钻孔灌注桩基基础处理工作之微探

来源 :商品与质量·建筑与发展 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qian7122011
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  【摘 要】 钻孔灌注桩基础是一种能适应各种地质条件的基础形式,具有入土深、能入岩、刚度大、承载力高、桩身变形小、可方便的进行水下施工、适用范围广、施工速度快和占地面积小等优点,已被广泛的应用到工程建设中。桩基础施工为直接在所设计的桩位上开孔,井孔内注满压力水,然后在孔内下放钢筋笼后,通过导管灌注混凝土而成。钻孔灌注桩基础属隐蔽工程,属于水下混凝土工程,具有较大的隐蔽性和复杂性,成桩后在第三方检测中发现问题将无法弥补,任何一个环节出现问题都会给桩基和最终质量带来严重的损害,并且给施工带来经济损失和工期影响。钻孔灌注桩虽然从技术上讲已经非常成熟,但往往由于工艺不当、管理不严,断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题时有发生。因此运用科学的施工工艺,加强过程控制以确保工程质量显得极为重要。
  本文着重阐述整个施工过程实施全过程质量控制,以保证每道工序都能满足设计和规范要求。通过阐述钻孔灌注桩施工工艺,归纳质量控制点,总结常见质量问题,找出质量控制途径,以确保钻孔灌注桩施工质量。
  【关键词】 钻孔灌注桩;施工管理;质量控制
  引言:
  钻孔灌注桩的用途非常广泛,常应用于各种基础工程的施工建设。钻孔灌注桩基础施工技术具有适用范围广、施工速度快和占地面积小等特点。在钻孔施工前,首先要做好相关的准备工作,并对其施工流程进行具体安排,通过不断加强各施工环节的技术工艺,从而不断提升钻孔灌注桩的质量。
  一、钻孔灌注桩基基础的特点及其重要性
  基础桩在建筑施工中的普遍应用可以大量减少施工工作量、降低材料的损耗,同时采用桩基基础的建筑物稳定性也相对较好,在几次大地震中发现,凡是采用桩基基础的建筑物一般都受损轻微。因此,桩基基础的使用对建筑工程举足轻重,桩基基础之所以广泛应用于建筑工程中其还有以下一些特点:首先,桩支承于坚硬的或较硬的持力层,具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力,足以承担高层建筑的全部竖向荷载;其次,桩基基础具有很大的竖向单桩刚度或群刚度,在自重或相邻荷载影响下,不产生过大的不均匀沉降,并确保建筑物的倾斜不超过允许范围;再次,凭借巨大的单桩侧向刚度或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力,抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载,保证高层建筑的抗倾覆稳定性;最后,桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩,在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下,桩基基础凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力,从而确保高层建筑的稳定,且不产生过大的沉陷与倾斜。
  二、钻孔灌注桩基础施工技术控制需要注意的事项
  钻孔灌注桩整个施工工艺过程中需要对好多施工技术环节进行控制,若是施工技术控制不当就会产生各种各样的问题,这些问题往往给工程造成巨大的经济损失,要减少损失,就要在施工技术控制中注意一些事项,以下就简要举例说明一下要注意的事项:
  (1)防止护筒冒水的技术控制要注意的事项。在埋护筒时,坑地以及四周要选用最佳含水量的粘土进行分层夯实。为了保持护筒内部1.0~1.5m的水头高度,需要在互通的适当高度处进行开孔。若发现护筒冒水时,要及时的用粘土在四周进行加固填实。
  (2)防止孔壁坍塌的技术控制要注意的事项。土质松散是孔壁坍塌的主要原因,为了防止坍塌,应当适当的提高护筒的埋深,并用粘土对护筒的四周进行密实处理,选用优质的泥浆,保证护筒内泥浆的水位高于地下水位。在吊装钢筋笼的时候要防止变形,且在安装的时候要对准孔位,避免对孔壁的碰撞。在保证施工质量的前提下,尽可能的减少灌注时间。
  (3)避免产生缩颈的技术控制要注意的事项。选用泥浆的时候要选用优质的泥浆,这样可以降低失水量。在成孔阶段,加大泵量,以加快成孔的速度,这样就会在孔壁形成一层泥皮,会对孔壁进行防渗保护,这样孔壁就不会由于渗水发生膨胀。
  (4)防止钻孔偏斜的技术控制要注意的事项。应该先对场地进行夯实平整,轨道上的枕木要均匀地着地,安装钻机时,转盘中心应该和钻架上起的吊滑轮在同一个轴线上,且还要保证钻杆位置的偏差不能大于20cm。如果是在不均匀的地质中进行作业时,要采用钻杆刚度大且自重大的钻机,要是遇到孤石的时候要将钻速调到慢档。
  (5)防止断桩的技术控制要注意的事项。首先要在成孔后认真清孔,常采用冲洗液清孔,冲孔的时间随沉渣的情况而定,冲孔后要及时灌注混凝土,再灌注前,要根据孔径大小准确算出首次混泥土的灌注量,在灌注过程中,要准确可靠的提升导管,并要求灌注时要连续快速,准备的混凝土量要足量,以防止断料。
  三、钻孔灌注桩施工前的准备
  1、场地的整平
  根据施工现场的实际情况以及当地的地质环境,将施工现场的场地整平并压实,才能展开桩基的施工。科学、合理的选择钻孔的顺序,安排钻孔的具体桩位,并在桩位的四周设置好护桩装置。
  2、制作并埋设钢护筒
  制作钢护筒时采用厚6毫米的钢板,若地质条件较为复杂或深水、大孔径中,钢护筒应采用12毫米至16毫米厚度的钢板制作。制作完成后,进行钢护筒的埋设,但要准确定位钢护筒的埋设位置。钢护筒的内径值应大于桩径20厘米,且钢护筒的顶端应留有20厘米宽、40厘米高的位置,这样泥浆才能够很好的循环。若施工现场的地质比较差时,应加高钢护筒的埋设。钢护筒的高一般在2米到4米左右,护筒顶端应高出孔外水位或者地下水位的1.5米到2米。
  3、安装钻机
  完成钢护筒的埋设后,进行钻机的安装,采用枕木来支垫钻机的底座。钻机就位后,对其稳固性及其性能进行检查,测量钻机的位置是否处在水平线上。并保证钻机垂直度,将其位置偏差控制在小于允许数值以内。
  4、備制施工泥浆
  钻孔灌注桩整个施工的过程,泥浆的备制以及处理,是整个桩基的质量保证。因此在备制施工泥浆时,应严格按照施工的要求来调制。泥浆的循环系统主要是由根据施工现场的实际情况选择水化快且造浆力强的粘土或膨润土,泥浆备制完成后,紧接着备制泥浆护壁。在其制作的过程中应注意:水下施工时,泥浆的比重需严格控制;且泥面需高出外表水或地下水位1米,若受水位的波动影响,应将其提升1.5米;钻孔清洗时应循环换浆,及时清渣,直到浇筑完毕。   四、施工阶段的工作
  1、钻孔灌注桩基的钻进
  开钻前仍需检查钻机设备的状态水、电是否畅通、正常。开钻后首先向钻孔中注入泥浆,若钻孔中有水,可以将粘土或膨润土投入钻孔内,并使用冲击锥反复冲击,直接在孔内造浆。整个开孔、钻进过程要保持孔内的水位应超出地下水位1.5米至2米,但要低于钢护筒顶端0.3米。钻孔过程中,打浆应在护筒中进行,带泥浆均匀后再钻进,并且要控制好尺度。工程中钻孔灌注基桩钻进过程中,应连续进行,并且保持操作的平稳,不得中途中断。若因故障不得不停钻时,应对孔口进行防护,提起钻头,做好避免孔塌或处理不当措施。维护并管理整个钻进过程的泥浆,每隔半小时查验泥浆的相对密度以及稠度,以便能够根据其变化做出处理。终孔后要采用专门的检孔设备查验成孔的质量,以及成孔的孔径、孔底的岩石是否出现变化、嵌岩的深度等,一旦发现与设计的要求不相吻合或不符合规范的,应及时通知设计部门对其进行处理,保证工程的质量。
  2、钻孔灌注桩基清孔
  钻进完成并且达到桩底设计的标高要求且检测完毕后,做好相关确认工作,并及时清孔。清孔采用换浆法进行,主要是利用净化过的泥浆将孔中含渣的泥浆替换了。清孔时应注意:不能采用加深孔底的办法来替代清孔;保持孔内泥浆的高度;保证孔内泥浆的比重,避免出现缩孔或塌孔等情况出现。注入净化的泥浆要与从孔内取出来的泥浆相近,并且要保证孔底沉渣的厚度要在设计范围之内,然后安装钢筋笼,然后进行水下混凝土的灌注。
  3、钢筋笼的制作与安装
  (1)制作钢筋笼前,工程技术人员要复查所用钢材及焊条的型号,并对焊工进行实地焊接考核,合格后方可上岗,主筋每200个焊接点需做钢筋焊接拉伸试验和焊接冷弯试验各1组(3根为1组)。工程技术人员必须审核原材料及其焊件的检测结果。
  (2)加工制作钢筋笼的材料必须是合格品,施工工程技术人员要对钢筋笼进行全面自检,工程技术人员应及时进行相应项目的抽检,抽检合格后签认。
  (3)在验收合格的钻孔中吊放钢筋笼,并正确就位。工程技术人员要检查钢筋笼的就位情况,检查钢筋笼是否变形以及确保混凝土保护层厚度的措施等,检查合格后方可下导管灌注混凝土。
  4、混凝土水下浇筑
  混凝土的水下浇筑直接影响到钻孔桩质量,是最关键、最重要的工序。一般都是采用拔球法来对混凝土进行水下灌注,且在开灌前要保证罐车内的混凝土量可以满足将导管底端埋入深度在1m以上,在灌注过程中要连续进行灌注,在灌注过程中要注意保持导管缓慢提升,确保导管埋在混凝土的深度在2~4m。卸下来的导管要及时洗净,以方便下一次的使用。灌注的标高要高于设计桩的标高50cm-100cm(并不少于1倍桩径),以确保桩的质量。
  5、混凝土灌注桩的成桩质量控制
  为确保混凝土灌注桩的成桩质量,把握好进厂原材料的质量是首要的关键环节,对于不合格的材料,严禁用于混凝土灌注桩。在下导管时必须严格检查导管法兰盘接头螺栓,不得产生漏水漏浆现象,否则会产生泥浆与混凝土混合造成桩柱夹泥,影响灌注质量,严重者可形成断桩。导管下设与漏斗安装结束后,可在漏斗与导管的接斗处安设一砂袋栓塞固定在漏斗顶部,其作用是与漏斗内混凝土同时进入导管内,待导管的混凝土浇筑到一定量时,剪断连接砂袋的铁丝,利用砂袋的整体性与混凝土的自重把导管内的泥浆挤压出導管,形成导管内混凝土柱状,保证后续浇筑混凝土不与泥浆掺杂。
  为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象,在混凝土浇筑时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍溶度的控制。因为混凝土搅拌时间不足直接影响混凝强度,混凝土坍溶度宜在180-220mm之间,并随时了解桩孔内混凝土的标高和导管的埋入深度,导管在混凝面的埋置深度一般宜控制在2-5m之内,严禁把导管底端提出混凝土面,造成断桩现象。
  混凝土浇筑时混凝土面的上升速度宜保持在3m/h以上,浇筑后期适当增高漏斗高度,增大导管内外的压差,并时常提升导管,提升高度≤0.5m,使混凝土顺利灌入,直到浇出孔口面,但必须是混凝土流出孔口面为止,或灌注的标高要高于设计桩的标高50cm-100cm,以确保桩的质量;混凝土终凝前人工清除表层混凝土,经凿除后的桩顶混凝土应有完整的桩形,不得有浮浆、裂缝或夹渣,并把灌注桩内外露的所有钢筋清理干净,进行表层养护。
  五、结束语
  桩基工程的施工由于施工技术复杂、隐蔽工程多,其质量主要靠事前控制和事中控制,事后的检测和补救措施很难达到设计要求,因此,工程技术人员必须全面详细地熟悉整个施工工艺流程,事先提出质量控制和检验标准,监督施工方严格遵守和执行,调动有关各方同心协力把好质量关。
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