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[摘 要] 介绍钻孔灌注桩施工工艺流程,对施工中出现的一些导致质量问题的因素进行综合分析,并结合实际情况提出了一些解决的办法。
[关键词] 钻孔灌注桩 预控 施工工艺 沉渣
钻孔灌注桩有噪音低、振动少、对周围环境影响小、单桩承载力大、施工安全系数高、无污染等优点,施工工艺较成熟,在建筑工程建设中被广泛应用。但也存在施工质量控制直观性差、施工工艺较为复杂、水下混凝土施工要求严格等不利因素,加上地下地质情况的复杂性,成桩过程中容易出现一些常见的质量通病,从而影响桩的承载力,主要表现为:缩径、露筋、浮浆夹层、钻孔偏斜
桩身夹泥、变径、钢筋笼位置与标高不当、桩空底部沉渣超厚等现象,所以我们在钻孔灌注桩施工过程中,要规范施工,进一步完善施工工艺,提高成桩质量,减少质量问题的产生。
1、钻孔灌注桩施工工艺流程
钻孔灌注桩施工一般按照以下步骤进行:
测量放样(定桩位)→护筒埋设→钻孔机械设备就位及泥浆制备→钻进→钻孔→一次清孔→泥浆检测→钢筋笼埋设→下导管→二次清孔→泥浆检测→沉渣厚底测定→水下混凝土灌注→终灌→起拔护筒,钻机移位。具体操作过程如下:
1.1)桩位放样。放样前,应对场地布置及桩位周围处进行平整和加固,以便于主要机具的安装,配套设备的就位,依据施工图测出桩位中心,并做好明显标记,桩位偏差应控制在规范要求的范围之内。
1.2)埋设护筒。根据测量放样的桩位中心,采用人工开挖、放置护筒,护筒中心竖直线应与桩位中心线重合,除设计另有规定外。护筒的高度宜高出地面0.3m或水面1.0-2.0m,护筒的埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定,一般情况埋深宜为2.0-4.0m,特殊情况应加深,以保证钻孔和灌桩混凝土的顺利进行。
1.3)制备泥浆。用粘土或亚粘土等材料在孔内形成泥浆,测定泥浆的各种性能指标满足设计要求,泥浆在孔内形成较大的静水压力,在孔壁表面形成一层泥浆护壁,以防止塌孔产生。
1.4)安装钻孔设备。平稳放置钻机,钻机安装后底座和顶端应平稳,发生位移、倾斜、沉陷,确保钻进顺利进行,否则应及时处理。成孔中心应对准桩位中心,并用水准尺调整至水平。
1.5)钻孔。钻孔作业应分班连续进行,应经常对钻孔泥浆进行检测和试验,不合要求时应及时改正。经常注意地层变化,开钻时应慢速钻进,待导向部位或钻头全部进入地层后,方可加速钻进。在钻进过程中,泥浆泵将泥浆压入泥浆龙头,通过钻杆中心从钻头喷入泥浆孔内,泥浆夹带钻渣沿钻孔上升,从护筒顶部排浆孔排出至沉淀池,钻渣在此沉淀而泥浆流至浆池循环使用。为有效的防止塌孔,缩颈及桩孔偏斜等现象,应经常注意检查钻杆是否弯曲,根据不同的土层情况对比勘察的地质资料,随时调整钻进速度,并描绘出钻进成孔时间曲线。在细粉砂层钻进一般是0.015m/min左右,在软粘土钻进最快0.2m/min左右。钻头直径的大小将直接影响钻孔的大小,在施工过程中要经常复核钻头直径,如发现其磨损超过10mm就要及时调换钻头。
1.6)第一次清孔。清孔的主要目的是清除孔底沉渣,而孔底沉渣是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。钻孔后停止钻进,稍稍提起钻头,离孔底20cm使之空转30min,并保持泥浆正常循环,以中速压入比重1.20的较纯泥浆,将钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出,直至泥浆性能符合要求为止,移走钻机,并进行下一个桩位钻孔。
1.7)钢筋笼的制作和安放。钢筋笼生产最好在硬化场地进行生产,不允许在泥土地上进行生产。钢筋的质量符合设计和施工规范要求,钢筋笼的制作一般采用分段错开式制作,在验收中还有特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上,加强箍肋必须设在主筋的内侧,环形筋在主筋的外侧。加强箍肋应同主筋进行焊接而不是绑扎。钢筋笼起吊前应对清孔后的泥浆、孔底沉淀厚度进行检查,各项指标符合要求后,方可进行钢筋笼的安装。钢筋笼可分次入孔或一次入孔,尽量采取一次吊装,在吊放过程中,应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量,对质量不符合要求的焊缝、焊口则要进行补焊。为克服钢筋笼的起吊变形,应缓慢均匀下放,根据下笼的深度,随时调整钢筋笼入孔的垂直度,尽量避免钢筋笼倾斜摆动,以防塌孔。沉放时不能碰撞孔壁,当吊放受阻时不能加压强行下放,应停止吊放并分析原因,找出问题所在后,应校正偏差,重新垂直吊放,这样能避免塌孔和钢筋笼变形现象。钢筋笼接长时,要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间,下笼完毕后,根据笼顶标高所需吊筋长度,并将吊筋固定牢靠,以防掉笼。
1.8)混凝土灌注。先根据桩长及平台高度计算所需导管的长度,计算导管上端漏斗储存的混凝土质量是否满足第一次埋设导管下口深度的要求,埋设深度一般要求为100cm以上,灌注过程要连续,控制混凝土的质量,防止堵管,严格控制导管的提放速度,防止浮笼,混凝土灌注过程是整个施工过程中最关键也是最容易出现质量问题的一关,灌注至设计桩顶标高后,应继续灌注至超灌标高以保证桩身的质量。
1.9)结束工作,移去灌注平台、割去吊筋、拔去护筒、空孔回填、清洗保护。
1.10)试桩及桩身检测,由业主确定的权威部门进行承载力以及桩身质量的检测。
2、钻孔灌注桩施工中的质量控制
2.1)把好材料关
严格检查验收进场原材料质保书(水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告),并取样进行复查,对不合格的材料,严禁用于混凝土灌注桩。桩身自下而上混凝土质量均匀,严格控制坍落度,对工程所需的原材料和添加剂必须严格选择,确保桩身质量与承载力达到设计要求与规范规定。
2.2)减少孔底内沉渣
1)在钻孔过程中,因泥浆的性能指标不符合要求,导致在孔壁不能形成坚实泥皮,如不能随地质条件的变化调整泥浆比重,下钢筋笼时因碰壁而导致孔壁塌方,用加深孔底深度的方法代替清孔,是不能达到清孔的目的的,只会产生沉渣超标现象。
2)沉渣过厚现象处理
在各种处理方法中,压浆法是解决沉渣过厚的有效途径,而且压浆法具有施工工艺简单,投资少,效果明显优点
2.3)杜绝泥浆护壁产生的“造壁”现象
在一定时间内,当泥浆比重控制较好时,它能有效地保护孔壁。但在现实工程中,由于各种原因致使“泥壁”越来越厚,使浇灌的混凝土与土壁之间夹有一层“润滑层”,大大降低桩的侧摩阻力,使单桩的承载力降低,因此在成孔时,应控制钻孔钻速与进钻进度,利用钻杆的扰动大小变化,以增加桩与孔壁侧土的接触面积,提高侧向摩阻力,同时应加大混凝土的拌和力度,保证混凝土灌注桩能连续不停地施工,使泥浆在孔内的时间尽量缩短,彻底改变“造壁”现象。
2.4)提高混凝土灌注桩桩身完整性
许多施工位置的地质条件差,孔壁容易塌孔,混凝土浇灌中静压力的作用使得下部混凝土密实,上部相对较差,导管埋深不当。为此,需提高混凝土浇灌开始时的3m-5m的混凝土强度,同时利用导管振动,加以振捣密实,在桩上部静压力较小的情况下,确保混凝土密实度。
3、结语:钻孔灌注桩虽然已有比较成熟的施工工艺,但因钻孔桩的每一道工序
都是隐蔽的,而且任何一道工序出现问题,都将带来严重后果,现场人员和监管人员的素质和责任心是质量的根本,除人的因素外,还需对钻机设备,施工材料,工艺方法进行认真控制,做好处理方案,这是减少质量事故,控制成桩最终质量的关键。
参 考 文 献
⑴ 刘吉士 桥梁施工百问ISBN7-114-04712-6
⑵ 吉龙华 钻孔灌注桩常见施工质量问题及防治措施[J]■
[关键词] 钻孔灌注桩 预控 施工工艺 沉渣
钻孔灌注桩有噪音低、振动少、对周围环境影响小、单桩承载力大、施工安全系数高、无污染等优点,施工工艺较成熟,在建筑工程建设中被广泛应用。但也存在施工质量控制直观性差、施工工艺较为复杂、水下混凝土施工要求严格等不利因素,加上地下地质情况的复杂性,成桩过程中容易出现一些常见的质量通病,从而影响桩的承载力,主要表现为:缩径、露筋、浮浆夹层、钻孔偏斜
桩身夹泥、变径、钢筋笼位置与标高不当、桩空底部沉渣超厚等现象,所以我们在钻孔灌注桩施工过程中,要规范施工,进一步完善施工工艺,提高成桩质量,减少质量问题的产生。
1、钻孔灌注桩施工工艺流程
钻孔灌注桩施工一般按照以下步骤进行:
测量放样(定桩位)→护筒埋设→钻孔机械设备就位及泥浆制备→钻进→钻孔→一次清孔→泥浆检测→钢筋笼埋设→下导管→二次清孔→泥浆检测→沉渣厚底测定→水下混凝土灌注→终灌→起拔护筒,钻机移位。具体操作过程如下:
1.1)桩位放样。放样前,应对场地布置及桩位周围处进行平整和加固,以便于主要机具的安装,配套设备的就位,依据施工图测出桩位中心,并做好明显标记,桩位偏差应控制在规范要求的范围之内。
1.2)埋设护筒。根据测量放样的桩位中心,采用人工开挖、放置护筒,护筒中心竖直线应与桩位中心线重合,除设计另有规定外。护筒的高度宜高出地面0.3m或水面1.0-2.0m,护筒的埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定,一般情况埋深宜为2.0-4.0m,特殊情况应加深,以保证钻孔和灌桩混凝土的顺利进行。
1.3)制备泥浆。用粘土或亚粘土等材料在孔内形成泥浆,测定泥浆的各种性能指标满足设计要求,泥浆在孔内形成较大的静水压力,在孔壁表面形成一层泥浆护壁,以防止塌孔产生。
1.4)安装钻孔设备。平稳放置钻机,钻机安装后底座和顶端应平稳,发生位移、倾斜、沉陷,确保钻进顺利进行,否则应及时处理。成孔中心应对准桩位中心,并用水准尺调整至水平。
1.5)钻孔。钻孔作业应分班连续进行,应经常对钻孔泥浆进行检测和试验,不合要求时应及时改正。经常注意地层变化,开钻时应慢速钻进,待导向部位或钻头全部进入地层后,方可加速钻进。在钻进过程中,泥浆泵将泥浆压入泥浆龙头,通过钻杆中心从钻头喷入泥浆孔内,泥浆夹带钻渣沿钻孔上升,从护筒顶部排浆孔排出至沉淀池,钻渣在此沉淀而泥浆流至浆池循环使用。为有效的防止塌孔,缩颈及桩孔偏斜等现象,应经常注意检查钻杆是否弯曲,根据不同的土层情况对比勘察的地质资料,随时调整钻进速度,并描绘出钻进成孔时间曲线。在细粉砂层钻进一般是0.015m/min左右,在软粘土钻进最快0.2m/min左右。钻头直径的大小将直接影响钻孔的大小,在施工过程中要经常复核钻头直径,如发现其磨损超过10mm就要及时调换钻头。
1.6)第一次清孔。清孔的主要目的是清除孔底沉渣,而孔底沉渣是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。钻孔后停止钻进,稍稍提起钻头,离孔底20cm使之空转30min,并保持泥浆正常循环,以中速压入比重1.20的较纯泥浆,将钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出,直至泥浆性能符合要求为止,移走钻机,并进行下一个桩位钻孔。
1.7)钢筋笼的制作和安放。钢筋笼生产最好在硬化场地进行生产,不允许在泥土地上进行生产。钢筋的质量符合设计和施工规范要求,钢筋笼的制作一般采用分段错开式制作,在验收中还有特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上,加强箍肋必须设在主筋的内侧,环形筋在主筋的外侧。加强箍肋应同主筋进行焊接而不是绑扎。钢筋笼起吊前应对清孔后的泥浆、孔底沉淀厚度进行检查,各项指标符合要求后,方可进行钢筋笼的安装。钢筋笼可分次入孔或一次入孔,尽量采取一次吊装,在吊放过程中,应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量,对质量不符合要求的焊缝、焊口则要进行补焊。为克服钢筋笼的起吊变形,应缓慢均匀下放,根据下笼的深度,随时调整钢筋笼入孔的垂直度,尽量避免钢筋笼倾斜摆动,以防塌孔。沉放时不能碰撞孔壁,当吊放受阻时不能加压强行下放,应停止吊放并分析原因,找出问题所在后,应校正偏差,重新垂直吊放,这样能避免塌孔和钢筋笼变形现象。钢筋笼接长时,要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间,下笼完毕后,根据笼顶标高所需吊筋长度,并将吊筋固定牢靠,以防掉笼。
1.8)混凝土灌注。先根据桩长及平台高度计算所需导管的长度,计算导管上端漏斗储存的混凝土质量是否满足第一次埋设导管下口深度的要求,埋设深度一般要求为100cm以上,灌注过程要连续,控制混凝土的质量,防止堵管,严格控制导管的提放速度,防止浮笼,混凝土灌注过程是整个施工过程中最关键也是最容易出现质量问题的一关,灌注至设计桩顶标高后,应继续灌注至超灌标高以保证桩身的质量。
1.9)结束工作,移去灌注平台、割去吊筋、拔去护筒、空孔回填、清洗保护。
1.10)试桩及桩身检测,由业主确定的权威部门进行承载力以及桩身质量的检测。
2、钻孔灌注桩施工中的质量控制
2.1)把好材料关
严格检查验收进场原材料质保书(水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告),并取样进行复查,对不合格的材料,严禁用于混凝土灌注桩。桩身自下而上混凝土质量均匀,严格控制坍落度,对工程所需的原材料和添加剂必须严格选择,确保桩身质量与承载力达到设计要求与规范规定。
2.2)减少孔底内沉渣
1)在钻孔过程中,因泥浆的性能指标不符合要求,导致在孔壁不能形成坚实泥皮,如不能随地质条件的变化调整泥浆比重,下钢筋笼时因碰壁而导致孔壁塌方,用加深孔底深度的方法代替清孔,是不能达到清孔的目的的,只会产生沉渣超标现象。
2)沉渣过厚现象处理
在各种处理方法中,压浆法是解决沉渣过厚的有效途径,而且压浆法具有施工工艺简单,投资少,效果明显优点
2.3)杜绝泥浆护壁产生的“造壁”现象
在一定时间内,当泥浆比重控制较好时,它能有效地保护孔壁。但在现实工程中,由于各种原因致使“泥壁”越来越厚,使浇灌的混凝土与土壁之间夹有一层“润滑层”,大大降低桩的侧摩阻力,使单桩的承载力降低,因此在成孔时,应控制钻孔钻速与进钻进度,利用钻杆的扰动大小变化,以增加桩与孔壁侧土的接触面积,提高侧向摩阻力,同时应加大混凝土的拌和力度,保证混凝土灌注桩能连续不停地施工,使泥浆在孔内的时间尽量缩短,彻底改变“造壁”现象。
2.4)提高混凝土灌注桩桩身完整性
许多施工位置的地质条件差,孔壁容易塌孔,混凝土浇灌中静压力的作用使得下部混凝土密实,上部相对较差,导管埋深不当。为此,需提高混凝土浇灌开始时的3m-5m的混凝土强度,同时利用导管振动,加以振捣密实,在桩上部静压力较小的情况下,确保混凝土密实度。
3、结语:钻孔灌注桩虽然已有比较成熟的施工工艺,但因钻孔桩的每一道工序
都是隐蔽的,而且任何一道工序出现问题,都将带来严重后果,现场人员和监管人员的素质和责任心是质量的根本,除人的因素外,还需对钻机设备,施工材料,工艺方法进行认真控制,做好处理方案,这是减少质量事故,控制成桩最终质量的关键。
参 考 文 献
⑴ 刘吉士 桥梁施工百问ISBN7-114-04712-6
⑵ 吉龙华 钻孔灌注桩常见施工质量问题及防治措施[J]■