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摘 要:本文针对钻孔灌注桩的施工过程中容易出现问题的几个关键施工步骤进行了深入研究,针对不同的施工步骤提出了相应的防治措施,有效的保证了钻孔灌注桩的施工质量。对今后的钻孔灌注桩施工有一定的借鉴意义。
关键词:钻孔灌注桩;施工、研究
中图分类号: TE42文献标识码:A 文章编号:
引言:
为了满足社会经济发展的需要,近些年来,我国土木工程建设发展很快,工程建设规模日益扩大,难度也不断提高。而地基与建筑物的关系极为密切,地基基础的施工质量直接影响到建筑物的安全与正常使用。因此现代土木工程建设同时对地基的处理提出了更高的要求。在如今,地基处理已经成为土木工程中最活跃的领域之一,国内外众多专家学者对此开展了深入的研究,并取得了相应的研究成果[1-4]。本文对以往地基处理方面的经验教训进行了总结,对桩基础施工中的一些关键技术进行了深入的研究,对提高地基处理技术对加快基础建设速度,节约基本建设投资具有特别重大的意义。
1. 地基常见问题
地基主要问题包括以下三个方面:1、地基承载力和稳定性问题:在建筑物荷载(包括静荷载和动荷载)作用下,地基承载力不能满足要求时,地基产生局部或整体剪切破坏,影响建筑物正常使用,甚至引起建筑物破坏。2、沉降、水平位移及不均匀沉降问题:在荷载作用下,地基产生变形。当建筑物沉降、或水平位移,或不均匀沉降超过相应的允许值时,将会影响建筑物的正常使用,甚至可能引起破坏。3、渗流问题:地基的渗流量超过其允许值时,会发生较大水量损失,或因潜蚀和管涌使地基失稳而导致建筑物破坏造成工程事故。在实际工程中遇到上述三类问题时需要采取各种地基处理措施,形成人工地基以满足建筑物对地基的各种要求,保证其安全与正常使用。
2. 地基处理方法
地基基礎的处理方法很多,根据不同的地质条件主要方法主要有桩基础处理、置换法、排水固结法等,其中桩基础是应用得最多人工地基之一。桩基础主要包括钻孔灌注桩、预应力管桩、水泥搅拌桩及高压旋喷桩等。其中钻孔灌注桩的应用最为广泛,也是最具代表性。
3. 钻孔灌注桩施工工艺
3. 1 施工准备
(1)施工测量:
为保证桩定位达到规范要求的精度,在定位前根据线路贯通复测的成果进行桩位测量控制网布设。以测量控制网各控制点为桩位测量控制点,用全站仪直接通过座标或拨角测距法直接测量定位。
(2)施工场地平整和钻孔桩定位
①清除场地表面杂物,在场地内填筑50cm厚建筑垃圾或塘渣,用推土机或挖机进行平整、压实;②场地整平后,利用控制网控制桩位,用全站仪直接测设各钻孔桩中心点,并以孔位为中心在桩四角测放出护桩点,作为施工钻进中桩位控制点和检查点。同时测量钻孔桩位处的水平标高,以控制钻进深度。
(3)护筒的制作和埋设
护筒采用4~8mm钢板制作。护筒内径应大于桩直径20cm。护筒高度为80~100cm顶宜高出施工地面。为便于泥浆循环,在护筒顶端设高400mm、宽200mm的出浆口。护筒埋设采用挖孔埋设法,也可用锤击、加压、振动等方法下沉护筒,在挖孔至一定深度符合要求后,在护筒四周分层对称夯填厚粘土。护筒中心与桩中心线重合。
(4)钻机就位
钻机就位前,对钻机和各项准备工作进行检查,包括场地布置、泥浆池设置和泥浆制备、水电供应等。现场备一定数量的钻机和泥浆泵的易损配件,以便机械出现故障时及时更换,同时预先制作好用于打捞钻头用的工具。桩机就位后,钻头中心对准钻孔桩位。
3.2 钻孔作业
(1)钻孔
正式钻进前,先启动泥浆泵,待泥浆输入孔口一定数量后方可正式钻进。开孔具有导向性,因此开孔的孔位必须准确。开钻后,控制进尺速度及钻压,采用“低压慢速”措施,待钻至护筒下1米后,再以正常速度钻进。如在砂土、软土等容易坍孔的土层采用低档慢速钻进,同时提高孔内水头,加大泥浆比重。在钻进过程中需做:①在钻进过程中,应随时打捞钻渣,通过与设计核对,确定钻进土层的地质情况,并注意保存钻渣样品,同时做好钻孔记录。②经常对泥浆进行试验检测,随时掌控好泥浆稠度,及时补充损耗、漏失的泥浆,调节钻孔中的泥浆稠度,防止发生坍孔、缩孔。③当钻孔进入岩层后,应注意控制钻进速度和深度,防止超钻。并核对地质资料,判定是否达到设计要求的深度。④当钻孔深度达到设计要求时,对孔深、孔径和孔形等进行检查,并报监理工程师确认,符合要求后进行清孔。
(2)清孔
当钻孔深度达到设计要求并经监理工程师成孔检查验收后,立即进行清孔,间隔时间长,容易使钻渣沉淀,造成清孔困难。采用二次清孔的方式,钻孔完成后,立即进行第一次清孔,主要目的是过滤掉钻渣,待钢筋笼吊装入孔后,立即进行第二次清孔,主要是调整泥浆比重,降低含砂率,为顺利灌注水下混凝土创造条件。清孔至孔底沉渣厚度符合标准时,进行放入钢筋笼及水下混凝土灌注等下续工序。
(3)钢筋笼的制作与安放
①在钢筋棚内集中下料,采取现场分节绑制,用卷扬机提入孔内,钢筋笼接长采用现场焊接,桩长小于12m的钢筋笼一次性吊装入孔,桩长大于12m的钢筋笼分二节。②钢筋笼采用2m一道加强箍加强,且主筋与加强箍全部焊接,防止装吊变形。钢筋笼在入孔前,在骨架外侧绑挂与钻孔桩同标号的混凝土垫块,间距沿桩长2.0m,一圈放置4块,保证钢筋保护层厚度。③钢筋笼吊起后,检查钢筋笼的垂直度及外型轮廓,平稳垂直放入内。下放过程中,注意孔内水位情况,如发生异常(孔内水位是否有突然较大幅度升降),马上停止,检查是否坍孔。④钢筋笼焊接采用双面焊,上下两节钢筋笼的轴线一致,入孔后位置准确,符合设计要求,并牢固定位。钢筋笼高程偏差控制在±50mm,在钢筋笼底主筋上对称加焊四根防浮钢筋用来防止钢筋笼在混凝土灌注过程中上浮。⑤钢筋笼安放完毕,泥浆泵与导管相连,进行二次清孔。
3.3 水下混凝土的灌注
二次清孔沉渣厚度符合要求后,报经监理工程师同意后即开始灌注水下混凝土。水下混凝土灌注采用导管法,导管直径一般有219mm或250mm两种,中间节长为2.5m,底节长3.5m左右,导管接头法兰盘加活套连接。(1)灌注准备:①安装导管,导管底部至孔底应有20~40cm的空间,有利首批灌注混凝土顺利灌注;导管上口应高出机台面并与储料斗相连。②在浇筑水下混凝土前,应射水冲洗料斗,提升导管翻动沉淀物,在混凝土到达现场后,停止清孔,立即换装储料斗,安装球阀,储料斗储满混凝土,砍球,这样有利于用混凝土去冲清孔底沉渣。(2)水下混凝土灌注:导管安装好后,应再次测量孔底沉碴厚度,如大于规范要求,则再次进行清孔处理,直到确认沉碴符合设计、钢筋笼安放正确后,即可开始水下混凝土灌注。水下混凝土灌注开始时,首批灌注混凝土罐满料斗并在拔除球阀后连续下料知道料斗溢满方能停止出料。稍微拔动导管使物料完全罐入。在水下混凝土灌注过程中,经常采用带测锤的测绳探测孔内混凝土面的标高,及时调整埋管深度。埋管深度控制在2~4m左右,以防导管提离混凝土面发生断桩。水下混凝土灌注连续有节奏地进行,中途不中断,尽量在最短间隔时间内拆除导管。为保证桩身与上部结构之间的混凝土连接质量,水下混凝土灌注高度一般高出设计桩顶1.0m左右(为超罐)。钻孔桩高出设计桩顶的多余部分混凝土在上部承台结构施工前凿除直设计标高。
3.4 质量检测
检测方法有很多种,一般在工程中采用桩基静载试验和低应变法相结合。(1)静载试验:是一项方法成立,理论上无可争议的桩基检测技术。在确定单桩极限承载力方面,它是目前最为准确、可靠的检验方法。单桩静载试验也是每个桩基项目首要考虑的检验方法。(2)低应变:它是通过应力波在桩身中传播和反射原理,对桩身结构完整性进行评价;根据振动理论对承载力进行推算。
4. 结语
钻孔灌注桩的施工过程中容易出现病害的原因很多,需要施工人员严格施工,但是并不能完全照搬规范,应该根据实际情况加以调整,以保证钻孔灌注桩施工的顺利进行。
参考文献:
[1] 谢春来.钻孔灌注桩施工工艺浅析. 科技传播,2011(16):35-36
[2] 李伟.钻孔灌注桩成孔的质量通病及防治.重庆建筑.2007(12):14-14
[3] 陈仁俊, 张巨伟.钻孔灌注桩常见问题分析与探讨.地质与勘探,2006(06),34-35
[4] 杨海平, 周顺.钻孔灌注桩成孔的质量通病的形成及监控措施.重庆交通学院学报,2006(S1):55-56
关键词:钻孔灌注桩;施工、研究
中图分类号: TE42文献标识码:A 文章编号:
引言:
为了满足社会经济发展的需要,近些年来,我国土木工程建设发展很快,工程建设规模日益扩大,难度也不断提高。而地基与建筑物的关系极为密切,地基基础的施工质量直接影响到建筑物的安全与正常使用。因此现代土木工程建设同时对地基的处理提出了更高的要求。在如今,地基处理已经成为土木工程中最活跃的领域之一,国内外众多专家学者对此开展了深入的研究,并取得了相应的研究成果[1-4]。本文对以往地基处理方面的经验教训进行了总结,对桩基础施工中的一些关键技术进行了深入的研究,对提高地基处理技术对加快基础建设速度,节约基本建设投资具有特别重大的意义。
1. 地基常见问题
地基主要问题包括以下三个方面:1、地基承载力和稳定性问题:在建筑物荷载(包括静荷载和动荷载)作用下,地基承载力不能满足要求时,地基产生局部或整体剪切破坏,影响建筑物正常使用,甚至引起建筑物破坏。2、沉降、水平位移及不均匀沉降问题:在荷载作用下,地基产生变形。当建筑物沉降、或水平位移,或不均匀沉降超过相应的允许值时,将会影响建筑物的正常使用,甚至可能引起破坏。3、渗流问题:地基的渗流量超过其允许值时,会发生较大水量损失,或因潜蚀和管涌使地基失稳而导致建筑物破坏造成工程事故。在实际工程中遇到上述三类问题时需要采取各种地基处理措施,形成人工地基以满足建筑物对地基的各种要求,保证其安全与正常使用。
2. 地基处理方法
地基基礎的处理方法很多,根据不同的地质条件主要方法主要有桩基础处理、置换法、排水固结法等,其中桩基础是应用得最多人工地基之一。桩基础主要包括钻孔灌注桩、预应力管桩、水泥搅拌桩及高压旋喷桩等。其中钻孔灌注桩的应用最为广泛,也是最具代表性。
3. 钻孔灌注桩施工工艺
3. 1 施工准备
(1)施工测量:
为保证桩定位达到规范要求的精度,在定位前根据线路贯通复测的成果进行桩位测量控制网布设。以测量控制网各控制点为桩位测量控制点,用全站仪直接通过座标或拨角测距法直接测量定位。
(2)施工场地平整和钻孔桩定位
①清除场地表面杂物,在场地内填筑50cm厚建筑垃圾或塘渣,用推土机或挖机进行平整、压实;②场地整平后,利用控制网控制桩位,用全站仪直接测设各钻孔桩中心点,并以孔位为中心在桩四角测放出护桩点,作为施工钻进中桩位控制点和检查点。同时测量钻孔桩位处的水平标高,以控制钻进深度。
(3)护筒的制作和埋设
护筒采用4~8mm钢板制作。护筒内径应大于桩直径20cm。护筒高度为80~100cm顶宜高出施工地面。为便于泥浆循环,在护筒顶端设高400mm、宽200mm的出浆口。护筒埋设采用挖孔埋设法,也可用锤击、加压、振动等方法下沉护筒,在挖孔至一定深度符合要求后,在护筒四周分层对称夯填厚粘土。护筒中心与桩中心线重合。
(4)钻机就位
钻机就位前,对钻机和各项准备工作进行检查,包括场地布置、泥浆池设置和泥浆制备、水电供应等。现场备一定数量的钻机和泥浆泵的易损配件,以便机械出现故障时及时更换,同时预先制作好用于打捞钻头用的工具。桩机就位后,钻头中心对准钻孔桩位。
3.2 钻孔作业
(1)钻孔
正式钻进前,先启动泥浆泵,待泥浆输入孔口一定数量后方可正式钻进。开孔具有导向性,因此开孔的孔位必须准确。开钻后,控制进尺速度及钻压,采用“低压慢速”措施,待钻至护筒下1米后,再以正常速度钻进。如在砂土、软土等容易坍孔的土层采用低档慢速钻进,同时提高孔内水头,加大泥浆比重。在钻进过程中需做:①在钻进过程中,应随时打捞钻渣,通过与设计核对,确定钻进土层的地质情况,并注意保存钻渣样品,同时做好钻孔记录。②经常对泥浆进行试验检测,随时掌控好泥浆稠度,及时补充损耗、漏失的泥浆,调节钻孔中的泥浆稠度,防止发生坍孔、缩孔。③当钻孔进入岩层后,应注意控制钻进速度和深度,防止超钻。并核对地质资料,判定是否达到设计要求的深度。④当钻孔深度达到设计要求时,对孔深、孔径和孔形等进行检查,并报监理工程师确认,符合要求后进行清孔。
(2)清孔
当钻孔深度达到设计要求并经监理工程师成孔检查验收后,立即进行清孔,间隔时间长,容易使钻渣沉淀,造成清孔困难。采用二次清孔的方式,钻孔完成后,立即进行第一次清孔,主要目的是过滤掉钻渣,待钢筋笼吊装入孔后,立即进行第二次清孔,主要是调整泥浆比重,降低含砂率,为顺利灌注水下混凝土创造条件。清孔至孔底沉渣厚度符合标准时,进行放入钢筋笼及水下混凝土灌注等下续工序。
(3)钢筋笼的制作与安放
①在钢筋棚内集中下料,采取现场分节绑制,用卷扬机提入孔内,钢筋笼接长采用现场焊接,桩长小于12m的钢筋笼一次性吊装入孔,桩长大于12m的钢筋笼分二节。②钢筋笼采用2m一道加强箍加强,且主筋与加强箍全部焊接,防止装吊变形。钢筋笼在入孔前,在骨架外侧绑挂与钻孔桩同标号的混凝土垫块,间距沿桩长2.0m,一圈放置4块,保证钢筋保护层厚度。③钢筋笼吊起后,检查钢筋笼的垂直度及外型轮廓,平稳垂直放入内。下放过程中,注意孔内水位情况,如发生异常(孔内水位是否有突然较大幅度升降),马上停止,检查是否坍孔。④钢筋笼焊接采用双面焊,上下两节钢筋笼的轴线一致,入孔后位置准确,符合设计要求,并牢固定位。钢筋笼高程偏差控制在±50mm,在钢筋笼底主筋上对称加焊四根防浮钢筋用来防止钢筋笼在混凝土灌注过程中上浮。⑤钢筋笼安放完毕,泥浆泵与导管相连,进行二次清孔。
3.3 水下混凝土的灌注
二次清孔沉渣厚度符合要求后,报经监理工程师同意后即开始灌注水下混凝土。水下混凝土灌注采用导管法,导管直径一般有219mm或250mm两种,中间节长为2.5m,底节长3.5m左右,导管接头法兰盘加活套连接。(1)灌注准备:①安装导管,导管底部至孔底应有20~40cm的空间,有利首批灌注混凝土顺利灌注;导管上口应高出机台面并与储料斗相连。②在浇筑水下混凝土前,应射水冲洗料斗,提升导管翻动沉淀物,在混凝土到达现场后,停止清孔,立即换装储料斗,安装球阀,储料斗储满混凝土,砍球,这样有利于用混凝土去冲清孔底沉渣。(2)水下混凝土灌注:导管安装好后,应再次测量孔底沉碴厚度,如大于规范要求,则再次进行清孔处理,直到确认沉碴符合设计、钢筋笼安放正确后,即可开始水下混凝土灌注。水下混凝土灌注开始时,首批灌注混凝土罐满料斗并在拔除球阀后连续下料知道料斗溢满方能停止出料。稍微拔动导管使物料完全罐入。在水下混凝土灌注过程中,经常采用带测锤的测绳探测孔内混凝土面的标高,及时调整埋管深度。埋管深度控制在2~4m左右,以防导管提离混凝土面发生断桩。水下混凝土灌注连续有节奏地进行,中途不中断,尽量在最短间隔时间内拆除导管。为保证桩身与上部结构之间的混凝土连接质量,水下混凝土灌注高度一般高出设计桩顶1.0m左右(为超罐)。钻孔桩高出设计桩顶的多余部分混凝土在上部承台结构施工前凿除直设计标高。
3.4 质量检测
检测方法有很多种,一般在工程中采用桩基静载试验和低应变法相结合。(1)静载试验:是一项方法成立,理论上无可争议的桩基检测技术。在确定单桩极限承载力方面,它是目前最为准确、可靠的检验方法。单桩静载试验也是每个桩基项目首要考虑的检验方法。(2)低应变:它是通过应力波在桩身中传播和反射原理,对桩身结构完整性进行评价;根据振动理论对承载力进行推算。
4. 结语
钻孔灌注桩的施工过程中容易出现病害的原因很多,需要施工人员严格施工,但是并不能完全照搬规范,应该根据实际情况加以调整,以保证钻孔灌注桩施工的顺利进行。
参考文献:
[1] 谢春来.钻孔灌注桩施工工艺浅析. 科技传播,2011(16):35-36
[2] 李伟.钻孔灌注桩成孔的质量通病及防治.重庆建筑.2007(12):14-14
[3] 陈仁俊, 张巨伟.钻孔灌注桩常见问题分析与探讨.地质与勘探,2006(06),34-35
[4] 杨海平, 周顺.钻孔灌注桩成孔的质量通病的形成及监控措施.重庆交通学院学报,2006(S1):55-56