论文部分内容阅读
【摘要】现代城市高层建筑逐渐增多，在巨大的人口压力下城市建筑不得不纵向发展。受设计、施工技术、材料、监督等因素的影响，高层建筑在后期使用的过程中常出现裂缝、脱落甚至倒塌事故等，影响着建筑物的功能及使用寿命，严重的可危及公民的人身财产安全。钻孔灌注桩是房屋地基施工中的基础施工工艺，它是指在成孔后吊放钢筋笼然后浇灌混凝土而成。根据不同的施工环境条件，钻孔灌注桩可分为两种类型，泥漿护壁成孔和干作业成孔。其中泥浆护壁成孔又称为湿作业成孔，以下谨就泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺作以简要论述。
【关键词】房屋建筑；钻孔灌注桩；施工技术；质量控制
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
一、埋设护筒
护筒的作用是：固定桩孔位置，防止地面水流入，保护孔口，增高桩孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。护筒用4—8mm的厚钢板制成，内径比钻头直径大100一200mm，顶面高出地面0.4～0.6m，上部开l—2个溢浆孔。埋设护简时，先挖去桩孔处表土，将护简埋入土中，其埋设深度，在粘土中不宜小于l m，在砂土中不宜小于1.5m。其高度要满足孔内泥浆液面高度的要求，孔内泥浆面应保持高出地下水位l m以上。采用挖坑埋设时，坑的直径应比护筒外径大O.8～1.0m。护筒中心与桩位中心线偏差不应大于50mm，对位后应在护筒外侧填人粘土并分层夯实。
二、正循环回转钻成孔
正循环成孔泥浆的上返速度低，携带土粒直径小，排渣能力差，岩土重复破碎现象严重，适用于填士、淤泥、粘土、粉土、砂土等地层，对于卵砾石含量不大于15％、粒径小于l0mm的部分砂卵砾石层和软质基岩及较硬基岩也可使用。桩孔直径不宜大于1000 mm，钻孔深度不宜超过40 m。正循环钻进主要参数有冲洗液量、转速和钻压。保持足够的冲洗液(指泥浆或水)量是提高正循环钻进效率的关键。一般砂土层用硬质合金钻头钻进时，转速取40～80r/min，较硬或非均质地层中转速可适当调慢。对于钢粒钻头钻进时，转速取50~120r/min。大桩取小值，小桩取大值：对于牙轮钻头钻进时，转速一般取60—180r/min，在松散地层中，应以冲洗液畅通和钻渣清除及时为前提，灵活确定钻压：在基岩中钻进时，可以通过配置加重铤或重块来提高钻压：对于硬质合金钻钻进成孔，钻压应根据地质条件、钻杆与桩孔的直径差、钻头形式、切削具数目、设备能力和钻具强度等因素综合确定。
三、抓孔
抓孔即用冲抓锥成孔机将冲抓锥斗提升到一定高度，锥斗内有压重铁块和活动抓片。松开卷扬机刹车时，抓片张开．钻头便以自由落体冲入土中。然后开动卷扬机提升钻头，这时抓片闭合抓土．冲抓锥整体被提升到地面上将十渣卸去，如此循环抓孔。该法成孔直径为450—600mm．成孔深度10m左右，适用于有坚硬夹杂物的粘土、砂卵石土和碎石类土．
四、清孔
换浆法又叫置换法，是用新搅拌的泥浆置换孔底泥浆．即用泥浆循环方法清孔。清孔后泥浆容重应控制在1．15一1．25之间，泥浆取样均应选在距孔底0．2—0．5m处．置换法适用于在孔壁土质较差的软士、砂上以及粘土中清孔。
清孔应达到如下标准才算合格：(1)对孔内排出或抽出的泥浆，用手摸捻应无粗粒感觉，扎底500mm以内的泥浆密度小于1.25g/cm3(原土造浆的孔则应小于1.1g/cm3)；(2)在浇筑混凝土前，孔底沉渣允许厚度符合标准规定，即端承桩≤50mm，摩擦端承桩、端承摩擦桩≤100mm，摩擦桩≤300mm。
五、水下浇筑混凝土
泥浆护壁成孔灌注桩的水下混凝土浇筑常用导管法，混凝士强度等级不低于C20，坍落度为18～22cm。导管使用前应试拼装、过球和进行封闭水压试验，试验压力为0.6-1.0MPa，不漏水者方可使用。浇筑时，用提升机具将承料漏斗和导管悬吊起来后。沉至孔底，往导管中放隔水栓，隔水栓用绳子或铁丝吊挂，然后向导管内灌一定数最的混凝t，并使其卜．口距地基面约300 mm，立即迅速剪断吊绳(水深在l0m以内可用此法)、或让球塞下滑全管的中部或接近底部再剪断吊绳．使混凝土靠自重推动球塞下落．冲向基底，并向四周扩散，球塞被推出管后，混凝士则在导管下部包围住导管，形成混凝土堆，这时可把导管再下降至基底100～200咖m处．使导管下部能有更多的部分埋入首批浇筑的混凝土中。然后不断地将混凝土通过承料漏斗浇入导管内，管外混凝土面不断被挤压上升。随着管外混凝土面的上升，相应地逐渐提升导管。
六、钻孔灌注桩的质量控制措施
6. 1成孔质量控制
成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，如果其质量控制不到位，则不仅可能发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计标高等问题，而且还将直接影响桩身质量，造成桩承载力下降。在成孔施工过程中，应做好以下工作：
(1)制定科学的成孔顺序。有些桩基相距比较近，当桩孔之间距离太近时就会彼此产生影响，桩孔周围的土体因施工而形成动压力，使土体发生移动，造成塌孔、缩径等。因此，制定科学合理的成孔顺序是保证后续施工质量的前提。
(2)成孔垂直度控制。尤其是深孔施工中，保证桩孔的垂直度难以实施，此时控制桩孔垂直度的工作显得非常重要。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大钻机支撑面，经常校核钻架及钻杆垂直度等措施；保持适度的钻进速度，不可过快。
(3)泥浆的质量控制。泥浆是否达到标准，是确保成孔质量的关键。钻孔时要根据不同土质土层的特点，选用不同的泥浆比重。泥浆过稠过稀都不利于正常施工，过稠影响钻进速度，过稀不利于护壁和排渣。．在施工过程中及时做好泥浆比重检测工作，根据具体情况适时调整泥浆比重。
6．2钢筋笼质量控制
钢筋笼制作的质量直接影响后续施工能否顺利进行。为便于施工操作，钢筋笼每节长度宜控制在5～9m，太长起吊时容易发生弯曲变形，太短则焊接时间增加，影响施工进度。制作好的钢筋笼放置在平整干净的场地上，堆高不宜超过两层，以免挤压导致钢筋笼变形。
6．3灌注过程质量控制
(1)确保混凝土质量。混凝土的质量是否达到要求对灌注施工工作的顺利进行和灌注桩水下混凝土凝结非常重要，必须选用优质原材料，做好配合比设计。
(2)导管质量控制。导管在使用前要进行水密性实验和接头抗拉性实验，对导管内壁、接头外壁进行仔细检查，防止因导管问题引起灌注事故。
(3)控制导管埋深度派专业的工作人员负责导管拆卸控制，不拘泥于规范的规定值，要根据导管强度，按照最不利情况确定适宜的导管埋深，以确保导管底不拔出混凝土面。孔深要适时检测，测量工具要准确适用。
(4)混凝土灌注速度控制。初灌要快速连续灌注，并保证一次性灌注混凝土量埋住导管底部；之后保持适当速度灌注，不宜过快，否则容易引起钢筋笼上浮的现象；也不宜过慢，对灌注桩的质量造成不利影响。在混凝土供应间隙，适当地活动导管，观察起吊设备是否运行正常。
结 语
本笔作者根据多年的基础施工技术管理经验，对建设工程泥浆护壁成孔灌注桩施工技术方案进行总结和探析。泥浆护壁成孔灌注桩施工是房屋地基施工中的基础工艺，施工质量的好坏对工程质量的好坏有着决定性的影响。除文中论述之事项外，实践中还有其它一些问题亟待不断的去探讨解决。鉴于作者水平有限，文章写作不到之处望行业同仁多多指正，在今后亦会加强相关理论知识的学习，再接再厉争取为我国泥浆护壁成孔灌注桩施工的研究建言献策。
【关键词】房屋建筑；钻孔灌注桩；施工技术；质量控制
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
一、埋设护筒
护筒的作用是：固定桩孔位置，防止地面水流入，保护孔口，增高桩孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。护筒用4—8mm的厚钢板制成，内径比钻头直径大100一200mm，顶面高出地面0.4～0.6m，上部开l—2个溢浆孔。埋设护简时，先挖去桩孔处表土，将护简埋入土中，其埋设深度，在粘土中不宜小于l m，在砂土中不宜小于1.5m。其高度要满足孔内泥浆液面高度的要求，孔内泥浆面应保持高出地下水位l m以上。采用挖坑埋设时，坑的直径应比护筒外径大O.8～1.0m。护筒中心与桩位中心线偏差不应大于50mm，对位后应在护筒外侧填人粘土并分层夯实。
二、正循环回转钻成孔
正循环成孔泥浆的上返速度低，携带土粒直径小，排渣能力差，岩土重复破碎现象严重，适用于填士、淤泥、粘土、粉土、砂土等地层，对于卵砾石含量不大于15％、粒径小于l0mm的部分砂卵砾石层和软质基岩及较硬基岩也可使用。桩孔直径不宜大于1000 mm，钻孔深度不宜超过40 m。正循环钻进主要参数有冲洗液量、转速和钻压。保持足够的冲洗液(指泥浆或水)量是提高正循环钻进效率的关键。一般砂土层用硬质合金钻头钻进时，转速取40～80r/min，较硬或非均质地层中转速可适当调慢。对于钢粒钻头钻进时，转速取50~120r/min。大桩取小值，小桩取大值：对于牙轮钻头钻进时，转速一般取60—180r/min，在松散地层中，应以冲洗液畅通和钻渣清除及时为前提，灵活确定钻压：在基岩中钻进时，可以通过配置加重铤或重块来提高钻压：对于硬质合金钻钻进成孔，钻压应根据地质条件、钻杆与桩孔的直径差、钻头形式、切削具数目、设备能力和钻具强度等因素综合确定。
三、抓孔
抓孔即用冲抓锥成孔机将冲抓锥斗提升到一定高度，锥斗内有压重铁块和活动抓片。松开卷扬机刹车时，抓片张开．钻头便以自由落体冲入土中。然后开动卷扬机提升钻头，这时抓片闭合抓土．冲抓锥整体被提升到地面上将十渣卸去，如此循环抓孔。该法成孔直径为450—600mm．成孔深度10m左右，适用于有坚硬夹杂物的粘土、砂卵石土和碎石类土．
四、清孔
换浆法又叫置换法，是用新搅拌的泥浆置换孔底泥浆．即用泥浆循环方法清孔。清孔后泥浆容重应控制在1．15一1．25之间，泥浆取样均应选在距孔底0．2—0．5m处．置换法适用于在孔壁土质较差的软士、砂上以及粘土中清孔。
清孔应达到如下标准才算合格：(1)对孔内排出或抽出的泥浆，用手摸捻应无粗粒感觉，扎底500mm以内的泥浆密度小于1.25g/cm3(原土造浆的孔则应小于1.1g/cm3)；(2)在浇筑混凝土前，孔底沉渣允许厚度符合标准规定，即端承桩≤50mm，摩擦端承桩、端承摩擦桩≤100mm，摩擦桩≤300mm。
五、水下浇筑混凝土
泥浆护壁成孔灌注桩的水下混凝土浇筑常用导管法，混凝士强度等级不低于C20，坍落度为18～22cm。导管使用前应试拼装、过球和进行封闭水压试验，试验压力为0.6-1.0MPa，不漏水者方可使用。浇筑时，用提升机具将承料漏斗和导管悬吊起来后。沉至孔底，往导管中放隔水栓，隔水栓用绳子或铁丝吊挂，然后向导管内灌一定数最的混凝t，并使其卜．口距地基面约300 mm，立即迅速剪断吊绳(水深在l0m以内可用此法)、或让球塞下滑全管的中部或接近底部再剪断吊绳．使混凝土靠自重推动球塞下落．冲向基底，并向四周扩散，球塞被推出管后，混凝士则在导管下部包围住导管，形成混凝土堆，这时可把导管再下降至基底100～200咖m处．使导管下部能有更多的部分埋入首批浇筑的混凝土中。然后不断地将混凝土通过承料漏斗浇入导管内，管外混凝土面不断被挤压上升。随着管外混凝土面的上升，相应地逐渐提升导管。
六、钻孔灌注桩的质量控制措施
6. 1成孔质量控制
成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，如果其质量控制不到位，则不仅可能发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计标高等问题，而且还将直接影响桩身质量，造成桩承载力下降。在成孔施工过程中，应做好以下工作：
(1)制定科学的成孔顺序。有些桩基相距比较近，当桩孔之间距离太近时就会彼此产生影响，桩孔周围的土体因施工而形成动压力，使土体发生移动，造成塌孔、缩径等。因此，制定科学合理的成孔顺序是保证后续施工质量的前提。
(2)成孔垂直度控制。尤其是深孔施工中，保证桩孔的垂直度难以实施，此时控制桩孔垂直度的工作显得非常重要。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大钻机支撑面，经常校核钻架及钻杆垂直度等措施；保持适度的钻进速度，不可过快。
(3)泥浆的质量控制。泥浆是否达到标准，是确保成孔质量的关键。钻孔时要根据不同土质土层的特点，选用不同的泥浆比重。泥浆过稠过稀都不利于正常施工，过稠影响钻进速度，过稀不利于护壁和排渣。．在施工过程中及时做好泥浆比重检测工作，根据具体情况适时调整泥浆比重。
6．2钢筋笼质量控制
钢筋笼制作的质量直接影响后续施工能否顺利进行。为便于施工操作，钢筋笼每节长度宜控制在5～9m，太长起吊时容易发生弯曲变形，太短则焊接时间增加，影响施工进度。制作好的钢筋笼放置在平整干净的场地上，堆高不宜超过两层，以免挤压导致钢筋笼变形。
6．3灌注过程质量控制
(1)确保混凝土质量。混凝土的质量是否达到要求对灌注施工工作的顺利进行和灌注桩水下混凝土凝结非常重要，必须选用优质原材料，做好配合比设计。
(2)导管质量控制。导管在使用前要进行水密性实验和接头抗拉性实验，对导管内壁、接头外壁进行仔细检查，防止因导管问题引起灌注事故。
(3)控制导管埋深度派专业的工作人员负责导管拆卸控制，不拘泥于规范的规定值，要根据导管强度，按照最不利情况确定适宜的导管埋深，以确保导管底不拔出混凝土面。孔深要适时检测，测量工具要准确适用。
(4)混凝土灌注速度控制。初灌要快速连续灌注，并保证一次性灌注混凝土量埋住导管底部；之后保持适当速度灌注，不宜过快，否则容易引起钢筋笼上浮的现象；也不宜过慢，对灌注桩的质量造成不利影响。在混凝土供应间隙，适当地活动导管，观察起吊设备是否运行正常。
结 语
本笔作者根据多年的基础施工技术管理经验，对建设工程泥浆护壁成孔灌注桩施工技术方案进行总结和探析。泥浆护壁成孔灌注桩施工是房屋地基施工中的基础工艺，施工质量的好坏对工程质量的好坏有着决定性的影响。除文中论述之事项外，实践中还有其它一些问题亟待不断的去探讨解决。鉴于作者水平有限，文章写作不到之处望行业同仁多多指正，在今后亦会加强相关理论知识的学习，再接再厉争取为我国泥浆护壁成孔灌注桩施工的研究建言献策。