冲孔灌注桩施工及质量控制论文_宋力业

冲孔灌注桩施工及质量控制论文_宋力业

中交第四航务工程勘察设计院有限公司 广东广州 510230

摘要:桩基础在现代建筑工程得到广泛的应用,特别是在高层建筑,桩基础具有承载力高、沉降小、抗倾覆稳定性高的特点,而冲孔灌注桩因施工设备简单、经济性高、施工工艺简单的特点在工程中也得到广泛的应用,适应于各种地质情况。本论文作者根据非洲某国的国际机场项目的桩基础施工经验,阐述冲孔灌注桩的施工工艺及质量控制,从而为其他类似项目的建设提供借鉴经验。

关键词:灌注桩;冲击钻;水下混凝土;施工;质量

1.项目背景

非洲某国国际机场的新建航站楼基础、变电站基础、水泵房基础、污水处理站基础均采用桩基础,设计桩径为1200mm,设计要求桩端进入微风化岩深度为0.5m,钢筋笼采用Ф20的纵向受力筋制作,桩的总数为330根。根据地质报告,桩基深度大约为15m。

2.桩基设备的选择

冲击成孔灌注桩的设备通常采用钢丝绳冲击式钻机,包括钻头,桩架、控制装置,冲击钻头为主要设备,通常采用十字形钻头,其接触压力最大,冲击孔形最好,为了保证顺利成孔,应根据不同土质选用不同的钻头系数,钻头的重量应略低于钻机最大容许重量。

3.施工准备

复核业主提供的坐标点和高程控制点,建立场区测量控制网,依据设计图纸,将桩位中心点准确地标注出来,通过中心点向四周引出四个成十字形的护桩,护桩到桩径外侧的距离为1m左右,牢固埋设并做好保护措施。

护筒的制作应保证足够的强度和刚度,通常采用厚度大于5mm的钢板制作,护筒的直径按照设计桩径来确定,通常比设计桩径大0.2m,高度根据埋设深度来确定,护筒上部应开两个溢浆孔,保证溢出的泥浆流到泥浆池。

4.泥浆

泥浆在施工过程中有防止孔壁坍塌、排出泥渣、冷却施工机械的功能。除了能够自然造浆的黏土层外,应采用其他黏土、膨润土来制备泥浆。为了保证循环泥浆的质量,泥浆池至少按照二级沉淀来设置,即必须设置沉淀池,泥浆池循环的路径应能够保证清渣的足够沉淀。泥浆池的设置应考虑桩位的分布情况、泥浆泵的性能,应在不影响施工的区域设置。经配合比设计的泥浆性能必须满足施工的要求,施工过程测定泥浆的相对密度、含砂率、粘度等指标。

5.成孔施工

在施工前对场地进行整平,用吊机将钻机移到施工的桩位处,牢固安装并确保稳固,施工过程中不产生左右晃动、倾斜和移动。为了准确控制钻孔深度,应在钢丝绳上用绑扎布条的方法做好标记,以便在施工中进行观测钻进的深度。

护筒埋设时应考虑桩位的地质和水文情况,黏土层埋设深度不小于1.0m,砂土不小于1.5m,并保持护筒高出地下水位1.5m以上。护筒埋设后应该用黏土回填并夯实,避免泥浆漏出。护筒安装好之后必须复核标高、中心偏移,不满足要求时必须进一步调整。

将钻头放入护筒内,启动泥浆泵输入泥浆,待泥浆满足一定数量后启动钻机开始钻进。冲孔施工应根据土质情况调整钻进速度,在护筒刃脚以下2m范围内,用小冲程慢速钻进,在黏土层应中小冲程钻进,在砂土层用中冲程钻进,在碎石层用高冲程钻进。在黏土层施工时,可以采用投入碎石碎砖防止粘钻;在钻进过程遇到坚硬岩层时,可以采用高冲程慢速冲击;当遇到成孔偏差时,可以回填块石然后重新冲孔;在施工过程中应采取有效措施防止塌孔、扩孔、斜孔、失稳等现象。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆施工过程中采用泥浆循环清渣并经常检查泥浆的各项指标,指标不满足要求应加水或者添加造浆材料进行调配。每钻进3-4m应验孔一次,检查孔径和竖直度。根据地勘报告,钻进深度预计即将进入基岩时,应勤清孔勤取样,检查岩粒情况并做好记录。会同设计人员、监理人员确认终孔。进入清孔阶段后,泥浆质量也应符合要求,泥浆面应高出地下水位1.0m以上,待孔底泥浆相对密度、含沙率、粘度、孔底沉渣满足规范要求后,进入浇筑水下混凝土阶段。

6.钢筋笼制作及安装

钢筋笼的制作应按照设计图纸进行,在架立筋上将主筋等间距布置好,钢筋笼的长度由钻孔的桩长来确定。制作完成的钢筋笼,在安装前应按照规范检验主筋直径、间距、长度、箍筋间距、搭接质量等项目,符合要求才能进行吊装。吊装过程中要采取防止钢筋笼弯曲变形的措施,以免在下方的过程中,弯曲的钢筋笼刮碰孔壁,造成塌孔。钢筋笼安放要对准孔位、扶稳、缓慢下方,安装就位后,采用全站仪进行测量定位,确保钢筋笼中心与桩位中心点的偏差在范围之内,并检查顶端的高度。钢筋笼定位完成后,在地面设置锚筋,将钢筋笼牢固焊接在锚筋上,以免浇筑混凝土的过程中,钢筋笼上浮。

7.混凝土质量要求及施工

水下混凝土配置宜采用强度等级不低于42.5级的普通硅酸盐水泥,优先采用中砂和采用连续级配碎石,在混凝土配合比设计前应对原材料进行检验,特别需要严格控制含泥量、氯离子含量两个指标。配合比设计时,砂率宜大于40%,碎石粒径不应超过40mm,水泥用量不应少于360kg/m3,当掺入二级以上的粉煤灰时,胶凝材料的总量也不应少于360kg/m3,外加剂优先采用高效减水剂。为了保证水下施工质量,混凝土必须有良好的和易性、保水性,坍落度控制在200-220mm。

水下混凝土施工采用导管法,在使用前先进行闭水试验,确保导管连接的严密性。导管应居中稳步沉放,避免下放或者提升导管时触碰钢筋笼,浇筑混凝土前,导管插入至距孔底不大于40cm的位置,全部安装就位后,再次测量泥浆的各项指标和孔底沉渣厚度,满足要求后即可浇筑混凝土。

为了保证桩基的质量,混凝土的搅拌、运输、浇筑必须确保连续进行,中间不应该出现中断的情况。浇筑混凝土用的料斗,必须经过计算,确保有足够的容量,混凝土第一次灌入要保证导管一次埋入混凝土灌注面以下不少于80cm。混凝土倒入料斗时应控制好速度,避免导管内部产生高压气囊并将气体压入桩身混凝土内,造成桩身混凝土存在较大气泡孔等缺陷。浇筑过程中测量导管埋入混凝土的深度,以2-6m为宜,当拆卸导管时,严禁将底部导管拔离水下混凝土面。

8.桩基的检测

桩基工程的质量直接关系到整个建筑物的安危,而桩基施工属于水下隐蔽施工,施工程序多,也容易出现质量问题,因此桩基检测成为质量控制的重要环节,通常的桩基检测方法有低应变法、高应变法、钻芯法等,通过检测桩身的完整性、缺陷的位置和性质、桩的长度、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度等指标来确定桩的施工质量,桩基施工质量应符合规范的要求,对不符合要求的桩基,应会同设计、监理人员共同商议处理方案。

结束语

随着我国基础建设的进一步发展,大量高层建筑的出现,桩基施工工艺必然会大量应用于建设当中。桩基础作为广泛应用的基础形式之一,只有严格控制施工各个环节的质量,才能确保上部建筑的安全,在使用期内不会因为承载能力不足、基础不均匀沉降导致结构的破坏。

参考文献

[1]《桩基应用》,邓芝娟著。

[2]《桩基工程检测手册》,第二版,人民交通出版社,罗骐先著。

[3]《桩基工程》,张忠苗,主编。

[4]《高程建筑桩基工程技术》,刘金砺,主编。

论文作者:宋力业

论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期

论文发表时间:2018/9/12

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