旋挖钻孔灌注桩施工工艺及质量控制

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:caway1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘 要:旋挖钻孔灌注桩近些年来已经在建筑工程中得到飞速的发展。文章从旋挖钻孔灌注桩的施工工艺,及旋挖钻孔灌注桩的质量控制方法完整的阐述了旋挖钻孔灌注桩,并根据施工中常见的质量问题提出了相应的处理方法。
  中图分类号: TU37文献标识码: A
  关键词:桩基础、旋挖钻机、混凝土、泥漿护壁、水下灌注
  
  旋挖钻机自二战后研发生产,在国际市场上已经有了数十年的发展历史。我国自上世纪九十年代引进这项技术,近几年来旋挖钻机取得了飞速的发展。旋挖钻机是一种多功能、高效率的灌注桩桩孔的成孔设备,可以实现桅杆垂直度的自动调节和钻孔深度的计量;旋挖钻孔施工是利用钻杆和钻斗的旋转,以钻斗自重并加液压作为钻进压力,使土屑装满钻斗后提升钻斗出土。通过钻斗的旋转、挖土、提升、卸土和泥浆置换护壁,反复循环而成孔。其特点是工作效率高、施工质量好、尘土泥浆污染少。
  旋挖钻孔灌注桩施工工艺
  1、1旋挖钻机适用范围
  旋挖钻机一般适用粘土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层,借钻具自重和钻机加压力,耙齿切入土层,在回转力矩的作用下钻斗同时回转配合不同钻具,适应于干式(短螺旋)、湿式(回转斗)及岩层(岩心钻)的成孔作业。根据不同的地质条件选用不同的钻杆、钻头及合理的斗齿刃角。对于具有大扭矩动力头和自动内锁式伸缩钻杆的钻机,可以适应微风化岩层的施工。
  1、2旋挖钻机工作原理
  旋挖钻机钻进成孔工艺旋挖成孔,首先是通过钻机自有的行走功能和桅杆变幅机构使得钻具能正确的就位到桩位,利用桅杆导向下放钻杆将底部带有活门的桶式钻头置放到孔位,钻机动力头装置为钻杆提供扭矩、加压装置通过加压动力头的方式将加压力传递给钻杆钻头,钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻头内,然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土、卸土,直至钻至设计深度。
  1、3旋挖钻孔灌注桩施工流程
  施工准备
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  1、4旋挖钻孔灌注桩施工方法
  (1)施工准备
  按照施工设计图纸的要求,准备施工机械设备。清除杂物、淤泥,平整桩基范围内的场地并压实。复测控制点及控制网和导线,测放桩位。场地平整和施工便道:合理布置施工便道,与钻孔位置保持一定的距离,满足施工需要亦不影响孔壁稳定。位于陡坎处或坡度较大的地段的钻孔桩,采用半挖半填法平整场地进行施工,其他地段进行场地平整施工。
  (3)护筒设置
  钢护筒埋置深度以能隔开流塑状地层以及表面杂填土为主要原则。钢护筒分节加工,顶部和底部各1m范围作加强箍。每节护筒连接采用坡口焊。
  (4)钻机就位
  钻机就位时与平面最大倾角不超过4°,钻机平台处必需碾压密实。进行桩位放样,将钻机行驶到要施工的孔位,调整桅杆角度,操作卷扬机,将钻头中心与钻孔中心对准,并放入孔内,调整钻机垂直度参数,使钻杆垂直,同时稍微提升钻具,确保钻头环刀自由浮动孔内。
  (5)钻机成孔
  开钻:开钻时,采用正循环钻进,慢速钻进,待钻进至5m左右后,再正常钻进。
  钻进:在钻进过程中,根据土质情况来控制进尺的快慢,并经常对钻孔泥浆的相对密度和浆面等检查观察。钻孔时,坚持以减压钻进,保持重锤导向作用,保证成孔垂直度。钻孔作业连续进行,经常对钻孔泥浆抽检试验,不符合要求时要及时补充或调整。孔内水头始终保持超过外面水面2.0m以上,以加强护壁,防止塌孔。
  邻孔开钻:相邻桩的钻孔,在桩中距2.5D范围以内的其他任何桩的砼灌注完成后24小时,才能开始,以避免扰动正在凝固的邻桩的砼。
  停钻:施工作业分班连续进行,施工过程一气呵成,不在中途停顿,如确因故须停止钻进时,钻头需提离孔底不小于2.0m,防止掉钻头等事故的发生。
  钻孔前先用水准仪确定护筒标高,并以此作为基点,按设计要求的孔底标高计算孔深,以钻具长度确定孔深。
  (6)清孔
  采用换浆法施工,即向孔内注入经过泥浆处理器处理过的泥浆,换出孔底沉碴及浓度较大的泥浆。孔内排出的泥浆手摸无2~3mm颗粒,泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,粘度17~20s。
  (7)钢筋笼吊装
  吊入钢筋笼时,对准孔位轻放、慢放。下放过程中,注意观察孔内水位情况,如有异样,立即停止,检查是否塌孔。
  (8)灌注桩身混凝土
  利用钻孔灌注漏斗采用φ273快速卡口垂直导管提升法灌注桩身水下砼。
  导管试拼:使用前试拼、试压,试压压力为孔底静水压力的1.5倍。
  导管下放:导管拼好并试压后,导管位置居于孔中,轴线顺直,稳步沉放,导管底口距孔底0.3~0.5m。
  导管埋深:导管初埋深不小于1.0m,其后按2.0~6.0m的埋深量进行控制。
  
  旋挖钻孔灌注桩质量控制
  2、1桩孔桩位及孔顶标高控制
  桩基定位后,根据桩定位点拉十字线钉放四个控制桩,以四个控制桩为基准埋设钢护筒。护筒一般选用10mm厚钢板卷制而成,护筒内径为设计桩径+20cm,高度约2.0m,上部开设2个溢浆孔,利用钻机旋挖斗将钢护筒静力压入土中,其顶端应高出地面。钢护筒埋设完成后复测桩位,测量护筒标高后,钻机才能就位;桩机定位要准确、水平、垂直、稳固,钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。旋挖钻机就位后,利用自动控制系统调整其垂直度,钻机安放定位时,要机座平整,机塔垂直,转盘(钻头)中心与护筒十字线中心对正,注入稳定液后,进行钻孔。2、2桩孔孔径控制
  钻孔前必须检查钻头保径装置,钻头直径、钻头磨损情况,施工过程对钻头磨损超标的及时更换。防止作业人员疏忽用错其他规格的钻头,或因钻头陈旧,磨损后直径变小。
  2、3桩孔垂直度控制
  钻机进场前需要提前压实、平整施工场地,防止钻机在钻进过程中发生不均匀沉降,导致钻孔偏斜。钻机钻孔过程中定时检查钻杆的垂直度,发现偏差立即调整。定期检查钻头、钻杆及接头,防止由于钻头翼板磨损不一,钻头受力不均,造成偏离钻进方向。在软硬土层交界面或倾斜岩面处钻进时,应低速低钻压钻进,防止钻压过高使钻头受力不均,造成偏离钻进方向。
  2、4桩孔塌孔及缩径控制
  造成桩孔塌孔及缩径的主要原因是由于地层复杂,钻进速度过快,护壁泥浆性能差,成孔后未及时灌注混凝土放置时间过长等原因造成的。当钻孔灌注桩穿过较厚的砂层或砂砾层时成孔速度应控制在2m/h以内,需要改善泥浆性能,增大泥浆比重、黏度,减少含砂率。对于钻孔达到设计要求的孔桩及时验收,吊装钢筋笼,灌注混凝土。
  2、5桩孔孔底沉渣厚度控制
  旋挖钻斗的切削、提升是通过钻斗把孔底原状土切削成条状载入钻斗提升出土,底部面缓,钻至设计标高对土的扰动很小,没有聚淤漏斗,所以要加强稳定液的管理,控制固相含量,提高粘度,防止快速沉淀,还要控制终孔前两钻斗的旋挖量。成孔深度达到设计要求后,应尽快进行钻机移位、终孔验收工作;从清孔停止至混凝土开始浇灌,应控制在1.5-3h,一般不得超过4h,否则应重新清孔。
  2、6钢筋笼吊装及位置控制
  主筋保护层用钢筋耳控制,要确保钢筋笼居于钻孔中间;沿钢筋笼每隔2m放置一组,每组设置4个,按90°均匀安放,既可避免笼体碰撞孔壁,又可保证混凝土保护层均匀及钢筋笼在桩体内的位置正确。在吊装过程中采取必要措施防止钢筋笼发生变形,入孔时应轻放慢放,入孔不得强行左右旋转,严禁高起猛落、碰撞和强压下放。钢筋笼安装完毕以后,必须立即固定;笼子到位(孔底)时要复核笼顶标高。2、7钢筋笼上浮控制
  混凝土灌注过程中导致钢筋笼上浮的主要原因,其一混凝土灌注到钢筋骨架底部时,灌注速度过快,造成钢筋笼上浮。其二桩孔内泥浆悬浮颗粒太多,混凝土灌注过程中颗粒沉浮在混凝土面上,形成较密实的砂层,混凝土上升过程中,当砂层上升至钢筋笼底部时将钢筋笼托起。其三混凝土初凝时间过早导致混凝土结块将钢筋笼托起。
  控制钢筋笼上浮的方法:将钢筋笼临时焊接到钢护筒上,在灌注混凝土前认真清孔,通过添加混凝土外加剂控制混凝土的初凝时间,当混凝土灌注到钢筋笼底部时放缓灌注速度,待混凝土超过钢筋笼底部以后再恢复正常灌注速度。
  2、8桩孔混凝土灌注质量控制
  混凝土质量关系到混凝土灌注过程是否顺利和桩身混凝土质量两个方面。使用合理的混凝土配合比,添加必要的外加剂,严格控制搅拌时间,掌握好混凝土的和易性和塌落度,防止混凝土灌注过程中发生离析和堵管。采用水下混凝土灌注时,首先检测导管是否存在孔洞和裂缝、接头是否密封,并对导管进行水密承压和接头抗拉实验。其次灌注混凝土导管底端应深入桩孔底部30~50cm,初灌时导管埋深应不小于1m。灌注混凝土过程中控制导管埋深在2~6m之间,混凝土灌注过程中的导管上拔应有专人负责,防止导管拔出混凝土面。最后在混凝土灌注终了阶段桩孔内混凝土面得测定应采用硬杆桶式取样法测定,桩孔混凝土应达到设计和规范要求的超灌高度。
  旋挖钻孔灌注桩质量问题处理
  3、1钻孔异常处理
  (1)坍孔处理
  钻孔过程中发生坍孔后,要查明原因进行分析处理,可采用加深埋护筒等措施后继续钻进。根据现场情况也可在泥浆中加入大量的干锯末,同时增大泥浆比重(控制在1.15~1.4之間),改善其孔壁结构。钻头每次进入液面时,速度要非常缓慢,等钻头完全进入浆液后,再匀速下到孔底,每次提钻速度控制在0.3~0.5m/s。坍孔严重时,应回填重新钻孔。
  (2)缩孔处理
  钻孔发生弯孔缩孔时,一般可将钻头提到偏孔处进行反复扫孔,直到钻孔正直,如发生严重弯孔和探头石时,应采用小片石或卵石与黏土混合物,回填到偏孔处,待填料沉实后再钻孔纠偏。
  (3)埋钻和卡钻处理
  埋钻主要发生在一次进尺太多和在砂层中泥浆沉淀过快;卡钻则主要发生在钻头底盖合拢不好,钻进过程中自动打开或在卵石地层钻进时,卵石掉落卡钻等。
  埋钻或卡钻发生后,在钻头周围肯定沉淀了大量的泥浆,形成很大的侧阻力。因此处理方案应首先消除阻力,严禁强行处理,否则有可能造成钻杆扭断、动力头受损等更严重的事故。事故发生后,应保证孔内有足够的泥浆,保持孔内压力,稳定孔壁防止坍塌,为事故处理奠定基础。
  3、2混凝土灌注问题处理
  混凝土灌注过程中主要会发生导管堵管、导管底部未埋入混凝土、导管拔出混凝土面以及混凝土灌注过程因故中断等问题。
  可以采用下述几种方法进行处理:
  若刚灌注不久,桩孔内混凝土量较少,可以拔出导管与钢筋笼,重新钻孔至原来孔底,重新安装钢筋笼与导管并灌注混凝土。
  若灌注混凝土量较多,迅速拔出导管,清理导管内积存混凝土并检查导管后,重新安装导管和隔水栓,然后按初灌的方法灌注混凝土,待隔水栓完全排除导管后,立即将导管插入原混凝土内,再按照正常的灌注方法继续灌注混凝土,上述过程必须在混凝土的初凝时间内完成。
  若混凝土灌注过程因故中断,无法正常灌注混凝土,需立即拔出导管与钢筋笼,待桩孔内混凝土强度达到一定强度后,使用钻头重新钻孔,然后按照新桩的灌注程序灌注混凝土。
  结语
  由于旋挖钻孔灌注桩具有施工质量可靠、成孔速度快、成孔率高、适应性强能大大缩短工期,产生的废浆少、低噪音、污染小保护了环境,同时克服了机械成孔时孔底沉淤土多,桩侧摩阻力低,泥浆管理差的缺点,极大地提高了施工质量,并减少了施工成本。将在今后建筑市场的发展中将得到大力的推广与应用。
  
  
  参考文献:
  《建筑地基基础工程施工质量验收规范》
  《混凝土结构工程施工质量验收规范》
  《建筑桩基技术规范》
其他文献
摘要:随着城市化进程的发展,建筑业逐渐成为国民经济的重大支柱产业之一,各大建筑工程项目都呈现着蓬勃发展的趋势,工民建工程项目也不例外,但是在施工管理过程中却也出现了诸多的问题。尤其是工程造价管理与控制是工程管理的核心部分,它涉及到整个工程的成本控制,影响着整个工程的进程、质量与安全。因此做好工程造价控制工作,在施工管理中显得尤为重要。本文主要阐述了工民建施工工程造价的现状以及具体的控制措施。  关
期刊
中图分类号: O213.1文献标识码: A    本工程是该地区的标志性建筑,也是天津滨海新区重点工程建设之一。其建成将对繁荣经济起到关键性的作用。而本工程采用的钻孔灌注桩工程,是主要施工质量控制点,尤其是钻孔灌注桩工程质量,对工程质量和施工工期的保证都有十分关键的作用。  本工程历时7个日日夜夜。此次钻孔桩施工桩径大、孔径长、地质层复杂,是本次施工的难点。同时,我部克服了开工晚、工期短、汛期水位
期刊
【摘 要】PLC技术在化工脱盐水处理中还能提高企业的竞争力,帮助化工企业脱盐水处理工作实现科学的管理。脱盐水处理又称为纯水处理,化工行业中脱盐水处理的方法不对就会给企业造成不可弥补的损失,PLC技术自动控制系统的出现将会改善这种局面。以下本篇就结合石化工程建设的仪表车间,从脱盐水处理自动化装置的系统结构和PLC控制系统软件的应用等方面,为您介绍PLC技术在化工脱盐水处理的自动化控制系统中的使用价值
期刊
摘 要:岩土勘察工作需要具有专业知识的人员进行实地的土质考察,并经过系统的数据分析,最终得到详细的岩土报告说明。勘察行业中的工程师素质参差不齐以及对规范条文理解的不同,在勘察实施中有一些问题执行不准,编制出的岩土工程勘察报告不能全面正确反映岩土工程特性,给工程设计带来隐患。为了对岩土工程勘察质量进行控制,文章指出岩土勘察过程中存在的质量通病,提出了具体的建议,供读者参考,为逐步地编写好每一份勘察报
期刊
摘要:本文介绍了招标控制价的概念、计价依据、编制内容、编制招标控制价应注意的问题,编制招标控制价的程序以及不规范招标控制价的投诉与处理,旨在规范招标控制价编制,切实促进工程招投标的顺利进行。  关键词:招标控制价计价规范 依据 程序  中图分类号: TU723文献标识码: A  一、招标控制价的概念招标控制价是招标人根据国家以及当地有关规定的计价依据和计价办法、招标文件、市场行情,并按工程项目设计
期刊
摘要:本文结合沿海地区顶管施工中遇到的暗浜、狐石等技术难题的处理,总结处解决此类问题的经验,为类似的施工提供一定的参考。  关键词:沿海顶管施工   中图分类号:TU74 文献标识码: A  一、工程内容  宁波春晓规划八路项目地处东海之滨,依山临海,地形平坦,地势开阔地平,地面标高在-0.25—1.02米。是上世纪七十年代围海造地而成,场地浅部沉积土类型以海相淤泥为主,含水量大,压缩性高。后期堆
期刊
摘要:随着电网覆盖范围的不断扩大,电力变压器的数量也呈不断增加的趋势。变压器作为电力系统的重要组成部分,承担着电力传输的重要任务,可以称之为电力系统的“心脏”。在对千家万户进行供电的过程中,电能都需要流经变压器再进入到千家万户,从而保证人们对电能的正常使用。所以电力变压器作为电力系统安全运行的重要保障设备,需要具有较高的可靠性和连续性。文中对电力变压器高压试验的条件和方法、故障和处理进行了分析,并
期刊
摘要:随着经济的快速发展,人们对电能的需求量不断的增加,同时对供电的质量也提出了更高的要求,电力变压器作为电力系统运行时的核心设备,其安全稳定的运行是保证正常供应电能的基础。文章针对电气高压试验的原理、条件、方法、影响因素、安全试验方法及注意事项等进行了具体的分析。  关键词:变压器;高压试验;问题分析  中图分类号:TM4文献标识码: A  引言  根据对电力系统常见故障进行统计表明,在电力系统
期刊
摘要:本文主要以昌吉高新区新型城镇化建设为例探讨了高新区新型城镇化建设和发展的思路和对策。  关键词:城镇化;规划;发展;昌吉  中图分类号: TU991文献标识码: A  昌吉高新技术产业开发区处于新疆东联西出的黄金通道,距离昌吉市中心20KM,距离乌鲁木齐市中心50KM,距离乌鲁木齐国际机场40KM。是乌鲁木齐机场西部门户枢纽,面向中亚、西亚、南亚,重要的国际航空通道,网络化航线布局基本形成。
期刊
摘要:当前我国高度关注“三农问题”,不断缩小城乡差距。在“三农问题”之中,种子管理工作是其中的有机组成部分。因此本文探讨了种子管理工作优化发展的相关方法。  关键词:种子管理;优化发展;策略  中图分类号:S351.1 文献标识码: A  引言  种子是农业生产中优先考虑的最基本的、最具生命力、最活跃的生产资料,种子管理关系到农业生产发展的快慢,农民生活水平的高低及农村经济、社会和稳定,它不只是单
期刊