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摘要:混凝土钻孔灌注桩施工,对地质环境、条件及施工技术有很高的要求,所以在施工过程中一定要提高施工工艺,加强施工质量控制。本文就此进行相关分析,以便于对以往工作进行总结。
关键词:建筑工程;基础处理;钻孔灌注桩;施工
1 施工程序
基础均为混凝土灌注桩基础,在渠道开挖整平后进行施工。全部采用反循环回转钻机成孔。
(1)施工准备:根据设计位置对桩位范围内的障碍物、杂物进行清除,场地整平夯实。复测施工场地高程和控制钻孔桩的测量引桩高程,保证钻孔深度。
(2)钻机施工程序为:下沉钢护筒→安装钻机走道→钻机就位→钻孔至设计标高→清孔→下钢筋笼及水封导管→二次清孔→灌注水下混凝土。
2 机械设备的选择
建筑物基础灌注桩钻孔方法钻机选用反循环回转钻机KP1500进行钻进,选用不同的大直径组合牙轮钻头。配套的泥浆泵采用BW-1000活塞式泥浆泵送浆。
3 施工测量
(1)施工前要复核测量基线、水准基点及桩位,标明桩位编号及施工顺序。根据设计单位交付的测量资料进行检查核对,测定标准中心线和标明钻孔桩位置,补充必要的测量点,结合泥浆循环系统,合理安排场地。
(2)依据测量控制桩点及设计图纸定出的桩孔平面位置,采用测量以其精确定位,同时以桩中心为交点纵向、横向埋设护桩,经监理工程师确认无误后方可进行施工。同时施工中要经常进行复测,测量控制桩点及水准点必须特殊加以防护,一旦桩点被破坏根据护桩及时进行恢复。
4 构筑钻机平台
钻机平台根据钻孔方式采用垫道板和枕木相结合来构筑,钻机平台略高于周围场地。并要求钻机平台平稳牢固,保证在施工中不发生倾斜和移动,钻头对准孔位时钻机与打桩机保持垂直。施工前钻机先试运转检查,以防止成孔或灌注中发生故障。
5 埋设护筒
(1)为了保护钻孔孔口,避免孔口坍塌,隔离地面水,形成孔内水头和定位导向,钻孔灌注桩孔口必须埋设护筒,保证孔口不坍塌及不使地表水进入钻孔,并保持钻孔内泥浆表面高程。在挖埋护筒时,挖坑直径比护筒大0.2-0.4m。
(2)护筒采用3mm厚钢板制作,重复使用。为增加护筒刚度防止变形,可在护筒上下端及中间的外侧各焊一道加劲肋。护筒的安设方法采用挖埋法,埋设深度控制在1.5-2.0m之间。护筒的顶端宜高出地面30cm,以防止杂物等进入孔口,并方便排浆。护筒上设2个溢水口,护筒中心与桩位中心的偏差不得大于5cm。并严格保持筒的垂直度。
(3)护筒位置正确固定后,四周均匀回填最佳含水量的粘土,并分层夯实,以保证其垂直度及防止泥浆流失。
6 粘土和泥浆准备
(1)灌注桩钻孔过程中,考虑采用粘土掺加膨润土,施工前准备足够的粘土,能及时补充孔内液面高度,泥浆储备应为钻孔容积的2倍,采用自流式供浆的方式。
(2)泥浆由设在建筑物端头的泥浆制各厂集中生产,通过泥浆管道输送至各个施工平台上的泥浆池中,供钻孔使用。泥浆搅拌机采用GZJ-2000型搅拌机。
(3)制浆前先将粘土打碎,使其易制成泥浆,缩短搅拌时间,粘土在水中浸透并搅拌均匀。对新制泥浆及再生泥浆设专人采用仪器进行质量控制。
7 钢筋笼制作
(1)钢筋笼骨架在钢加厂加工成型,按设计配筋图分节制作,制作时要确保钢筋的正确位置、根数和间距,并按规定焊接牢固。运到现场分节组装,钢筋表面应洁净、无锈斑。钢筋骨架设有强劲的内撑架,防止钢筋骨架在运输和就位时变形。
(2)钢筋骨架上事先安设控制钢筋骨架与孔壁净距的混凝土垫块,这些垫块可靠地以等距离绑在钢筋骨架周径上,其沿桩长的间距不超过2m,横向圆周不得少于4处,以保证图纸要求的保护层得到满足。
(3)钢筋笼由平板拖车运至施工现场,由施工平台上的吊架分节吊装就位。
8 钻孔施工及操作要点
(1)成孔采用反循环回转钻机,正式施工开始前应进行工艺试验,检验钻孔机具和工艺措施对地层的适应性。
(2)将钻机调平对准钻孔,把钻头吊起徐徐放人护筒内,对正桩位,启动泥浆泵和转盘,等泥浆输到孔内一定数量后,方可开始钻孔。具有导向装置的钻机开钻时,应慢速推进,待导向部位全部钻进土层后,方可全速钻进。
(3)钻进时,必须注意连续补充泥浆,维持护筒内应有的水头,避免坍塌。
(4)施工中注意以下事项:
①钻孔开始前全面检查钻机,并进行润滑。
②下钻至孔底后,提起50-80mm:先启动泥浆泵,使泥浆循环2~3min,再开动转盘;然后慢慢将钻头放到孔底,轻压慢转数分钟后再逐渐增加钻压和转速。
③在初钻时稍提吊钻杆,低档慢速钻进,孔深未超过10m时不应加压,以免发生孔斜。
④在钻进过程中不可进尺太快,要给泥浆护壁一定的护壁时间;在钻进过程中经常检查钻头尺寸。
⑤施工过程中如发现地质情况与原钻探资料不符,立即通知设计、监理等部门及时处理。
⑥在护筒底部出现漏浆时,应提起钻头,向孔内倒入黏土块,再放入钻头倒转,直至胶泥挤入孔壁堵住漏浆后,方可继续钻进。
⑦加接钻杆时先将钻具提离,待泥浆循环3-5min后,再拧卸、加接钻杆。
⑧造松散、软弱土层中钻进应少加压或不加压(一般用钻具自重加压即可),并根据泥浆补给情况适当控制钻进速度。
⑨在易塌孔地层中钻进时,应适当加大泥浆的密度和黏度。
⑩若在卵石层施工困难时,改用反循环回转钻机进行钻孔,直至设计深度。
9 清孔
(1)采用反循环回转钻机钻杆抽浆法进行清孔,钻进终孔后,将钻头提离孔底80-100mm,采用大泵量向孔内输入密度为1.05-1.08g/cm3的泥浆,保持正常循环30min以上,把孔内悬浮大量钻渣的泥浆置换出来,直到孔底沉渣厚度达到规范要求,且使泥浆含砂量小于4%为止。正循环清孔时,孔内泥浆上返速度不应小于0.25m/s。 (2)当孔底沉渣的粒径较大,泥浆清孔难以将其带上来时,或长时间清孔孔底沉渣厚度仍超过规定要求时,改用其它方法清孔。
(3)排出的钻渣用10t载重汽车运输到指定位置,不得污染环境。
10吊放钢筋笼
(1)清孔合格后,立即吊放预先按设计要求加工好的钢筋笼。钢筋笼的吊放采用16t汽车吊,节间连接采用电焊搭接,为缩短焊接时间配备两台电焊机同时焊接。接头要焊平,以免卡挂导管。钢筋笼就位后,在孔口用钢管加固,以保证保护层厚度和位置的准确;同时保证浇筑混凝土时,钢筋笼上浮。钢筋笼下设时间不要特长,避免孔底回淤。
(2)下放钢筋笼骨架应防止碰撞孔壁,下放过程中要观察水位变化。如下吊困难,查明原因,不得强行下吊,一般采用正反旋转,失控性逐步下吊。
(3)在顶面进行固定,防止混凝土灌注过程中钢筋骨架上升。支承系统对准中线防止钢筋骨架倾斜和移动。
11 灌注混凝土
(1)混凝土采用直升钢导管法灌注。导管每节长1.5m,节与节之间通过密封垫和螺栓连接,导管内径为30cm,使用前进行必要的水密承压和接头抗拉试验。导管上口设置储料漏斗和搭设操作平台,高出孔口1.5m,并设置在井孔中央,在浇筑混凝土前进行升降试验,并在孔口位置设置卡环,固定导管。
(2)浇筑混凝土前,应探测孔底泥浆沉淀厚度,如大于设计规定,应再次清孔,直到符合要求;在浇筑混凝土期间,宜配备水泵以及吸泥机、高压射水管等设备,以保持井孔水头和及时处理浇筑故障。
(3)浇筑混凝土时,首批混凝土的浇筑极为重要,浇筑数量必须满足导管初次埋置深度大于1.0m和填充导管底部间隙的需要,必须预先计算好。在灌注混凝土开始时,导管底部至孔底应有250-400mm的空间,以便浇筑混凝土能够挤排底部泥浆。在储存首批混凝土时,导管内预先安设隔离球阀与孔内水和泥浆隔离开,随着混凝土的下落,隔离球阀随着徐徐下落,当首批混凝土储存量满足要求时,剪断捆绑球阀的铅丝,使球阀与混凝土一起下落孔内。浇筑开始后,连续地进行,并尽可能缩短拆除导管的间隔时间。当导管内混凝土不满时,徐徐地浇筑,防止在导管内造成高压空气囊。同时,在浇筑过程中,经常探测井孔内混凝土面位置,及时调整导管埋深,导管埋深应在混凝土顶面以下2m。当井孔内泥浆溢出时引流至排泥沟内,保持场地清净。
(4)为确保混凝土质量,按照规范要求,基桩顶部超浇1m高,采取混凝土面与护筒浇平后继续浇筑,让顶部夹泥、质量不好的混凝土溢出护筒,露出新鲜混凝土后即可结束浇筑,拔出护筒,清理工作面。
(5)处于地面或桩顶以下的井口刚性护筒,在灌注混凝土后立即拔出;处于地面以上能拆除的护筒部分,待混凝土抗压强度达到5MPa后拆除。
(6)灌注的桩顶标高比设计高出一定高度,一般为0.5-1.0m,以保证混凝土强度,多余部分在接桩前凿除,桩头应无松散层。
12 结束语
钻孔灌注桩施工缘其大部分在地下进行,很多施工步骤是无法直接观测到的;所以,在施工前一定要注意做好相应的施工工艺流程设计,合理安排施工工序。施工之中,一定要严格质量控制,加强施工技术,注意施工安全,以确保工程项目的优质、高效完成。
参考文献
[1]李海龙.浅谈建筑工程钻孔灌注桩基桩检测方案.科技风,2009年第11期.
[2]黄根旺.建筑工程钻孔灌注桩施工工艺及质量控制措施.城市建设理论研究,2012年第15期
关键词:建筑工程;基础处理;钻孔灌注桩;施工
1 施工程序
基础均为混凝土灌注桩基础,在渠道开挖整平后进行施工。全部采用反循环回转钻机成孔。
(1)施工准备:根据设计位置对桩位范围内的障碍物、杂物进行清除,场地整平夯实。复测施工场地高程和控制钻孔桩的测量引桩高程,保证钻孔深度。
(2)钻机施工程序为:下沉钢护筒→安装钻机走道→钻机就位→钻孔至设计标高→清孔→下钢筋笼及水封导管→二次清孔→灌注水下混凝土。
2 机械设备的选择
建筑物基础灌注桩钻孔方法钻机选用反循环回转钻机KP1500进行钻进,选用不同的大直径组合牙轮钻头。配套的泥浆泵采用BW-1000活塞式泥浆泵送浆。
3 施工测量
(1)施工前要复核测量基线、水准基点及桩位,标明桩位编号及施工顺序。根据设计单位交付的测量资料进行检查核对,测定标准中心线和标明钻孔桩位置,补充必要的测量点,结合泥浆循环系统,合理安排场地。
(2)依据测量控制桩点及设计图纸定出的桩孔平面位置,采用测量以其精确定位,同时以桩中心为交点纵向、横向埋设护桩,经监理工程师确认无误后方可进行施工。同时施工中要经常进行复测,测量控制桩点及水准点必须特殊加以防护,一旦桩点被破坏根据护桩及时进行恢复。
4 构筑钻机平台
钻机平台根据钻孔方式采用垫道板和枕木相结合来构筑,钻机平台略高于周围场地。并要求钻机平台平稳牢固,保证在施工中不发生倾斜和移动,钻头对准孔位时钻机与打桩机保持垂直。施工前钻机先试运转检查,以防止成孔或灌注中发生故障。
5 埋设护筒
(1)为了保护钻孔孔口,避免孔口坍塌,隔离地面水,形成孔内水头和定位导向,钻孔灌注桩孔口必须埋设护筒,保证孔口不坍塌及不使地表水进入钻孔,并保持钻孔内泥浆表面高程。在挖埋护筒时,挖坑直径比护筒大0.2-0.4m。
(2)护筒采用3mm厚钢板制作,重复使用。为增加护筒刚度防止变形,可在护筒上下端及中间的外侧各焊一道加劲肋。护筒的安设方法采用挖埋法,埋设深度控制在1.5-2.0m之间。护筒的顶端宜高出地面30cm,以防止杂物等进入孔口,并方便排浆。护筒上设2个溢水口,护筒中心与桩位中心的偏差不得大于5cm。并严格保持筒的垂直度。
(3)护筒位置正确固定后,四周均匀回填最佳含水量的粘土,并分层夯实,以保证其垂直度及防止泥浆流失。
6 粘土和泥浆准备
(1)灌注桩钻孔过程中,考虑采用粘土掺加膨润土,施工前准备足够的粘土,能及时补充孔内液面高度,泥浆储备应为钻孔容积的2倍,采用自流式供浆的方式。
(2)泥浆由设在建筑物端头的泥浆制各厂集中生产,通过泥浆管道输送至各个施工平台上的泥浆池中,供钻孔使用。泥浆搅拌机采用GZJ-2000型搅拌机。
(3)制浆前先将粘土打碎,使其易制成泥浆,缩短搅拌时间,粘土在水中浸透并搅拌均匀。对新制泥浆及再生泥浆设专人采用仪器进行质量控制。
7 钢筋笼制作
(1)钢筋笼骨架在钢加厂加工成型,按设计配筋图分节制作,制作时要确保钢筋的正确位置、根数和间距,并按规定焊接牢固。运到现场分节组装,钢筋表面应洁净、无锈斑。钢筋骨架设有强劲的内撑架,防止钢筋骨架在运输和就位时变形。
(2)钢筋骨架上事先安设控制钢筋骨架与孔壁净距的混凝土垫块,这些垫块可靠地以等距离绑在钢筋骨架周径上,其沿桩长的间距不超过2m,横向圆周不得少于4处,以保证图纸要求的保护层得到满足。
(3)钢筋笼由平板拖车运至施工现场,由施工平台上的吊架分节吊装就位。
8 钻孔施工及操作要点
(1)成孔采用反循环回转钻机,正式施工开始前应进行工艺试验,检验钻孔机具和工艺措施对地层的适应性。
(2)将钻机调平对准钻孔,把钻头吊起徐徐放人护筒内,对正桩位,启动泥浆泵和转盘,等泥浆输到孔内一定数量后,方可开始钻孔。具有导向装置的钻机开钻时,应慢速推进,待导向部位全部钻进土层后,方可全速钻进。
(3)钻进时,必须注意连续补充泥浆,维持护筒内应有的水头,避免坍塌。
(4)施工中注意以下事项:
①钻孔开始前全面检查钻机,并进行润滑。
②下钻至孔底后,提起50-80mm:先启动泥浆泵,使泥浆循环2~3min,再开动转盘;然后慢慢将钻头放到孔底,轻压慢转数分钟后再逐渐增加钻压和转速。
③在初钻时稍提吊钻杆,低档慢速钻进,孔深未超过10m时不应加压,以免发生孔斜。
④在钻进过程中不可进尺太快,要给泥浆护壁一定的护壁时间;在钻进过程中经常检查钻头尺寸。
⑤施工过程中如发现地质情况与原钻探资料不符,立即通知设计、监理等部门及时处理。
⑥在护筒底部出现漏浆时,应提起钻头,向孔内倒入黏土块,再放入钻头倒转,直至胶泥挤入孔壁堵住漏浆后,方可继续钻进。
⑦加接钻杆时先将钻具提离,待泥浆循环3-5min后,再拧卸、加接钻杆。
⑧造松散、软弱土层中钻进应少加压或不加压(一般用钻具自重加压即可),并根据泥浆补给情况适当控制钻进速度。
⑨在易塌孔地层中钻进时,应适当加大泥浆的密度和黏度。
⑩若在卵石层施工困难时,改用反循环回转钻机进行钻孔,直至设计深度。
9 清孔
(1)采用反循环回转钻机钻杆抽浆法进行清孔,钻进终孔后,将钻头提离孔底80-100mm,采用大泵量向孔内输入密度为1.05-1.08g/cm3的泥浆,保持正常循环30min以上,把孔内悬浮大量钻渣的泥浆置换出来,直到孔底沉渣厚度达到规范要求,且使泥浆含砂量小于4%为止。正循环清孔时,孔内泥浆上返速度不应小于0.25m/s。 (2)当孔底沉渣的粒径较大,泥浆清孔难以将其带上来时,或长时间清孔孔底沉渣厚度仍超过规定要求时,改用其它方法清孔。
(3)排出的钻渣用10t载重汽车运输到指定位置,不得污染环境。
10吊放钢筋笼
(1)清孔合格后,立即吊放预先按设计要求加工好的钢筋笼。钢筋笼的吊放采用16t汽车吊,节间连接采用电焊搭接,为缩短焊接时间配备两台电焊机同时焊接。接头要焊平,以免卡挂导管。钢筋笼就位后,在孔口用钢管加固,以保证保护层厚度和位置的准确;同时保证浇筑混凝土时,钢筋笼上浮。钢筋笼下设时间不要特长,避免孔底回淤。
(2)下放钢筋笼骨架应防止碰撞孔壁,下放过程中要观察水位变化。如下吊困难,查明原因,不得强行下吊,一般采用正反旋转,失控性逐步下吊。
(3)在顶面进行固定,防止混凝土灌注过程中钢筋骨架上升。支承系统对准中线防止钢筋骨架倾斜和移动。
11 灌注混凝土
(1)混凝土采用直升钢导管法灌注。导管每节长1.5m,节与节之间通过密封垫和螺栓连接,导管内径为30cm,使用前进行必要的水密承压和接头抗拉试验。导管上口设置储料漏斗和搭设操作平台,高出孔口1.5m,并设置在井孔中央,在浇筑混凝土前进行升降试验,并在孔口位置设置卡环,固定导管。
(2)浇筑混凝土前,应探测孔底泥浆沉淀厚度,如大于设计规定,应再次清孔,直到符合要求;在浇筑混凝土期间,宜配备水泵以及吸泥机、高压射水管等设备,以保持井孔水头和及时处理浇筑故障。
(3)浇筑混凝土时,首批混凝土的浇筑极为重要,浇筑数量必须满足导管初次埋置深度大于1.0m和填充导管底部间隙的需要,必须预先计算好。在灌注混凝土开始时,导管底部至孔底应有250-400mm的空间,以便浇筑混凝土能够挤排底部泥浆。在储存首批混凝土时,导管内预先安设隔离球阀与孔内水和泥浆隔离开,随着混凝土的下落,隔离球阀随着徐徐下落,当首批混凝土储存量满足要求时,剪断捆绑球阀的铅丝,使球阀与混凝土一起下落孔内。浇筑开始后,连续地进行,并尽可能缩短拆除导管的间隔时间。当导管内混凝土不满时,徐徐地浇筑,防止在导管内造成高压空气囊。同时,在浇筑过程中,经常探测井孔内混凝土面位置,及时调整导管埋深,导管埋深应在混凝土顶面以下2m。当井孔内泥浆溢出时引流至排泥沟内,保持场地清净。
(4)为确保混凝土质量,按照规范要求,基桩顶部超浇1m高,采取混凝土面与护筒浇平后继续浇筑,让顶部夹泥、质量不好的混凝土溢出护筒,露出新鲜混凝土后即可结束浇筑,拔出护筒,清理工作面。
(5)处于地面或桩顶以下的井口刚性护筒,在灌注混凝土后立即拔出;处于地面以上能拆除的护筒部分,待混凝土抗压强度达到5MPa后拆除。
(6)灌注的桩顶标高比设计高出一定高度,一般为0.5-1.0m,以保证混凝土强度,多余部分在接桩前凿除,桩头应无松散层。
12 结束语
钻孔灌注桩施工缘其大部分在地下进行,很多施工步骤是无法直接观测到的;所以,在施工前一定要注意做好相应的施工工艺流程设计,合理安排施工工序。施工之中,一定要严格质量控制,加强施工技术,注意施工安全,以确保工程项目的优质、高效完成。
参考文献
[1]李海龙.浅谈建筑工程钻孔灌注桩基桩检测方案.科技风,2009年第11期.
[2]黄根旺.建筑工程钻孔灌注桩施工工艺及质量控制措施.城市建设理论研究,2012年第15期