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摘要:冲孔灌注桩是一项传统的施工方法,本文主要结合大沙东保障性住房施工情况介绍冲孔灌注桩的施工问题。
关键词:冲孔灌注桩、成孔、水下灌注混凝土。
工程概况
本工程为某保障性住房施工总承包(标段四)工程,整个建筑物分为J3、J4栋建筑物、G-10栋会堂、G14公厕,包括2层地下室。地下建筑面积30000 m2,地上建筑面积41400 m2,是联体建筑,共71400 m2,最高层高23层;G-10栋会堂(居民健身设施)为2层;地下室面积约10800m2,土方开挖深度约为8m。
1、工艺流程和施工技术措施
(一)工艺流程
本工程的工艺流程如下采用如下工艺流程,(见图),并各工序的技术措施如下:
冲孔灌注桩施工工艺流程
2、冲孔灌注桩成孔
2.1 测量定位
平整场地后放线定桩位,在桩位中心插入一钢筋,并用混凝土固定好,经复核合格后,进入下道工序。
2.2 埋设护筒
护筒采用5mm厚的钢板加工而成,内径比桩身设计桩径大10cm,护筒埋设前要先放样,确保护筒埋设位置的准确性,并保证护筒的垂直度,护筒埋设应高出地坪20~30cm为宜,开挖埋设后,护筒周围应分层回填夯实。
2.3 冲击成孔
护筒埋设结束后将桩机就位,桩机摆放要平稳、位置准确,满足要求后即开始冲击。本工程采用卷扬机悬吊冲击钻头式冲机,选用的钻头为十字钻头。开始冲击低锤密击,每冲孔1~2m,检查冲孔的垂直度,并应排渣一次,直至设计要求,成孔过程中必须保证泥浆补给,保持孔内浆面稳定。要经常检查钢丝绳磨损情况、卡扣松紧程度、转向装置是否灵活,以免突然掉锤。
冲孔过程应勤循环清孔,控制好泥浆质量,冲至岩层时,应低锤慢冲,防止斜孔、偏孔,及时采取岩样进行分析,经鉴定合格后便清孔,清孔时必须及时补充足够的泥浆,始终保持桩孔中浆面稳定。清孔后泥浆比重应控制在1.15~1.25之间,孔底沉渣厚度小于5cm。清孔之后,就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内,定位后要加以固定,然后用导管灌注混凝土,灌注时混凝土不要中断,否则易出现断桩现象。
2.4 现场问题
由于本工程地质情况复杂,场地砾岩经不同程度风化后形成的残积土、全风化砾岩、强风化砾岩层中溶洞较发育,施工过程中反复出现冲桩孔失水塌孔,对此我施工方会同建设单位、监理公司共同研讨,采取护筒施工措施,先用钻机钻到砾石土层(9米以下)深度视地质情况,按钻孔深度下护筒,护筒规格按桩径增大100mm,护筒厚度5mm,下完护筒后用冲机低锤密冲过砾石土层,最高锤冲击,这样的施工方法有效的解决了冲桩孔因失水而造成的塌孔现象。
3、钢筋笼放置
桩的钢筋笼要在混凝土灌注前,整体放入孔内。钢筋笼应有强劲的内撑架,防止钢筋笼在运输和就位时变形,在顶面应采取有效方法进行固定,防止混凝土灌注过程中钢筋笼上升。支承系统应对准中线防止钢筋笼倾斜和移动。
钢筋笼上应事先安设控制钢筋笼与孔壁净距的混凝土垫块,这些垫块应可靠地以等距离绑在钢筋笼周径上,其沿桩长的间距不超过2m,横向圆周不得少于4处。或者采用其它有效方法以保证图纸要求的保护层得到满足。钢筋笼底面高程允许偏差为±50mm。
钢筋笼制作和吊放的允许偏差:主筋间距±10mm;箍筋间距±20 mm;钢筋笼外径±10mm钢筋笼倾斜度±0.5%;钢筋笼保护层厚度±20mm;钢筋笼中心平面位置20mm;钢筋笼顶端高程±20mm。
4、水下混凝土工程
基坑支护施工与冲孔桩施工同时进行,采用长臂式汽车泵进行泵送混凝土到桩位的施工方法进行施工。本工程采用导管灌注水下混凝土,水下混凝土必须连续施工,每根桩的浇筑时间按混凝土的初凝时间控制,对浇筑过程中的一切故障均应记录在案。
4、1桩顶浮浆的确定
由于本工程采用泥浆护壁成孔,在清孔过程中,泥浆须保持一定的浓度,因此桩顶会形成混凝土与泥浆的混合体,为保证桩身的混凝土质量,将桩顶的浇灌高度预先统一加高800mm。含泥浆的混凝土在混凝土灌注完毕可以用泵抽出,但必须保证桩顶标高满足设计要求。
4、2泵送混凝土施工
(1)准备工作:在准备开始施工前,要将混凝土汽车泵设置在基坑的运输道路靠近砼桩芯位置附近;在开始泵送前;要检查泵管安装是否牢固,管内是否干净;保证不漏气,不含杂物,防止在泵送过程出现堵管现象;
(2)泵送时,要先放入约1立方米水泥砂浆,泵送出泵体后,才可放入混凝土泵送;
(3)在泵送过程中,要确保混凝供应的连续性,如出现堵管现象,应及时组织人力进行抢修;
(4)在泵送完毕后,应彻底清洗输送管,以备下次使用。
4、3导管浇注水下混凝土
(1)采用φ255两端带法兰、中间垫橡胶止水圈的导管,导管最下一段长度为4米,其余每节长度为2.5m,另备0.5m、1.0m、1.5m短管各2节,以适应不同深度的桩,在浇注时调节整根导管的总长度。
(2)导管使用前必须进行拼装试压,试压压力一般为0.6~1.0MPa,管接头如有漏损,必须及时修补或更换,否则导管在桩孔内作业时渗入泥水,造成混凝土骨料与水泥砂浆离析,导管堵塞,正常的浇注作业被迫中止,造成断桩。
(3)每次浇注水下混凝土前,导管须进行连接拆卸检查,各管之间的连接,采用螺旋快速接头或法兰胶垫止水接头,均应将螺纹或连接螺栓拧紧,密封止水胶圈,胶垫完好无损,否则其后果与第二项所述一样,会给工程带来较大的损失。
(4)导管可以数根相连为一段,在孔口处数段连成一整根缓慢下放到下端距孔底0.3~0.5m处。也可整根或分两根由吊車吊起插入孔中,加快操作进度,节约时间,相对缩短二次清孔后至浇注开始之间的时间,对于减少孔底沉渣大有好处。 (5)整根导管的上口应连接容量为3m3~5m3以上的储料漏斗(小于Ф1600桩采用不少于3m3以上的储料漏斗),在漏斗出口与竖管连接处,悬吊一个用水泥袋包裹新鲜混凝土制成的隔水塞,初始首槽浇注,漏斗内必须装满混凝土。剪断吊隔水塞的铅丝(8#),漏斗中的流态混凝土推压着隔水塞猛冲坠落,开始了导管浇注水下混凝土的第一道工序。
(6)第一漏斗流态混凝土落入孔底,混凝土导管将下口封住,这时导管之内已是无水状态,此后相继而来的流态通过漏斗倒入管中,流态混凝土因重力作用自行从导管下口流出,混凝土表面随着管中混凝土浇注而升高,最终形成桩身。
灌注首批混凝土时,导管埋入混凝土内的深度不小于0.8m,在以后的灌注过程中,导管埋入混凝土中的埋深不宜少于2m,严禁导管提出混凝土面,并派专人测量导管埋深及管内外混凝土面高差。
(7)浇注过程中,流态混凝土主要靠自身的重力作用下坠到桩孔内,也可以在每斗混凝土注入之后,间歇性地上下提升导管捣插,这样可以进一步使混凝土密实并加快浇注速度。
(8)水下灌注的混凝土必须具有良好的和易性,浇筑前应对导管的接缝进行密封处理,防止浇筑中漏水影响混凝土质量。
(9)导管拔出混凝土面。导管提漏有两种原因:A、当导管堵塞时,一般采用上下提振法,使混凝土强行流出。但如果此时导管埋深很小,极易提漏。B、因泥浆过稠,测量导管埋深时,对砼浇注高度判断错误而在卸管时多提,使导管提离砼面,也会产生提漏。灌注砼过程中,测定已灌砼表面标高出现错误,导致导管埋深过小,出现拔脱提漏。特别是灌注后期,易将泥浆中混合的坍土层误为砼表面。因此,必须严格按照规程,用规定的测深锤测量孔内砼表面高度,并认真核对,保证提升导管不出现失误。如误将导管拔出砼面,必须及时处理。孔内砼面高度较小时,终止浇注,重新成孔;孔内砼面高度较高时,可以用2次导管插入法。导管底端加底蓋阀,插入砼面1.0m左右,导管料斗内注满砼时将导管提起约0.5m,底盖阀脱掉,即可继续水下灌注砼施工。由于要克服泥浆对导管的浮力,砼面较深时,不宜采用;使用该方法时,必须由有经验的工程师现场指导,导管长度、吊预制混凝土球阀铁丝长度、铁丝抗拉强度、混凝土面实际位置等数据,必须事先确定。
(10)钢筋笼上浮:当灌注到钢筋笼底部时,应缓慢放料,尽量减少埋深,减少对导管冲力。
5、结语
由于冲孔灌注桩是一种在施工过程中桩孔和桩身均不可见得桩基形式,无疑给确保灌注桩的施工质量增大了一定难度,这就要求了我们工程一线人员必须要对冲孔桩的施工工艺有深入的理解,严格控制各道施工工序,严把质量关,以科学的态度、严格按照规范制定落实好实施细则,务必保证施工质量。
关键词:冲孔灌注桩、成孔、水下灌注混凝土。
工程概况
本工程为某保障性住房施工总承包(标段四)工程,整个建筑物分为J3、J4栋建筑物、G-10栋会堂、G14公厕,包括2层地下室。地下建筑面积30000 m2,地上建筑面积41400 m2,是联体建筑,共71400 m2,最高层高23层;G-10栋会堂(居民健身设施)为2层;地下室面积约10800m2,土方开挖深度约为8m。
1、工艺流程和施工技术措施
(一)工艺流程
本工程的工艺流程如下采用如下工艺流程,(见图),并各工序的技术措施如下:
冲孔灌注桩施工工艺流程
2、冲孔灌注桩成孔
2.1 测量定位
平整场地后放线定桩位,在桩位中心插入一钢筋,并用混凝土固定好,经复核合格后,进入下道工序。
2.2 埋设护筒
护筒采用5mm厚的钢板加工而成,内径比桩身设计桩径大10cm,护筒埋设前要先放样,确保护筒埋设位置的准确性,并保证护筒的垂直度,护筒埋设应高出地坪20~30cm为宜,开挖埋设后,护筒周围应分层回填夯实。
2.3 冲击成孔
护筒埋设结束后将桩机就位,桩机摆放要平稳、位置准确,满足要求后即开始冲击。本工程采用卷扬机悬吊冲击钻头式冲机,选用的钻头为十字钻头。开始冲击低锤密击,每冲孔1~2m,检查冲孔的垂直度,并应排渣一次,直至设计要求,成孔过程中必须保证泥浆补给,保持孔内浆面稳定。要经常检查钢丝绳磨损情况、卡扣松紧程度、转向装置是否灵活,以免突然掉锤。
冲孔过程应勤循环清孔,控制好泥浆质量,冲至岩层时,应低锤慢冲,防止斜孔、偏孔,及时采取岩样进行分析,经鉴定合格后便清孔,清孔时必须及时补充足够的泥浆,始终保持桩孔中浆面稳定。清孔后泥浆比重应控制在1.15~1.25之间,孔底沉渣厚度小于5cm。清孔之后,就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内,定位后要加以固定,然后用导管灌注混凝土,灌注时混凝土不要中断,否则易出现断桩现象。
2.4 现场问题
由于本工程地质情况复杂,场地砾岩经不同程度风化后形成的残积土、全风化砾岩、强风化砾岩层中溶洞较发育,施工过程中反复出现冲桩孔失水塌孔,对此我施工方会同建设单位、监理公司共同研讨,采取护筒施工措施,先用钻机钻到砾石土层(9米以下)深度视地质情况,按钻孔深度下护筒,护筒规格按桩径增大100mm,护筒厚度5mm,下完护筒后用冲机低锤密冲过砾石土层,最高锤冲击,这样的施工方法有效的解决了冲桩孔因失水而造成的塌孔现象。
3、钢筋笼放置
桩的钢筋笼要在混凝土灌注前,整体放入孔内。钢筋笼应有强劲的内撑架,防止钢筋笼在运输和就位时变形,在顶面应采取有效方法进行固定,防止混凝土灌注过程中钢筋笼上升。支承系统应对准中线防止钢筋笼倾斜和移动。
钢筋笼上应事先安设控制钢筋笼与孔壁净距的混凝土垫块,这些垫块应可靠地以等距离绑在钢筋笼周径上,其沿桩长的间距不超过2m,横向圆周不得少于4处。或者采用其它有效方法以保证图纸要求的保护层得到满足。钢筋笼底面高程允许偏差为±50mm。
钢筋笼制作和吊放的允许偏差:主筋间距±10mm;箍筋间距±20 mm;钢筋笼外径±10mm钢筋笼倾斜度±0.5%;钢筋笼保护层厚度±20mm;钢筋笼中心平面位置20mm;钢筋笼顶端高程±20mm。
4、水下混凝土工程
基坑支护施工与冲孔桩施工同时进行,采用长臂式汽车泵进行泵送混凝土到桩位的施工方法进行施工。本工程采用导管灌注水下混凝土,水下混凝土必须连续施工,每根桩的浇筑时间按混凝土的初凝时间控制,对浇筑过程中的一切故障均应记录在案。
4、1桩顶浮浆的确定
由于本工程采用泥浆护壁成孔,在清孔过程中,泥浆须保持一定的浓度,因此桩顶会形成混凝土与泥浆的混合体,为保证桩身的混凝土质量,将桩顶的浇灌高度预先统一加高800mm。含泥浆的混凝土在混凝土灌注完毕可以用泵抽出,但必须保证桩顶标高满足设计要求。
4、2泵送混凝土施工
(1)准备工作:在准备开始施工前,要将混凝土汽车泵设置在基坑的运输道路靠近砼桩芯位置附近;在开始泵送前;要检查泵管安装是否牢固,管内是否干净;保证不漏气,不含杂物,防止在泵送过程出现堵管现象;
(2)泵送时,要先放入约1立方米水泥砂浆,泵送出泵体后,才可放入混凝土泵送;
(3)在泵送过程中,要确保混凝供应的连续性,如出现堵管现象,应及时组织人力进行抢修;
(4)在泵送完毕后,应彻底清洗输送管,以备下次使用。
4、3导管浇注水下混凝土
(1)采用φ255两端带法兰、中间垫橡胶止水圈的导管,导管最下一段长度为4米,其余每节长度为2.5m,另备0.5m、1.0m、1.5m短管各2节,以适应不同深度的桩,在浇注时调节整根导管的总长度。
(2)导管使用前必须进行拼装试压,试压压力一般为0.6~1.0MPa,管接头如有漏损,必须及时修补或更换,否则导管在桩孔内作业时渗入泥水,造成混凝土骨料与水泥砂浆离析,导管堵塞,正常的浇注作业被迫中止,造成断桩。
(3)每次浇注水下混凝土前,导管须进行连接拆卸检查,各管之间的连接,采用螺旋快速接头或法兰胶垫止水接头,均应将螺纹或连接螺栓拧紧,密封止水胶圈,胶垫完好无损,否则其后果与第二项所述一样,会给工程带来较大的损失。
(4)导管可以数根相连为一段,在孔口处数段连成一整根缓慢下放到下端距孔底0.3~0.5m处。也可整根或分两根由吊車吊起插入孔中,加快操作进度,节约时间,相对缩短二次清孔后至浇注开始之间的时间,对于减少孔底沉渣大有好处。 (5)整根导管的上口应连接容量为3m3~5m3以上的储料漏斗(小于Ф1600桩采用不少于3m3以上的储料漏斗),在漏斗出口与竖管连接处,悬吊一个用水泥袋包裹新鲜混凝土制成的隔水塞,初始首槽浇注,漏斗内必须装满混凝土。剪断吊隔水塞的铅丝(8#),漏斗中的流态混凝土推压着隔水塞猛冲坠落,开始了导管浇注水下混凝土的第一道工序。
(6)第一漏斗流态混凝土落入孔底,混凝土导管将下口封住,这时导管之内已是无水状态,此后相继而来的流态通过漏斗倒入管中,流态混凝土因重力作用自行从导管下口流出,混凝土表面随着管中混凝土浇注而升高,最终形成桩身。
灌注首批混凝土时,导管埋入混凝土内的深度不小于0.8m,在以后的灌注过程中,导管埋入混凝土中的埋深不宜少于2m,严禁导管提出混凝土面,并派专人测量导管埋深及管内外混凝土面高差。
(7)浇注过程中,流态混凝土主要靠自身的重力作用下坠到桩孔内,也可以在每斗混凝土注入之后,间歇性地上下提升导管捣插,这样可以进一步使混凝土密实并加快浇注速度。
(8)水下灌注的混凝土必须具有良好的和易性,浇筑前应对导管的接缝进行密封处理,防止浇筑中漏水影响混凝土质量。
(9)导管拔出混凝土面。导管提漏有两种原因:A、当导管堵塞时,一般采用上下提振法,使混凝土强行流出。但如果此时导管埋深很小,极易提漏。B、因泥浆过稠,测量导管埋深时,对砼浇注高度判断错误而在卸管时多提,使导管提离砼面,也会产生提漏。灌注砼过程中,测定已灌砼表面标高出现错误,导致导管埋深过小,出现拔脱提漏。特别是灌注后期,易将泥浆中混合的坍土层误为砼表面。因此,必须严格按照规程,用规定的测深锤测量孔内砼表面高度,并认真核对,保证提升导管不出现失误。如误将导管拔出砼面,必须及时处理。孔内砼面高度较小时,终止浇注,重新成孔;孔内砼面高度较高时,可以用2次导管插入法。导管底端加底蓋阀,插入砼面1.0m左右,导管料斗内注满砼时将导管提起约0.5m,底盖阀脱掉,即可继续水下灌注砼施工。由于要克服泥浆对导管的浮力,砼面较深时,不宜采用;使用该方法时,必须由有经验的工程师现场指导,导管长度、吊预制混凝土球阀铁丝长度、铁丝抗拉强度、混凝土面实际位置等数据,必须事先确定。
(10)钢筋笼上浮:当灌注到钢筋笼底部时,应缓慢放料,尽量减少埋深,减少对导管冲力。
5、结语
由于冲孔灌注桩是一种在施工过程中桩孔和桩身均不可见得桩基形式,无疑给确保灌注桩的施工质量增大了一定难度,这就要求了我们工程一线人员必须要对冲孔桩的施工工艺有深入的理解,严格控制各道施工工序,严把质量关,以科学的态度、严格按照规范制定落实好实施细则,务必保证施工质量。