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摘要:钻孔灌注桩和人工挖孔桩施工在城市建筑和桥梁工程中得到普遍应用。本文主要介绍了钻孔灌注桩及人工挖孔桩施工技术、施工程序和施工中的技术难点。但由于其施工工艺的特殊性和复杂性,施工的全过程质量控制就显得十分重要。针对钻孔灌注桩施工过程中常见的问题,阐述正循环钻孔灌注桩和人工挖空桩施工过程中质量控制要点和措施,对保证各项施工的质量指标合格完成具有十分重要的意义。
前言
在钻孔灌注桩的实施过程中,工艺非常的复杂,无论是从审核、准备还是施工过程,一旦出现问题都会引起整个工程的质量问题。例如,应审查施工方案中处置突发事件的应急预案是否符合要求;应根据当地施工地质条件确定选用的泥浆指标,再根据泥浆指标确定相应的混凝土实际灌注高度于粘土地区;钻孔泥浆基本采用原土造浆,泥浆质量相对配置泥浆性能较差,泥浆的循环如不设沉淀池,清孔质量就难以得到保证;钻头磨损超过要求应及时修复或更换;灌注混凝土的料斗尺寸应与方案中初灌量的要求相符合;成孔时应适当抽检进、出泥浆指标,发现超标时及时调整。施工单位须配备专职记录人员,及时记录成孔过程中的各项参数,记录必须真实、准确。所以,对钻孔灌注桩及人工挖孔桩施工的过程进行分析,尽可能的降低质量问题的出现,非常重要。
1施工要求及技术难点
1.1钻孔灌注桩
(1)钻孔灌注桩指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔,并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩,依照成孔方法不同,灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。
(2)地下水是深基础施工中最常见的问题,它给人工挖孔桩施工带来许多困难。如果遇到动态水压土层施工,不仅开挖困难,连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透,发生桩身质量问题。如遇到了细砂、粉砂土层,在压力水的作用下,也极易发生流砂和井漏现象。地下水量不大时,可选用潜水泵抽水,边抽水边开挖,成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁,然后继续下一段的施工;水量较大时,当用施工孔自身水泵抽水,也不易开挖时,应从施工顺序考虑,采取对周围桩孔同时抽水,以减少开挖孔内的涌水量,并采取交替循环施工的方法,组织安排合理,能达到很好的效果。
1.2 人工挖孔桩施工技术
(1)人工挖孔桩采用人工挖土成孔,灌注砼浇捣成桩,在人工挖孔桩的底部扩大直径,称为人工挖孔扩底桩。这类桩由于其受力性能可靠,不需大型机具设备,施工操作工艺简单,可直接检查桩底岩土层情况,单桩承载力高,无环境污染,所以在各地应用较为普遍。人工挖孔桩的缺点是挖孔中劳动强度较大,单桩施工速度较慢,尤其是安全性较差。所以人工挖孔桩施工中安全措施非常重要,施工单位必须高度重视。
(2)人工挖孔这个看似简单的作业过程,充满着高危险性。①作业空间窄小,孔底挖孔作业人员始终处在吊物下面作业,极易受到物体打击;挖孔作业人员上下桩孔容易失稳发生坠落。②作业环境复杂,人工挖孔灌筑桩直径一般在800cm以上,最深可达40m。可遇到无地下水或地下水较少的粘土、涌水量大的冲击地带及近代沉积的含水量高的淤泥质土层,挖孔过程中有时会突然出现涌水和涌泥。③施工机具简单,但种类繁多,易造成伤害。施工企业本身技术队伍质量就不稳定,又层层转包,挖孔桩多是农民工,又未必受到必要的安全技术培训。
2 钻孔灌注桩质量问题及防治措施
2.1护筒冒水
护筒外壁冒水,严重的会引起地基下沉,造成钻孔偏斜,甚至无法施工。造成原因:埋设护筒的周围土不密实,或钻头起落时碰撞。防治措施:在埋筒时应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0-1.5米的水头高度。钻头起落时,应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时,用粘土在四周填实加固,若护筒严重下沉或移位时,则应重新安装护筒。
2.2孔壁坍陷
钻进过程中,如发现排出的泥浆中不断出现气泡,则表示有孔壁坍陷迹象。造成原因:主要是泥浆护壁不好,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、成孔后待灌时间过长也会引起孔壁坍陷。防治措施:适当埋深护筒,用粘土密实填封护筒四周,使用优质的泥浆,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,避免碰撞孔壁,尽可能缩短沉放时间。成孔后,待灌时间一般不应大于3小时,尽量缩短灌注时间。
2.3缩颈
缩颈即孔径小于设计孔径。造成原因:成孔时间过久或塑性土膨胀。防治措施:采用优质泥浆,降低失水量。成孔时,应加大泥浆循环量,适当加快成孔速度,在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,四周土体也不会引起膨胀。如出现缩颈,可采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
2.5桩底沉渣量过多
造成原因:清孔不干净或未进行二次清孔;泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起;钢筋笼吊放过程中,未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底;清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。防治措施:成孔后,保持慢速空转,采用性能较好的泥浆。可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度,减少沉渣。开始灌注混凝土时,利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣,达到清除孔底沉渣的目的。
3 人工挖孔桩质量问题及防治措施
3.1孔壁坍塌
如地下水位高,土中有渗透系数大的粉土,细砂等砂性土层或深厚的淤泥质粘土时,又
缺乏有效护壁极易引起孔壁坍塌.
3.2 清理不彻底
桩孔底清底不彻底,施工现场设置临时土方堆放场地,挖出土方必须在两天内用汽车外运(挖掘机配合人工装车),所挖土方不堆放在孔边,确保施工现场畅通。
3.3桩位偏移
如测量定位失误;成孔时未控制垂直度;成孔后未及时浇灌混凝土,护壁受侧压力变
形,使桩身倾斜,缩颈等都影响桩身完整性.
3.4 桩混凝土质量低劣
护壁渗漏严重,桩孔中大量积水,又没有采用水中浇混凝土的导管施工工艺,而采用一般串筒施工,混凝土产生离析,桩孔内振捣不好等.
3.5其他事故
如高空坠落,桩孔内缺氧等。保持井内有足够的新鲜空气,不断向井内送风。每个桩孔有一个固定的小组负责施工,每个正在施工的井下、井上均应有人操作,并明确对井下操作人员应负的安全责任,上、下之间有良好的联络信号。
预防及处理:必须有周密的施工组织设计,包括降水方案,遇流砂层使用钢套筒,或在挖孔桩周围的土体中用高压注浆形成阻水帷幕等;必须认真确保人身安全措施;如群桩孔内降水,必须注意周围的环境,以免房屋沉降等事故发生。待桩达到强度后,应检测桩的质量,并采取相应措施.
4、结论
对于钻孔灌注桩来说,分层夯实、埋深护筒、采用优质泥浆和慢速空转等。对人工挖空桩施工来说,周密的施工组织设计、确保人身安全措施和检测桩质量等。在施工中一定要加强对各种状况的观察,以保证安全和质量为原则。从方案设计、施工准备、施工整个过程中都要考虑全面,对每种可能造成施工质量问题,都明确后加以避免,需要综合考虑,只考虑的到某一方面的问题是不够的。随着施工工艺的日渐成熟和普遍推广,施工中的问题也是各种各样,这需要我们在开工前就进行预控,在施工中进行严控,对施工中出现的问题应分析透彻,处理措施得当、有效。
前言
在钻孔灌注桩的实施过程中,工艺非常的复杂,无论是从审核、准备还是施工过程,一旦出现问题都会引起整个工程的质量问题。例如,应审查施工方案中处置突发事件的应急预案是否符合要求;应根据当地施工地质条件确定选用的泥浆指标,再根据泥浆指标确定相应的混凝土实际灌注高度于粘土地区;钻孔泥浆基本采用原土造浆,泥浆质量相对配置泥浆性能较差,泥浆的循环如不设沉淀池,清孔质量就难以得到保证;钻头磨损超过要求应及时修复或更换;灌注混凝土的料斗尺寸应与方案中初灌量的要求相符合;成孔时应适当抽检进、出泥浆指标,发现超标时及时调整。施工单位须配备专职记录人员,及时记录成孔过程中的各项参数,记录必须真实、准确。所以,对钻孔灌注桩及人工挖孔桩施工的过程进行分析,尽可能的降低质量问题的出现,非常重要。
1施工要求及技术难点
1.1钻孔灌注桩
(1)钻孔灌注桩指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔,并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩,依照成孔方法不同,灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。
(2)地下水是深基础施工中最常见的问题,它给人工挖孔桩施工带来许多困难。如果遇到动态水压土层施工,不仅开挖困难,连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透,发生桩身质量问题。如遇到了细砂、粉砂土层,在压力水的作用下,也极易发生流砂和井漏现象。地下水量不大时,可选用潜水泵抽水,边抽水边开挖,成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁,然后继续下一段的施工;水量较大时,当用施工孔自身水泵抽水,也不易开挖时,应从施工顺序考虑,采取对周围桩孔同时抽水,以减少开挖孔内的涌水量,并采取交替循环施工的方法,组织安排合理,能达到很好的效果。
1.2 人工挖孔桩施工技术
(1)人工挖孔桩采用人工挖土成孔,灌注砼浇捣成桩,在人工挖孔桩的底部扩大直径,称为人工挖孔扩底桩。这类桩由于其受力性能可靠,不需大型机具设备,施工操作工艺简单,可直接检查桩底岩土层情况,单桩承载力高,无环境污染,所以在各地应用较为普遍。人工挖孔桩的缺点是挖孔中劳动强度较大,单桩施工速度较慢,尤其是安全性较差。所以人工挖孔桩施工中安全措施非常重要,施工单位必须高度重视。
(2)人工挖孔这个看似简单的作业过程,充满着高危险性。①作业空间窄小,孔底挖孔作业人员始终处在吊物下面作业,极易受到物体打击;挖孔作业人员上下桩孔容易失稳发生坠落。②作业环境复杂,人工挖孔灌筑桩直径一般在800cm以上,最深可达40m。可遇到无地下水或地下水较少的粘土、涌水量大的冲击地带及近代沉积的含水量高的淤泥质土层,挖孔过程中有时会突然出现涌水和涌泥。③施工机具简单,但种类繁多,易造成伤害。施工企业本身技术队伍质量就不稳定,又层层转包,挖孔桩多是农民工,又未必受到必要的安全技术培训。
2 钻孔灌注桩质量问题及防治措施
2.1护筒冒水
护筒外壁冒水,严重的会引起地基下沉,造成钻孔偏斜,甚至无法施工。造成原因:埋设护筒的周围土不密实,或钻头起落时碰撞。防治措施:在埋筒时应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0-1.5米的水头高度。钻头起落时,应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时,用粘土在四周填实加固,若护筒严重下沉或移位时,则应重新安装护筒。
2.2孔壁坍陷
钻进过程中,如发现排出的泥浆中不断出现气泡,则表示有孔壁坍陷迹象。造成原因:主要是泥浆护壁不好,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、成孔后待灌时间过长也会引起孔壁坍陷。防治措施:适当埋深护筒,用粘土密实填封护筒四周,使用优质的泥浆,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,避免碰撞孔壁,尽可能缩短沉放时间。成孔后,待灌时间一般不应大于3小时,尽量缩短灌注时间。
2.3缩颈
缩颈即孔径小于设计孔径。造成原因:成孔时间过久或塑性土膨胀。防治措施:采用优质泥浆,降低失水量。成孔时,应加大泥浆循环量,适当加快成孔速度,在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,四周土体也不会引起膨胀。如出现缩颈,可采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
2.5桩底沉渣量过多
造成原因:清孔不干净或未进行二次清孔;泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起;钢筋笼吊放过程中,未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底;清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。防治措施:成孔后,保持慢速空转,采用性能较好的泥浆。可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度,减少沉渣。开始灌注混凝土时,利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣,达到清除孔底沉渣的目的。
3 人工挖孔桩质量问题及防治措施
3.1孔壁坍塌
如地下水位高,土中有渗透系数大的粉土,细砂等砂性土层或深厚的淤泥质粘土时,又
缺乏有效护壁极易引起孔壁坍塌.
3.2 清理不彻底
桩孔底清底不彻底,施工现场设置临时土方堆放场地,挖出土方必须在两天内用汽车外运(挖掘机配合人工装车),所挖土方不堆放在孔边,确保施工现场畅通。
3.3桩位偏移
如测量定位失误;成孔时未控制垂直度;成孔后未及时浇灌混凝土,护壁受侧压力变
形,使桩身倾斜,缩颈等都影响桩身完整性.
3.4 桩混凝土质量低劣
护壁渗漏严重,桩孔中大量积水,又没有采用水中浇混凝土的导管施工工艺,而采用一般串筒施工,混凝土产生离析,桩孔内振捣不好等.
3.5其他事故
如高空坠落,桩孔内缺氧等。保持井内有足够的新鲜空气,不断向井内送风。每个桩孔有一个固定的小组负责施工,每个正在施工的井下、井上均应有人操作,并明确对井下操作人员应负的安全责任,上、下之间有良好的联络信号。
预防及处理:必须有周密的施工组织设计,包括降水方案,遇流砂层使用钢套筒,或在挖孔桩周围的土体中用高压注浆形成阻水帷幕等;必须认真确保人身安全措施;如群桩孔内降水,必须注意周围的环境,以免房屋沉降等事故发生。待桩达到强度后,应检测桩的质量,并采取相应措施.
4、结论
对于钻孔灌注桩来说,分层夯实、埋深护筒、采用优质泥浆和慢速空转等。对人工挖空桩施工来说,周密的施工组织设计、确保人身安全措施和检测桩质量等。在施工中一定要加强对各种状况的观察,以保证安全和质量为原则。从方案设计、施工准备、施工整个过程中都要考虑全面,对每种可能造成施工质量问题,都明确后加以避免,需要综合考虑,只考虑的到某一方面的问题是不够的。随着施工工艺的日渐成熟和普遍推广,施工中的问题也是各种各样,这需要我们在开工前就进行预控,在施工中进行严控,对施工中出现的问题应分析透彻,处理措施得当、有效。