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【摘 要】 钻孔灌注桩是建设工程中最常用的基础形式之一,它具有适应性强、对邻近结构影响较小、抗震性能强、施工噪音小、所需设备简单、操作方便、安全等特点,从而大大减少了基础沉降和不均匀沉降等现象的发生,所以钻孔灌注桩被广泛的采用。本文将对水下钻孔灌注桩施工技术以及质量隐患控制措施进行分析探讨。
【关键词】 钻孔灌注桩;技术;质量;措施
引言:
钻孔灌注桩施工是建设工程施工的重要环节,钻孔灌注桩施工质量对建设工程整体施工质量有着显著的影响,所以为确保建设工程的服务性能、安全性能以及使用寿命,相关的施工单位应该强化对钻孔灌注桩施工过程的控制,通过严格的技术措施、管理措施来提升钻孔灌注桩工程质量。下面从不同的层面对水下钻孔灌注桩施工现状以及相应的改善措施进行分析探讨。
1、钻孔灌注桩存在的缺陷
水下钻孔灌注桩施工是在地下而且在水中成孔,在水下钻孔灌注桩施工技术中对于灌注水泥混凝土时,由于水下钻孔灌注桩施工技术成孔方法的各异,加上地质条件的各种变化,水下钻孔灌注桩施工中的水泥混凝土浇注时间的长短、相关施工技术人员水平以及经验的高低等因素,水下钻孔灌注桩施工就极易出现各种缺陷。其中最常见的缺陷有缩颈、断桩以及桩顶部分混凝土密实性差等,严重的影响着整个工程的质量。下表为近年来检测的某地区1344根钻孔灌注桩缺陷统计结果。(李世京、刘小敏、杨建林《钻孔灌注桩施工技术》北京,地质出版社)
具体缺陷统计如下表:
表中的统计结果在一定程度上反应出了在当今施工水平上,钻孔灌注桩存在着严重的质量问题,急需加强管理和成品检测。
2、水下钻孔灌注桩的质量通病
2.1钻进中卵石土坍孔
水下钻孔灌注桩施工钻孔过程中,如果钻孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,就表示该桩位已坍孔。此时水下钻孔灌注桩施工中的出渣量会显著的增加、钻孔负荷也增加,泥浆泵压力突然上升,很容易造成憋泵。
2.2钻孔偏斜
在水下钻孔灌注桩施工中,会因地质构造、水中钻孔平台回填不均匀或者钻机安装支撑不好等原因,造成钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜,导致垂直桩不竖直,斜桩斜度不符合要求或桩位偏离设计桩位等。钻孔偏斜会使灌注桩施工时下笼困难,或造成桩的承载力小于设计要求。
2.3掉钻、卡钻以及埋钻
在水下钻孔灌注桩施工中,由于各种原因造成钻头被卡住无法提起、钻头脱开钻杆掉入孔内或者掉钻后打捞造成坍孔而掩埋,这样会影响水下钻孔灌注桩施工中的钻孔正常进行,造成经济损失。
2.4清孔后孔底沉渣超厚
在水下钻孔灌注桩施工时,钻孔灌注桩钻进到设计高程后需要进行清孔,清孔的目的是抽、换孔内泥浆,降低孔内水的泥浆相对密度,如在施工中操作不当或监控不到位,极易造成清孔后孔底沉淀超厚,从而导致成桩质量差,桩底承载力减弱,影响施工质量。
3、水下钻孔灌注桩施工质量控制措施
3.1成孔阶段的质量控制
在水下钻孔灌注桩施工中,由于其所遇到的土层种类是多种多样,所以在成孔的时候就要注意采取不同的钻进方法,有时即使在同一孔中钻进,也需要几种方法交替使用。比如对于卵砾石、硬岩地层,冲击钻进又优于回转钻进,所以在水下钻孔灌注桩施工中要把几种不同的方法结合起来应用,以此更好地满足在复杂地层中的钻进。
3.1.1在水下钻孔灌注桩施工中对于粘土、淤泥质土层及粉砂层,可以采用回转以及冲抓、冲击、内击沉管法等方法实现钻进工作。对于充填物相对比较密实的砾石层,如果粒径小于20mm,就可以采用正循环或反循环回转钻进,而当大于20mm小于反循环钻头吸渣口尺寸时,就可以用反循环钻进;对于水下钻孔灌注桩施工中的人工堆集的大块石层,可采用十字钻头冲击加粘土块护壁的方法钻进。
3.1.2正循环回转钻进施工法
对于水下钻孔灌注桩施工中的正循环回转钻进施工法,其钻机比较小、重量轻、狭窄工地也能使用;而且各种设备也比较简单。但是要注意的是由于其桩孔的直径比较大,所以在进行正循环的回转钻进时,其钻杆以及孔壁之间的环状断面也会比较大,所以存在泥浆上返速度比较低,排渣能力差等问题。所以在施工中要特别的注意,具体施工原理如右图:
3.1.3反循环回转钻进施工法
在水下钻孔灌注桩施工技术中,对于反循环回转钻进施工法应注意:在施工中的初钻,必须要保证钻锥下端埋入泥浆中一定深度。首先要用正循环开孔钻进8.5m,再改用反循环气举法钻进;当接长钻杆时,先将钻杆提升30~40cm,再停止钻锥回转,避免埋锥事故的发生;还要注意要始终保持孔内泥浆压力大于孔外压力2kPa。
3.1.4冲击钻进
在水下钻孔灌注桩施工过程中,钻进时主动钻杆应始终与滑车保持在一条垂直线上,所用的钻杆要保证不能有弯曲。同时要保证相关钻具的垂直导向,以此来很好的防止施工中由于钻杆的晃动过大而引起超径,当桩孔比较深的时候,要保证钻孔使用的扶正加压装置。在水下钻孔灌注桩施工中的上下钻时,发现阻力大的易缩径地段,应该要上下来回反复窜动,以此来保证孔径达到相关的设计要求。对于孔底的沉渣控制要使用优质的泥浆,以此来提高携砂以及排渣的能力,并用净浆置换孔底沉淀泥浆,以此来降低施工中泥浆的比重。在水下钻孔灌注桩施工中,对于孔壁稳定性控制可以有效的确保成孔过程中孔壁的稳定,避免孔壁坍塌、埋钻等质量事故的发生。
3.1.5采取隔孔施工程序
在具体的施工中,和打入桩不同的是,钻孔灌注桩则是先成孔,然后在孔内成桩,周围土移向桩身,土體对桩产生主动土压力。尤其是在成桩初始,桩身混凝土的强度很低,且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的,而且会由于各种原因造成钻头被卡住无法提起、钻头脱开钻杆掉入孔内或者掉钻后打捞造成坍孔而掩埋,所以在具体的施工中要采用隔孔施工,以此来防止坍孔和缩径现象的出现。 3.2清孔阶段的质量控制
在水下钻孔灌注桩施工中清孔的时候要特别的注意:在进行清孔的排渣时,必须要注意保持孔内的水头,以此防止坍孔;对柱桩要进行抽浆法的清孔。在清孔之后,要将取样的盒吊到孔底,等到灌注水下混凝土前取出检查沉淀在盒内的渣土;还可以在水下钻孔灌注桩施工中用换浆法进行清孔,注意孔口、孔中部以及孔底提出的泥浆的平均值都应符合相关的质量标准;还要注意不可以用加深孔底深度的方法代替清孔。
3.3钢筋笼制作与吊放质量控制
对于钢筋笼的制作质量以及吊放工作,相关人员要先对钢筋笼的质量进行严格的检验,并对笼的直径、数量以及长度和规格进行仔细的验收,其中特别需要注意的就是钢筋笼的吊环长度是否能够使钢筋可以准确地安装在标高上,而且要保证钢筋笼就位对接准确。相关人员要对其焊接质量进行检验,若出现焊接质量不合格,立即进行补焊。
3.4水下混凝土的灌注质量控制
砼原料粗骨料宜选用卵石,提高砼的流动性,防止堵管。第一斗砼必须在满足初灌量后方可下灌,在下灌时要注意导管上拔速度,检查导管在砼中的埋入深度(不小于1m)。砼初凝时间一般砼初凝时间仅3~5小时,而深桩灌注时间约为5~7小时,因此应加缓凝剂,使砼初凝时间大于8小时。混凝土塌落度选择应控制在180±20mm之间,砼灌注距桩顶约5m处时,坍落度控制在160~170mm,以确保桩顶浮浆不过高。检查砼的实际灌注高度,应高于设计桩顶标高,其最小高度不宜小于桩长的3%且不应小于1m,以确保桩顶砼强度达到设计要求。
4、结束语
综上所述,由于钻孔灌注桩施工有着很强的技术性和专业性以及重要的现实意义。所以在以后的工作中我们一定要通过规范的设计要求、严格的施工规程,全面的施工现场管理措施来提升钻孔灌注桩施工中每个环节的技术质量,进而消除质量隐患,保证施工质量,争取获得更大的经济、社会效益。
参考文献:
[1]尹春燕.水下钻孔灌注桩施工工艺与质量控制的研究[D].华中科技大学,2006.
[2]葛春雷.钻孔灌注桩施工工艺及质量控制研究[J].交通标准化,2013,22:101-108.
[3]冀文俊.谈钻孔灌注桩施工技术质量的控制[J].山西建筑,2014,01:214-216.
[4]梁鵬.水下钻孔灌注桩成孔质量通病及控制处理措施[J].中华民居(下旬刊),2014,01:287+292.
【关键词】 钻孔灌注桩;技术;质量;措施
引言:
钻孔灌注桩施工是建设工程施工的重要环节,钻孔灌注桩施工质量对建设工程整体施工质量有着显著的影响,所以为确保建设工程的服务性能、安全性能以及使用寿命,相关的施工单位应该强化对钻孔灌注桩施工过程的控制,通过严格的技术措施、管理措施来提升钻孔灌注桩工程质量。下面从不同的层面对水下钻孔灌注桩施工现状以及相应的改善措施进行分析探讨。
1、钻孔灌注桩存在的缺陷
水下钻孔灌注桩施工是在地下而且在水中成孔,在水下钻孔灌注桩施工技术中对于灌注水泥混凝土时,由于水下钻孔灌注桩施工技术成孔方法的各异,加上地质条件的各种变化,水下钻孔灌注桩施工中的水泥混凝土浇注时间的长短、相关施工技术人员水平以及经验的高低等因素,水下钻孔灌注桩施工就极易出现各种缺陷。其中最常见的缺陷有缩颈、断桩以及桩顶部分混凝土密实性差等,严重的影响着整个工程的质量。下表为近年来检测的某地区1344根钻孔灌注桩缺陷统计结果。(李世京、刘小敏、杨建林《钻孔灌注桩施工技术》北京,地质出版社)
具体缺陷统计如下表:
表中的统计结果在一定程度上反应出了在当今施工水平上,钻孔灌注桩存在着严重的质量问题,急需加强管理和成品检测。
2、水下钻孔灌注桩的质量通病
2.1钻进中卵石土坍孔
水下钻孔灌注桩施工钻孔过程中,如果钻孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,就表示该桩位已坍孔。此时水下钻孔灌注桩施工中的出渣量会显著的增加、钻孔负荷也增加,泥浆泵压力突然上升,很容易造成憋泵。
2.2钻孔偏斜
在水下钻孔灌注桩施工中,会因地质构造、水中钻孔平台回填不均匀或者钻机安装支撑不好等原因,造成钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜,导致垂直桩不竖直,斜桩斜度不符合要求或桩位偏离设计桩位等。钻孔偏斜会使灌注桩施工时下笼困难,或造成桩的承载力小于设计要求。
2.3掉钻、卡钻以及埋钻
在水下钻孔灌注桩施工中,由于各种原因造成钻头被卡住无法提起、钻头脱开钻杆掉入孔内或者掉钻后打捞造成坍孔而掩埋,这样会影响水下钻孔灌注桩施工中的钻孔正常进行,造成经济损失。
2.4清孔后孔底沉渣超厚
在水下钻孔灌注桩施工时,钻孔灌注桩钻进到设计高程后需要进行清孔,清孔的目的是抽、换孔内泥浆,降低孔内水的泥浆相对密度,如在施工中操作不当或监控不到位,极易造成清孔后孔底沉淀超厚,从而导致成桩质量差,桩底承载力减弱,影响施工质量。
3、水下钻孔灌注桩施工质量控制措施
3.1成孔阶段的质量控制
在水下钻孔灌注桩施工中,由于其所遇到的土层种类是多种多样,所以在成孔的时候就要注意采取不同的钻进方法,有时即使在同一孔中钻进,也需要几种方法交替使用。比如对于卵砾石、硬岩地层,冲击钻进又优于回转钻进,所以在水下钻孔灌注桩施工中要把几种不同的方法结合起来应用,以此更好地满足在复杂地层中的钻进。
3.1.1在水下钻孔灌注桩施工中对于粘土、淤泥质土层及粉砂层,可以采用回转以及冲抓、冲击、内击沉管法等方法实现钻进工作。对于充填物相对比较密实的砾石层,如果粒径小于20mm,就可以采用正循环或反循环回转钻进,而当大于20mm小于反循环钻头吸渣口尺寸时,就可以用反循环钻进;对于水下钻孔灌注桩施工中的人工堆集的大块石层,可采用十字钻头冲击加粘土块护壁的方法钻进。
3.1.2正循环回转钻进施工法
对于水下钻孔灌注桩施工中的正循环回转钻进施工法,其钻机比较小、重量轻、狭窄工地也能使用;而且各种设备也比较简单。但是要注意的是由于其桩孔的直径比较大,所以在进行正循环的回转钻进时,其钻杆以及孔壁之间的环状断面也会比较大,所以存在泥浆上返速度比较低,排渣能力差等问题。所以在施工中要特别的注意,具体施工原理如右图:
3.1.3反循环回转钻进施工法
在水下钻孔灌注桩施工技术中,对于反循环回转钻进施工法应注意:在施工中的初钻,必须要保证钻锥下端埋入泥浆中一定深度。首先要用正循环开孔钻进8.5m,再改用反循环气举法钻进;当接长钻杆时,先将钻杆提升30~40cm,再停止钻锥回转,避免埋锥事故的发生;还要注意要始终保持孔内泥浆压力大于孔外压力2kPa。
3.1.4冲击钻进
在水下钻孔灌注桩施工过程中,钻进时主动钻杆应始终与滑车保持在一条垂直线上,所用的钻杆要保证不能有弯曲。同时要保证相关钻具的垂直导向,以此来很好的防止施工中由于钻杆的晃动过大而引起超径,当桩孔比较深的时候,要保证钻孔使用的扶正加压装置。在水下钻孔灌注桩施工中的上下钻时,发现阻力大的易缩径地段,应该要上下来回反复窜动,以此来保证孔径达到相关的设计要求。对于孔底的沉渣控制要使用优质的泥浆,以此来提高携砂以及排渣的能力,并用净浆置换孔底沉淀泥浆,以此来降低施工中泥浆的比重。在水下钻孔灌注桩施工中,对于孔壁稳定性控制可以有效的确保成孔过程中孔壁的稳定,避免孔壁坍塌、埋钻等质量事故的发生。
3.1.5采取隔孔施工程序
在具体的施工中,和打入桩不同的是,钻孔灌注桩则是先成孔,然后在孔内成桩,周围土移向桩身,土體对桩产生主动土压力。尤其是在成桩初始,桩身混凝土的强度很低,且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的,而且会由于各种原因造成钻头被卡住无法提起、钻头脱开钻杆掉入孔内或者掉钻后打捞造成坍孔而掩埋,所以在具体的施工中要采用隔孔施工,以此来防止坍孔和缩径现象的出现。 3.2清孔阶段的质量控制
在水下钻孔灌注桩施工中清孔的时候要特别的注意:在进行清孔的排渣时,必须要注意保持孔内的水头,以此防止坍孔;对柱桩要进行抽浆法的清孔。在清孔之后,要将取样的盒吊到孔底,等到灌注水下混凝土前取出检查沉淀在盒内的渣土;还可以在水下钻孔灌注桩施工中用换浆法进行清孔,注意孔口、孔中部以及孔底提出的泥浆的平均值都应符合相关的质量标准;还要注意不可以用加深孔底深度的方法代替清孔。
3.3钢筋笼制作与吊放质量控制
对于钢筋笼的制作质量以及吊放工作,相关人员要先对钢筋笼的质量进行严格的检验,并对笼的直径、数量以及长度和规格进行仔细的验收,其中特别需要注意的就是钢筋笼的吊环长度是否能够使钢筋可以准确地安装在标高上,而且要保证钢筋笼就位对接准确。相关人员要对其焊接质量进行检验,若出现焊接质量不合格,立即进行补焊。
3.4水下混凝土的灌注质量控制
砼原料粗骨料宜选用卵石,提高砼的流动性,防止堵管。第一斗砼必须在满足初灌量后方可下灌,在下灌时要注意导管上拔速度,检查导管在砼中的埋入深度(不小于1m)。砼初凝时间一般砼初凝时间仅3~5小时,而深桩灌注时间约为5~7小时,因此应加缓凝剂,使砼初凝时间大于8小时。混凝土塌落度选择应控制在180±20mm之间,砼灌注距桩顶约5m处时,坍落度控制在160~170mm,以确保桩顶浮浆不过高。检查砼的实际灌注高度,应高于设计桩顶标高,其最小高度不宜小于桩长的3%且不应小于1m,以确保桩顶砼强度达到设计要求。
4、结束语
综上所述,由于钻孔灌注桩施工有着很强的技术性和专业性以及重要的现实意义。所以在以后的工作中我们一定要通过规范的设计要求、严格的施工规程,全面的施工现场管理措施来提升钻孔灌注桩施工中每个环节的技术质量,进而消除质量隐患,保证施工质量,争取获得更大的经济、社会效益。
参考文献:
[1]尹春燕.水下钻孔灌注桩施工工艺与质量控制的研究[D].华中科技大学,2006.
[2]葛春雷.钻孔灌注桩施工工艺及质量控制研究[J].交通标准化,2013,22:101-108.
[3]冀文俊.谈钻孔灌注桩施工技术质量的控制[J].山西建筑,2014,01:214-216.
[4]梁鵬.水下钻孔灌注桩成孔质量通病及控制处理措施[J].中华民居(下旬刊),2014,01:287+292.