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浙江省交通运输厅工程质量监督局 杭州 311215
摘要:随着国家科学技术的发展,钻孔灌注桩是广泛应用于建筑方面,也得到了长足的发展,我国的钻孔灌注桩的设计与施工水平。本文首先阐述了土木工程基础施工技术在我国的现状和桩型原理,然后从六大方面详细探讨了土建工程钻孔灌注桩施工技术要点,最后对其施工中常见技术问题及防治对策进行了阐述。
关键词:建筑工程;桩基;钻孔灌注桩;施工技术
一、土建工程钻孔灌注桩施工技术要点
(一)钻孔机的安装与定位
安装钻孔机的基础如果不稳定,施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响。因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基,可用推土机推平,在垫上钢板或枕木加固。
为防止桩位不准,施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机,对有钻塔的钻孔机,先利用钻机的动力与附近的地笼配合,将钻杆移动大致定位,再用千斤顶将机架顶起,准确定位,使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护简中心在一垂线上,以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。对准桩位后,用枕木垫平钻机横粱,并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。
(二)埋设护筒
钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时,在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头,增加孔内静水压力,能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外,同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。
(三)泥浆制备
钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具,增大静水压力,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流,防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆,应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度,泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握,泥浆太稀,排渣能力小、护壁效果差;泥浆太稠会削弱钻头冲击功能,降低钻进速度。
(四)钻孔
钻孔是一道关键工序,在施工中必须严格按照操作要求进行,才能保证成孔质量,首先要注意开孔质量,为此必须对好中线及垂直度,并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用),还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时,附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔,下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应实事先规划好,既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔,又
要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰,一般可采用的顺序钻孔。
(五)清孔
钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成装置量与桩身曲直。为此,除了钻孔过程中密切观测监督外,在钻孔达到设计要求深度后,应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时,应立即进行孔底清理,避免隔时过长以致泥浆沉淀,引起钻孔坍塌。
对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时,要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30 cm;当孔壁不易坍塌时,不大于20 cm。
2、对于柱桩,要求在射水或射风前,沉渣厚度不大于5 cm。
3、清孔方法视使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣简等清孔。其中用吸泥机清孔,所需设备不多,操作方便,清孔也较彻底,但在不稳定土层中应慎重使用。
(六)灌注水下砼
砼灌注分为首批砼灌注与后续砼灌注及后期灌注三个过程。在前一过程中,砼灌注量与泥浆至砼面高度,砼面至孔底高度,泥浆的密度,都与导管内径及桩直径有关。孔径越大,首批灌注的砼量越多。由于砼量大,搅拌时间长,因此可能出现离析现象,首批砼在下落过程中,由于和易性变差,受的阻力变大,常出现导管中堵满砼,甚至漏斗内还有部分砼,此时应稍拉导管,晃动漏斗,以便迅速向漏斗加砼,这样能使砼顺利下滑至孔底,下满后,继续向漏斗加入砼,进行后续灌注。在后续灌注中,当出现非连续性灌注时,漏斗中的砼下落后,应当牵动导管,并观察孔口返浆情况,直至孔口不再返浆,再向漏斗中加入砼。
二、钻孔灌注桩施工中常见技术问题及防治
(一)孔壁坍陷
钻进过程中,如发现排出的泥浆中不断出现气泡,或泥浆突然漏失,则表示有孔壁坍陷迹象。其造成原因是土质松散,泥浆护壁不好,护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。
其防治措施为:在松散易坍的土层中,适当埋深护筒,用粘土密实填封护筒四周,使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和粘度,保持护筒内泥浆水位高于地下水位。搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。成孔后,尽量减少待灌时间,并控制混凝土的灌注时间,在保证施工质量的情况下,尽量缩短灌注时间。
(二)缩颈
缩颈即孔径小于设计孔径。其造成原因:塑性土膨胀或冲击钻钻孔时遇岩石锤头磨损变小的原因。
其防治措施为:采用优质泥浆,降低失水量。成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片,在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩颈,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。对于遇到岩石的情况,应经常检查冲击钻的锤头直径及外形,如由变化应及时进行修补或整形。
(三)卡管
水中灌注混凝土过程中,无法继续进行的现象。其造成原因:初灌时,隔水栓堵管;混凝土和易性、流动性差造成离析;混凝土中粗骨料粒径过大;各种机械故障引起混凝土浇筑不连续,在导管中停留时间过长而卡管;导管进水造成混凝土离析等。
其防治措施:使用的隔水栓直径应与导管内径相匹配,同时具有良好的隔水性能,保证顺利排出。在混凝土灌注时,应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过实验室确定,坍落度宜为18-22cm,粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4,且应小于40mm。为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性,导管使用前应试拼装、试压,以避免导管进水。在混凝土浇筑过程中,混凝土应缓缓倒入漏斗的导管,避免在导管内形成高压气塞。
(四)埋管
导管不能从混凝土中提出,我们称之为埋管。其造成原因有导管埋深过大,灌注时间过长、混凝土已初凝,塌孔严重等原因。埋管轻则损坏导管,重则毁桩。因此灌注时间尽量不要太长,导管埋深要严格控制在2m~6m范围内。
其防治措施为:一旦发生埋管,可先卸掉料斗,用卷扬机或吊车直接吊拉导管。吊拉时应全力、小幅、间隔、快速提动导管,不可猛提硬拉,待导管活动开后再提卸。一般经过这样折腾后的导管尤其是法兰变形严重,应检修并做水密实验,合格后再用。
三、结束语
总之,土木工程的钻孔灌注桩施工技术质量具有重要的意义,因此,在施工过程中,要严格控制和管理钻孔灌注桩施工质量,确保施工工序的顺利进行,保证成桩的质量,从而促进土建桩基工程施工的质量,实现土建工程的快速发展。
参考文献:
[1]丁育南,朱伟强,戚启明.钻孔灌注桩基础施工质量监控要点[J].施工技术,2006.6.
[2]单慧平.浅谈钻孔灌注桩施工管理与质量控制[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2011.4.
[3]黎国安.关于钻孔灌注桩施工中常见问题及处理措施的探讨[J].科技创新导报,2010.2.
摘要:随着国家科学技术的发展,钻孔灌注桩是广泛应用于建筑方面,也得到了长足的发展,我国的钻孔灌注桩的设计与施工水平。本文首先阐述了土木工程基础施工技术在我国的现状和桩型原理,然后从六大方面详细探讨了土建工程钻孔灌注桩施工技术要点,最后对其施工中常见技术问题及防治对策进行了阐述。
关键词:建筑工程;桩基;钻孔灌注桩;施工技术
一、土建工程钻孔灌注桩施工技术要点
(一)钻孔机的安装与定位
安装钻孔机的基础如果不稳定,施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响。因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基,可用推土机推平,在垫上钢板或枕木加固。
为防止桩位不准,施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机,对有钻塔的钻孔机,先利用钻机的动力与附近的地笼配合,将钻杆移动大致定位,再用千斤顶将机架顶起,准确定位,使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护简中心在一垂线上,以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。对准桩位后,用枕木垫平钻机横粱,并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。
(二)埋设护筒
钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时,在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头,增加孔内静水压力,能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外,同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。
(三)泥浆制备
钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具,增大静水压力,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流,防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆,应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度,泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握,泥浆太稀,排渣能力小、护壁效果差;泥浆太稠会削弱钻头冲击功能,降低钻进速度。
(四)钻孔
钻孔是一道关键工序,在施工中必须严格按照操作要求进行,才能保证成孔质量,首先要注意开孔质量,为此必须对好中线及垂直度,并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用),还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时,附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔,下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应实事先规划好,既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔,又
要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰,一般可采用的顺序钻孔。
(五)清孔
钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成装置量与桩身曲直。为此,除了钻孔过程中密切观测监督外,在钻孔达到设计要求深度后,应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时,应立即进行孔底清理,避免隔时过长以致泥浆沉淀,引起钻孔坍塌。
对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时,要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30 cm;当孔壁不易坍塌时,不大于20 cm。
2、对于柱桩,要求在射水或射风前,沉渣厚度不大于5 cm。
3、清孔方法视使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣简等清孔。其中用吸泥机清孔,所需设备不多,操作方便,清孔也较彻底,但在不稳定土层中应慎重使用。
(六)灌注水下砼
砼灌注分为首批砼灌注与后续砼灌注及后期灌注三个过程。在前一过程中,砼灌注量与泥浆至砼面高度,砼面至孔底高度,泥浆的密度,都与导管内径及桩直径有关。孔径越大,首批灌注的砼量越多。由于砼量大,搅拌时间长,因此可能出现离析现象,首批砼在下落过程中,由于和易性变差,受的阻力变大,常出现导管中堵满砼,甚至漏斗内还有部分砼,此时应稍拉导管,晃动漏斗,以便迅速向漏斗加砼,这样能使砼顺利下滑至孔底,下满后,继续向漏斗加入砼,进行后续灌注。在后续灌注中,当出现非连续性灌注时,漏斗中的砼下落后,应当牵动导管,并观察孔口返浆情况,直至孔口不再返浆,再向漏斗中加入砼。
二、钻孔灌注桩施工中常见技术问题及防治
(一)孔壁坍陷
钻进过程中,如发现排出的泥浆中不断出现气泡,或泥浆突然漏失,则表示有孔壁坍陷迹象。其造成原因是土质松散,泥浆护壁不好,护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。
其防治措施为:在松散易坍的土层中,适当埋深护筒,用粘土密实填封护筒四周,使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和粘度,保持护筒内泥浆水位高于地下水位。搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。成孔后,尽量减少待灌时间,并控制混凝土的灌注时间,在保证施工质量的情况下,尽量缩短灌注时间。
(二)缩颈
缩颈即孔径小于设计孔径。其造成原因:塑性土膨胀或冲击钻钻孔时遇岩石锤头磨损变小的原因。
其防治措施为:采用优质泥浆,降低失水量。成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片,在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩颈,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。对于遇到岩石的情况,应经常检查冲击钻的锤头直径及外形,如由变化应及时进行修补或整形。
(三)卡管
水中灌注混凝土过程中,无法继续进行的现象。其造成原因:初灌时,隔水栓堵管;混凝土和易性、流动性差造成离析;混凝土中粗骨料粒径过大;各种机械故障引起混凝土浇筑不连续,在导管中停留时间过长而卡管;导管进水造成混凝土离析等。
其防治措施:使用的隔水栓直径应与导管内径相匹配,同时具有良好的隔水性能,保证顺利排出。在混凝土灌注时,应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过实验室确定,坍落度宜为18-22cm,粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4,且应小于40mm。为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性,导管使用前应试拼装、试压,以避免导管进水。在混凝土浇筑过程中,混凝土应缓缓倒入漏斗的导管,避免在导管内形成高压气塞。
(四)埋管
导管不能从混凝土中提出,我们称之为埋管。其造成原因有导管埋深过大,灌注时间过长、混凝土已初凝,塌孔严重等原因。埋管轻则损坏导管,重则毁桩。因此灌注时间尽量不要太长,导管埋深要严格控制在2m~6m范围内。
其防治措施为:一旦发生埋管,可先卸掉料斗,用卷扬机或吊车直接吊拉导管。吊拉时应全力、小幅、间隔、快速提动导管,不可猛提硬拉,待导管活动开后再提卸。一般经过这样折腾后的导管尤其是法兰变形严重,应检修并做水密实验,合格后再用。
三、结束语
总之,土木工程的钻孔灌注桩施工技术质量具有重要的意义,因此,在施工过程中,要严格控制和管理钻孔灌注桩施工质量,确保施工工序的顺利进行,保证成桩的质量,从而促进土建桩基工程施工的质量,实现土建工程的快速发展。
参考文献:
[1]丁育南,朱伟强,戚启明.钻孔灌注桩基础施工质量监控要点[J].施工技术,2006.6.
[2]单慧平.浅谈钻孔灌注桩施工管理与质量控制[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2011.4.
[3]黎国安.关于钻孔灌注桩施工中常见问题及处理措施的探讨[J].科技创新导报,2010.2.