊装的过程中,施工人员要对钢筋笼的起吊点进行严格控制,保证钢筋笼垂直对准空位,缓慢放入。入孔后要将钢筋笼固定在桩基上,防止出现钢筋笼上浮现象。在进行放入的过程中要避免出现碰撞及强行下放现象,要对笼高顶标高进行严格控制,确保标高符合施工规范要求。
(二)确保砼浇筑质量
砼浇筑质量直接关系到岩溶地区建筑工程冲孔桩施工质量控制的效果,因此在进行砼浇筑质量控制的过程中,施工人员要严格保证混凝土搅拌物的质量,确保混凝土配料的效果。现场砂石实际含水量配置要严格依照施工配合比。在进行混凝土配置的过程中,水泥和外加剂的称重误差在1%之内,坍落度在16~22cm之内,确保混凝土的和异性和流动性。与此同时,在进行在进行混凝土配置的过程中,施工人员还要对细骨料含泥沙量进行控制,保证砂率在40%~50%之间。采用水下灌注,灌注的过程中要保证混凝土的导管到桩底低于0.3m,保证导管的上升速度高于2m/h。在进行砼浇筑的过程中,施工人员要对砼浇筑混凝土的坍落度进行检验,从本质上提高混凝土的连续灌注效果。
(三)成桩现场施工质量控制要点
成桩现场施工过程,需要控制的质量要点在于:一是,混凝土灌注桩使用的施工材料,如石、砂、水泥以及水质等材料应进行合格检查;二是,重视控制混凝土搅拌的时间与混凝土的坍落度处于适当的范围,具体应根据混凝土面的标高和导管的埋入深度来控制,一般混凝土坍落度采用18~20cm,以防止发生断桩、夹泥、堵管等现象,还有为了提高桩身上部混凝土的抗压强度,当灌注至距桩顶标高8~10m时,需要及时调整坍落度至12~16cm;三是,严禁把导管底端提出混凝土面,导管在混凝土中的埋置深度一般宜保持在2~6m,宜≯5m且≮1m;四是,水下混凝土主要是采用导管灌注,但实际工程中经常会出现混凝土离析现象,此现象可通过采取适当的配合比来减少;五是,每段桩体的充盈系数要严格控制,通常桩身混凝土的充盈系数必须>1,充盈系数控制关键在于成孔过程中孔径的控制。
结束语
冲击成孔灌注桩一般为混凝土水下灌注桩,广泛应用于各类建筑,但由于施工技术控制不严、操作不当、地质条件的特殊性等原因,易造成施工质量缺陷,因此现场施工管理人员、监理人员应认真做好事前、事中控制,对其关键工序和薄弱环节设置质量控制点,严格按规范和工序进行质量控制,坚持每道工序实施检查验收许可制,才能真正确保冲孔灌注桩的施工质量与安全。
参考文献:
[1]许晓英.浅谈冲孔灌注桩在混凝土灌注过程中的质量控制[J].福建建设科技,2013,05:16-17+11.
[2]陈金仙.冲孔灌注桩施工存在的常见问题及质量控制分析[J].广东建材,2013,01:58-60.
[3]曹健.高层建筑冲孔灌注桩基础施工质量控制技术[J].门窗,2013,07:129-132.