钻孔灌注桩的施工及质量控制

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yesterday23
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:钻孔灌注桩在各类土木工程中广泛应用,是桥梁工程质量控制的重中之重。由于桩基工程具有隐蔽性,给质量监督带来一定难度,但钻孔灌注桩具有噪音低、振动小、桩长和直径按设计要求易于把握、桩端能可靠进入持力层、单桩承载力大等优点,从而解决了特殊地基沉载力。本文主要对钻孔灌注桩的施工、质量控制及施工中出现的常见问题采取的预防措施及处理方法进行了阐述。
   关键词:钻孔灌注桩;质量控制
  ˎ ̥ pick to: bored piles are widely used in all kinds of civil engineering, is the key of the bridge engineering quality control. Because the pile foundation engineering has concealment, for quality supervision, bring certain difficulty, but bored piles with low noise, small vibration, pile length and diameter according to the design requirements is easy to grasp, reliable pile end can enter the bearing layer, and the advantages of single pile bearing capacity is big, so as to solve the heavy residual special foundation. In this paper, construction, quality control and construction of bored piles of the common problems in taking preventive measures and treatment methods are expounded.
  Key words: bored piles; The quality control
  中图分类号:U443.15+4文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
  
  1、钻孔灌注桩易产生的质量问题及处理
  1.1施工中孔壁坍塌
  灌注桩施工过程中由于土壤的持力层发生变化等原因,将会出现因漏水、漏浆等导致的孔壁坍塌的质量事故。钻进过程中,如发现排出的泥浆中不断出现气泡,或泥浆突然漏失,则表示有孔壁坍陷迹象。发现造成施工事故的原因主要在于:
  ①护筒的长度不够,护筒变形或形状不合适;②保持的水头压力不够;③地下水位有较高的承压力;④在砾石层等处有渗流水或者没水,孔中出现跑水现象;⑤泥浆的容重及浓度不足;⑥成孔速度太快,在孔壁中来不及形成泥膜;⑦沉放钢筋时,碰撞了孔壁,破坏了泥膜及孔壁。
  针对这种问题,应采取的相应处理措施为:施工现场在埋设灌注桩的护筒时,坑底与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实,必须注意保持护筒安装垂直,在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0-1.5m的水头高度;当发现地基有地下水时,应密切注意是否夹有不透水层。当下层的承压地下水的水头比下层的地下水位高时,必须能保持足够的泥水压力,在施工前的地质情况勘测中,一定要求给出地下水的压力、出水量、水流方向等要素条件。
  1.2缩颈
  缩颈是钻孔灌注桩最常见的质量问题,主要由于桩周土体在桩体浇注过程中产生的膨胀造成。针对这种情况,应采用优质泥浆,降低失水量。成孔时,应加大泵量,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,亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片,在钻进或起钻时起到扫孔作用。另外,可采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
   1.3钢筋笼发生上浮或下沉
   (1)形成原因分析
    钢筋笼在制作、堆放、起吊、运输等过程中不符合规范要求。钢筋骨架内径与导管外壁间距过小,粗骨料粒径太大,主筋搭接焊接头未焊平,在提升导管过程中法兰盘挂带了钢筋笼;或因钢筋骨架主筋弯曲、骨架整体扭曲,箍筋变形脱落或导管倾斜,使得钢筋与导管外壁紧密接触;导管与钢筋笼间混凝土已凝结,提升导管时将钢筋笼带出;或许因混凝土浇灌速度过快,混凝土面升至钢筋笼底,产生向上“浮力”导致钢筋笼上浮。出现笼下沉的主要原因是由于吊筋与主筋或分段钢筋笼之间焊接不牢固或吊环松脱;或上下振动导管时,导管挂带钢筋笼,对骨架施加一很大外力,吊环松脱,而一旦导管与钢筋笼脱离时,笼将沉入孔中。 
  (2)事故处理
  要在灌注桩的上段增加局部钢筋,并设固定装置以防钢筋笼上浮或下沉,或者采取其他有效措施进行处理。如严格控制钢筋笼骨架的加工质量,防止变形。确保钢筋笼内径与导管外壁之间的空隙,大于骨料最大粒径的 2 倍。在混凝土浇灌过程中,随着导管拔出而出现钢筋笼上浮,应立即控制混凝土浇灌量及浇灌速度,反复上下摇动导管或单向旋转,处理好笼与导管之间的挂带现象;若钢筋笼上浮不停止,应中止浇灌混凝土,拔出导管后,向孔内回填粘土,该桩作为废桩处理,并应与设计人员联系重新补桩。 
      当钢筋笼一旦出现下沉,应立刻停止浇灌混凝土,将笼吊升至设计标高重新固定;如笼沉入混凝土中拔不出来,应探明笼顶标高、沉入深度,提出导管,用比原桩径稍小的钻头,在原桩位上钻孔,至断桩部位以下适当深度时重新清孔,在断桩部位增加一节钢筋笼,其下部埋入新钻孔中,然后继续浇灌混凝土。
  1.4桩底沉渣量过多
  清孔是灌注桩施工中保证成桩质量的重要环节,通过清孔应尽可能的使桩孔中的沉渣全部清除,使混凝土与基岩结合完好,提高桩基的承载力。施工中发生桩底沉渣的主要原因及处理的措施如下:
  ①桩底的沉渣过多主要由于施工中违犯操作规定,清孔不干净或未进行二次清孔造成的;施工中应保证灌注桩成孔后,钻头提高孔底10~20cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于30分钟。
  ②当使用的泥浆比重过小或泥浆注入量不足时,桩底的沉渣浮起困难,沉渣将堆积在桩底,影响桩与地基的结合。工程中需采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度,不能用清水进行置换。
  ③钢筋笼吊放过程中,如果钢筋笼的轴向位置未对准孔位,将会发生碰撞孔壁的事故,孔壁的泥土会坍落在桩底;因此,钢筋笼吊放时,要使钢筋笼的中心与桩的中心保持一致,避免碰撞孔壁。在钢筋笼的加工工艺上,可選用冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度,减少空孔时间,从而减少沉渣。下完钢筋笼后,检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,则应利用导管进行二次清孔,使用方法是用空气升液排渣法或空吸泵反循环法。
  ④清孔后开始灌注混凝土,导管底部至孔底的距离宜为30~40mm,应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上,以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。
  1.5导管进水
  在浇注混凝土过程中,有时会发生由于过量上提导管,使接头部分产生漏水等情况,将造成混凝土离析、流动等质量事故,在桩身上留下致命的质量隐患。因此要严格施工管理,不得发生泥浆水进入导管的质量事故。一旦生发上述事故,可采取如下的处理措施:
  ①浇筑混凝土之前,若发现导管口出现漏水现象时,应立即提起导管进行检查,对漏水部位进行严格的防水处理后,再重新放入桩孔中。
  ②在任何情况下,都应该尽可能的将导管底部深深的埋在混凝土中,当发现导管上提明显过量时,应迅速将导管插到混凝土中,利用小型水泵或小口徑的抽水设备,将导管中的水抽出之后,再继续浇筑混凝土。
  1.6断桩
  由于混凝土凝固后不连续,中间被泥浆水等疏松体及泥土填充形成间断桩。造成原因及防治措施如下:
  ①施工中若发生导管底端距孔底过远,则混凝土被泥浆水稀释,使水灰比增大,造成混凝土不凝固,形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充。
  为避免质量事故的发生,桩孔钻成后,必须认真清孔。冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定,冲孔后要及时灌注混凝土,避免孔底沉渣超过规范规定。这就要求在灌注混凝土前,应认真进行孔径测量,准确算出全孔及首次混凝土灌注量。
  ②在浇注混凝土时,由于导管提升和起拔过多,露出混凝土面,或因停电、待料等原因造成夹渣,出现桩身中岩渣沉积成层,将混凝土桩上下分开的现象。
  混凝土浇注过程中,一旦开始浇筑工序,一定要连续完成作业,确保在混凝土初凝时间内连续浇注,在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。并随时控制混凝土面的标高和导管的埋深,提升导管要准确可靠,严格遵守操作规程。
  1.7桩身倾斜、桩位偏差较大
    (1) 形成原因分析
  施工人员放样有偏差或钻孔机械定位不准确;在钻孔的过程中遇到障碍物或孤石,以及在软硬土层交界处和岩石倾斜处,钻头受阻力不均而造成桩孔倾斜。由于钻杆弯曲或连接不当,使钻头钻杆中线不同轴线,也会导致桩孔偏斜。此外,场地不平整或钻架就位后没有调整,或因地面不均匀沉降使钻机、钻盘、底座不平而倾斜。桩孔偏大,起重滑轮边缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心不同轴线等因素,也会使桩身倾斜造成事故。 
  (2)桩身倾斜事故处理
  除了针对其原因采取其相应的措施外,还应根据受荷情况进行加固处理;若桩位偏差较大,应请设计人员核定,必要时在基础底板内增设暗梁(对桩筏、桩箱基础而言),如是单桩基础,一般应重新补桩。
  2、钻孔灌注桩的质量控制
  2.1钻孔灌注桩的施工前的质量控制
  2.1.1原材料的选用
  1.水泥的选用
  选用时注意其特性对混凝土结构强度、耐久性和使用条件是否有不利的影响,使所配制的混凝土的强度达到要求,收缩小、和易性好和节约水泥为原则,水泥应符合现行国家标准,附有制造厂的水泥品质试验报告等合格证明的文件。对所用水泥应进行复查试验。为快速鉴定水泥的现有强度,也可用促凝压蒸法进行复查。试验检测项目有:胶砂强度、细度、稠度、凝结时间、安定性试验。
   2.砂、石的选用
  砂石粒径太小、级配不良、空隙率大,将导致水泥和拌和水用量加大,影响混凝土的强度,使混凝土收缩加大,如果使用超出规定的特细砂,后果更严重。
  2.1.2混凝土配合比
  1.设计混凝土配合比
  混凝土配合比是指混凝土中各组成材料之间的比例关系。混凝土配合比通常用每立方米混凝土中各种材料的质量来表示,或以各种材料用料量的比例表示。混凝土配合比计算只是水泥、砂子、石子、水这四种组成材料的用量。实质上是根据组成材料的情况,确定满足上述四项基本要求的三大参数:水灰比、单位用水量和砂率。
  2.水灰比的确定
  有关水灰比、水泥品种、外加剂、粗集料级配等因素对路面混凝土性能影响的试验表明,无论28d抗折强度还是抗压强度,上述因素的主次为:水灰比--水泥品种--外加剂--粗集料级配。
  3.砂率的确定
  其大小主要影响混凝土的稠度,在水灰比低时这种影响表现得比较迟钝,但砂率的改变会使混凝土的空隙率和集料的总表面积有显着改变,直接影响硬化混凝土的品质。砂率过大,在水泥浆用量不变的情况下,会使混凝土的水泥浆显得过少,表现出的砂浆层过厚,对耐磨耗减少收缩不利。
  4.坍落度的选择
  坍落度应控制在180±20mm之间,砼灌注距桩顶约5米处时,坍落度控制在160~170毫米,以确保桩顶浮浆不过高。气温高、成孔深,导管直径在250毫米之内,取高值,反之取低值。
   2.1.3钢筋
   钢筋混凝土中的钢筋必须符合现行《钢筋混凝土用热扎光圆钢筋》(GB13013)、《钢筋混凝土用热扎带肋钢筋》(GB1499)、《冷扎带肋钢筋》(GB13788)、《低碳钢热扎圆盘条》(GB701)的规定。钢筋应具有出厂质量证明书和试验报告单,对所用钢筋应抽取试样做力学性能试验。钢筋必须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收,分别堆存,不得混杂,且应设立识别标志。
  2.2成孔的质量控制
  2.2.1 孔壁坍塌控制
  孔壁坍塌一般是因预先未料到的复杂的不良地质情况、钢护筒未按规定埋设、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、孔口周围排水不良或下钢筋笼及升降机具时碰撞孔壁等因素造成的,易造成埋、卡钻事故,应高度重视并采取相应措施予以解决。监理人员首先应认真审阅场地工程地质勘察报告,对地层情况做到心中有数;其次必须严格要求施工单位按规定埋设钢护筒,保证孔口排水良好,下设钢筋笼及升降机具要防止偏斜。
  2.2.2扩径和缩径控制
  扩径、缩径都是由于成孔直径不规则出现扩孔或缩孔及其它不良地质现象引起的,扩孔一般是由钻头振动过大、偏位或孔壁坍塌造成的,缩孔是由于钻头磨损过甚、焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的。缩径会减少桩的竖向承载力,而扩径会增加成本,必须采取有力措施予以控制。为避免扩径的出现,监理人员应检查钻机是否固定、平稳,要求减压钻进,防止钻头摆动或偏位,在成孔过程中还应要求徐徐钻进,以便形成良好的孔壁,要始终保持适当的泥浆比重和足够的孔内水位,确保孔内泥浆对孔壁有足够的压力,成孔尤其是清孔后应督促施工单位尽快灌注水下混凝土,尽可能减少孔壁在小比重泥浆中的浸泡时间;为避免缩径的出现,钻孔前监理人员应详细了解地质资料,判别有无遇水膨胀等不良地质条件的土层。
   2.2.3灌注过程质量监控
  灌注过程主要环节质量控制
  a.混凝土坍落度控制
  混凝土的坍落度对成桩质量有直接影响,坍落度合理的混凝土应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能,坍落度合理的混凝土可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性,一般应控制在18~22cm范围内。
  b.导管埋深控制
  导管底端在混凝土面以下的深度是否合理关系到成桩质量,必须予以严格控制。监理人员应要求施工单位在开浇时,料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1.0 m以上的混凝土初灌量,以免因导管下口未被埋入混凝土内造成管内反混浆现象,导致开浇失败;在浇注过程中,要经常探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置,及时拆卸导管,保持导管合理埋深,严禁将导管拨出混凝土面,导管埋深一般应控制在1~6 m,过大或过小都会在不同外界条件下出现不同形式的质量问题,直接影响桩的质量。
   c.钢筋笼上浮控制
  在灌注混凝土前,钢筋笼自重与悬吊力形成平衡状态,在混凝土灌注过程中,由于下列原因引起钢筋笼上浮:①钢筋笼在孔口固定不牢固或提升导管用力过猛,将钢筋笼钩挂;②混凝土面到达钢筋笼底面时,导管埋深过浅,灌注量过大或混凝土面超过钢筋笼底一定高度时,导管埋深过大;③混凝土质量差,对于易离析、坍落度损失大的混凝土,都易使钢筋笼上浮,解决的办法是操作要正确、确保混凝土质量及加快混凝土灌注。 (2)桩头质量控制
  有关规范规定当凿除桩顶浮浆层后,应保证设计的桩顶标高及桩身混凝土质量。在钻孔灌注桩施工中,要想保证桩头的质量,必须控制好最后一次灌注量,桩顶不得偏低,凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值,这就要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高。在实际施工中,超灌量控制不当是经常存在的问题,超灌量过大,造成浪费,超灌量不足,桩质量不能得到满足。
   2.2.4质量检测
  质量检测可检验钻孔灌注桩成桩后承载力能否达到设计要求,这是决定能否进行下一道工序施工的一个关键环节,往往会出现检验合格而实际却发生质量事故的情形,除人为因素弄虚作假外,客观来说是检验手段不当所致。目前检测钻孔灌注桩合格与否的方法有静载荷法、动测法和取芯法,实际应用时常选用上述1~2种。静载荷法比较直观,得出的数据容易让人信服,但缺点是加载影响深度有限;动测法可通过波速检测出桩身的完整性及桩的长度,测出长度的误差一般在±300 mm;取芯法通过取芯可看出桩身完整性,芯样还可做室内试验,但取芯深度也有限。
  2.3 成桩质量的控制
   (1)为确保成桩质量,要严格检查验收进场原材料的质量保证书,如发现试样与质量保证书不符,应立即取样进行复查,对不合格的材料,严禁用于混凝土灌注桩。
   (2)钻孔灌注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注,混凝土的离析现象还会存在,但良好的配合比可减少离析程度,因此,现场的配合比要随水泥品种、砂、石料规格及含水率的变化进行调整,为使每根桩的配合比都能正确无误,在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性,严格计量和测试管理,并及时填入原始记录和制作试件。
   (3)为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象,在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度,混凝土坍落采用18cm—20cm,并随时了解混凝土面的标高和导管的埋人深度。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m~4m,不宜大于5m和小于1m,严禁把导管底端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高8m~10m时,应及时将坍落度调小至12cm~16cm,以提高桩身上部混凝土的抗压强度。
   3、结语
  钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目,质量检查比较困难,如桩的各种动测方法基本上都是在一定的假设计算模型的基础上进行参数测定和检验,并要依靠专业人员的经验来分析和判断实测结果,同一个桩基工程,各检测单位用同一种方法进行检测,由于技术人员的实践经验的差异,其结论偏差很大的情况也时有发生。通过多年来钻孔灌注桩工程的施工实践经验,得出这样一个结论,即加强桩基工程检测是一个手段,要保证钻孔灌注桩的施工质量,其关键还在于人。强调现场管理人员要有高度责任心,以防为主,对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工,只有这样桩基的质量控制才能得到保证。
  參考文献:
  《 桥梁施工及组织管理 》人民交通出版社
  《公路桥梁施工技术规范》JTJ 041-2000 中华人民共和国交通部发布
  《公路工程质量检验评定标准》JTJ07198 人民交通出版社
  《公路工程集料试验规范》JTGE42-2005人民交通出版社
  《建筑桩基技术规范》 (JGJ94-1994) 人民交通出版社
  《灌注桩检测与处理》人民交通出版社
其他文献
摘要:建筑工程项目施工质量管理是一项系统且复杂的活动,随着我国经济的蓬勃发展,基础设施及商品用房建设的逐年增加,造就了一大批优秀的建筑施工企业。工程项目质量管理越来越引起广泛重视。工程项目建设涉及到国家和社会的方方面面,只有通过科学咨询、精心设计、优良施工,才能建设出质量合格的工程项目,实现投资者的期望。工程质量的好坏,在一定程度上体现了我们工程项目管理质量的水平,它直接影响到投资者的综合效益。本
摘要:从成本管理是施工企业管理的核心谈起,首先介绍人本管理是成本管理的首要前提,然后重点介绍了成本管理的实施过程,成本计划、成本控制、成本核算分析,最后指出成本管理的关键在落实,说明成本管理是一项长期而艰巨的任务。  关键词:工程;项目;成本;管理  Abstract: from the cost management is the core of construction enterprise
摘要:近年来,铁路站房的内涵发生极大变化,从以往的“等候式”单一功能站房,逐渐向多功能、综合性“机场式”站房发展。产生了一些钢结构、大跨度站房结构形式,使得站房的施工质量要求越来越高。混凝土工程作为铁路站房的基础工程对于站房质量意义重大,因此必须加强对混凝土工程的质量控制。本文从混凝土工程的材料选择、运输、浇筑、养护等方面介绍了站房混凝土施工的质量控制措施。  关键词:铁路站房;混凝土;浇筑;养护
【摘要】GPS的测量较为复杂,需要很多的设备配合,比如地面的接收设备、卫星等,通过建立数学中的三维空间坐标,计算出各设备之间的距离,从而将信息通过卫星传输给地面的接收设备,这就是GPS的测量过程。由于信息传递的过程经过了卫星以及接收设备,在传播的过程中必然会受到诸多因素的干扰,从而产生GPS测量的误差,为了解决这一情况,需要对误差的具体原因进行分析,笔者从这方面入手,具体阐述误差原因并对GPS测量
摘要:从巷道布置、顶板岩性、采煤方法、工作面放顶等,对煤峪口矿井307盘区局部冲击地压的原因、形成机理进行综合分析,具体提出了区域性防治方法及探讨建议,并阐述了冲击地压发生后抢险期间临时性的通风系统应急措施及恢复通风系统应急措施。   关键词:冲击地压;机理;分析;防治;措施  Abstract: from the roadway layout and lithology, coal mining
随着我国经济的快速发展,现代城市的高层建筑逐渐增多,在这些高层建筑中,钢结构在其中发挥着重要作用,是当前高层建筑的主要结构形式。本文首先就钢结构施工的优劣势进行分析,然后
摘要:本文围绕我公司承建的新建织金至毕节铁路临时电力线路工程中电压损失及原因分析展开,针对当前铁路临时供电线路的设计现状,结合对当地电网的实际状况和用电负荷情况分析,提出供电线路电压损失计算及其补偿措施。  关键词:电压损失计算;原因分析;补偿措施。  Abstract: the paper around my company new zhijin to bijie railway tempora
公路桥梁建筑项目现场施工管理是一项重要而复杂的工作,为了确保建设工程的顺利进行,必须做好各方面的准备工作及加强相应制度的落实,同心协力,加强协作,从而保质保量地完成施工生
摘要:CFG桩由于具有施工速度快、工期短、质量容易控制、工程造价低廉等特点,目前大量用于建筑地基的加固,已成为北方地区应用最普遍的地基处理技术之一。本文对某工程CFG桩的应用技术进行探讨,望为同类工程提供些许帮助。  关键词:CFG桩;钻孔;检测  Abstract: because of CFG pile construction speed, short construction period
摘要:混凝土随着科学技术的不断发展在建筑中扮演着越来越重要的角色,但是因为混凝土自身的一些原因,经过硬化之后的混凝土容易出现裂缝。混凝土裂缝降低了混凝土的承受能力、持久能力和抗渗透的能力,不利于建筑的功能实现,严重的降低了建筑物的安全和可靠性。本文对建筑施工中混凝土裂缝的成因以及如何预防做了详细的分析。  关键词:混凝土裂缝;建筑施工;温度控制  Abstract: the concrete wi