农程
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摘要:近年来，无论是城市建设还是交通建设，都得到了前所未有的发展，在新的经济发展形势下,对施工中的现场钻孔灌注桩的施工组织提出了更好的要求。钻孔灌注桩在建筑施工中，不但可以有效提高桩基基础的施工质量，而且其具有安全性能高、施工速度快、适用范围广的优点，受到了各家施工企业的青睐，但是在施工过程中，如何做好现场钻孔灌注桩的施工组织是当前的一个重点。本文通过查阅大量关于现场钻孔灌注桩的施工组织方面的文献资料，并结合钻孔灌注桩的施工组织的相关理论进了研究分析，并对现场钻孔灌注桩的施工组织从人员组织、设备组织、工序组织等方面进行了分析，对施工中的一些重点控制点进行了阐述，望能够为今后的钻孔灌注桩的施工组织管理提供一点建议。
关键词：钻孔灌注桩；施工组织；工序组织
引言
随着我国建筑行业的不断发展，大量工程的基础采用了桩基础，由于其施工工艺简单、承载性能高、造价相对较低等优点，在各种工程中得到了广泛的应用。基于对桩基的施工质量、施工安全、施工进度及施工成本的要求，如何提高现场钻孔灌注桩的施工组织，成为了当前各个建筑企业关注的重点。只要合理的组织钻孔灌注桩的人员、设备、材料及工序，才能有效提高桩基施工的效益，才能进一步促进我国建筑行业的发展。因此，合理的组织现场施工，对于我国建筑工程的建设发展有着非常重要的意义。本文在查阅了大量的文献资料后，对钻孔灌注桩的理论进行了详细的分析，对施工现场的钻孔灌注桩的施工组织从人员、设备及工序等方面进行了详细的分析。
1.现场钻孔灌注桩的理论综述
1.1现场钻孔灌注桩的概念
现场钻孔灌注桩指的是施工现场通过机械钻孔的方式在地基上成孔，并经过清孔、钢筋笼安装及混凝土浇筑等工序，形成的桩基，现场钻孔灌注桩的护壁形式一般包括泥浆护壁和全套管护壁两种形式。钻孔灌注桩至今已有近百年的发展，其工艺比较成熟，是目前国内外比较常用的桩基施工方法之一。最早是由于城市建设规模的不断扩张，高层建筑的不断增加，一些城市地区的地基承载力相对较差，不能满足建筑物的受力要求。在1940年，美国首次研制出了大功率的钻机，并取得了一定的成果，世界各国开始相继研发各种钻机应用于钻孔桩施工，时至今日，现场钻孔灌注桩的工艺已经非常成熟，而且在建筑工程的各个领域均得到了广泛应用。
1.2现场钻孔灌注桩的研究现状
我国对于现场钻孔灌注桩的研究现状主要集中在对其施工组织及施工质量控制方面的研究。我国的著名学者邱桥泉于2006年发表了《现场钻孔灌注桩的施工组织》一文，对现场钻孔灌注桩的主要施工工序,工艺流程等进行了详细的介绍；郭峥于2013年在《浅谈钻孔灌注桩现场质量控制方法和措施》一文中，从业主的角度对现场钻孔灌注桩的施工方法的质量控制措施进行了详细的研究；丁世钊, 代鹏飞于2014年在《现场钻孔灌注桩吊放钢筋笼入孔质量通病及防治》一文中，结合施工现场，对灌注桩施工中的钻孔、钢筋笼质量、混凝土浇筑等方面进行了质量通病及防治措施进行了分析；杨明雄于2016年在《施工现场钻孔灌注桩质量控制研究》 一文中，指出钻孔桩作为建筑工程的基础工程之一，其施工工艺复杂，在施工过程中，要加强对施工人员的培训于管理，加强对各个质量控制点进行严格的监管，以确保钻孔灌注桩的施工质量。金立忠于2016年在《客运专线钻孔灌注桩基础现场试验研究》一文中，以渭洛河特大桥的钻孔灌注桩工程为例,开展了钻孔灌注桩的工艺性试验,对施工中的成孔、清孔、钢筋笼加工制作、混凝土浇筑等环节进行了优化，并调整了施工的各个参数，在实际施工中的桩基质量控制取得了良好的成绩。基于此，本文就针对现场钻孔灌注桩的施工组织设计进行了分析研究。
1.3现场钻孔灌注桩的特点
现场钻孔灌注桩的特点主要有、施工速度快、安全性高及适用范围广等特点。首先是机械化程度高，现场钻孔灌注桩的钻孔过程是通过钻机完成，钢筋笼吊放及混凝土浇筑均由机械完成，相比人工挖孔桩来说，其机械化程度高；其次是施工速度快，一根钻孔桩基的成孔速度平均为2-3天/根，是人工挖孔桩施工速度的2-3倍；再次是安全性高，由于钻孔施工不需要人在井底作业，将大大降低了开挖过程的危险系数；最后是适用范围比较广，无论的硬质地基，还是软土地基，都可以通过钻孔施工来完成。由此可见，现场钻孔灌注桩具有一系列优点，是我国桩基未来发展的主要趋势。
2.现场钻孔灌注桩人员与设备组织
2.1 现场钻孔灌注桩人员组织
现场钻孔灌注桩的人员组织是施工组织中的关键所在，只有合理配置各个岗位的人员，实行岗位责任制，有序合理的进行人员管理，才能保证钻孔灌注桩的顺利实施，一般现场钻孔灌注桩的现场组织结构设置见图2-1所示。
图2-1 现场钻孔灌注桩人员组织结构图
项目经理是整个桩基施工的核心，对桩基工程进行全面、全方位的管理与控制；项目副经理主要负责现场的生产作业，确保现场工序安排合理；技术负责人主要把控钻孔灌注桩的技术、质量、安全等工作，确保桩基出现安全质量问题；
施工员主要负责现场钻孔灌注桩施工技术管理工作；质检员主要负责钻孔灌注桩技术质量管理工作；安全员主要负责现场钻孔灌注桩安全管理；材料员主要负责钻孔灌注桩项目原材料的采购、验收、保管；造价工程师主要负责现场钻孔灌注桩的造价控制工作。
2.2现场钻孔灌注桩设备组织
现场钻孔灌注桩设备组织要满足施工要求，根据现场实际情况和设计要求进行配备钻孔设备，如钻机的型号和数量、泥浆泵、吊车、电焊机、钢筋切割机、钢护筒、空气压缩机等等设备，对于现场的实际情况，要合理组织设备的数量，确保现场能够最大限度的开设孔位，同时确保各个设备的有效利用率。
3. 现场钻孔灌注桩施工工序组织
3.1 施工准备
现场钻孔灌注桩施工工序组织中的第一步就是进行钻孔前的一系列准备工作。首先是进行场地准备，达到三通一平的基本条件，将施工场地进行平整处理，清除孔位周围的杂物，并确保施工现场的电路、水路及施工便道通畅，施工所用的机具设备及材料进行统一安排；其次是开孔前的测量放线，根据设计要求，测量人员对桩基的中心点进行放样，并在桩基周围设置3-4个护桩，以校核施工中钻机钻头的位置；最后是施工平台的搭设，可用钢轨或者型钢进行搭设，施工平台对地基的承载力进行试验，不符合要求要进行软基处理，以确保施工平台的强度、刚度及稳定性。
3.2 护筒埋设及泥浆制备
护筒埋设是现场钻孔的关键工序之一，其作用就是保护孔口稳定护壁，防治塌孔，隔离地面水及对钻头起导向作用。护筒的材质要求一般为高强度钢材，坚固稳定不漏水，一般厚度为1cm左右，内径比桩基直径大30cm左右为宜。护筒埋设一般由人工进行埋设，四周要对称，高度统一，且埋设护筒后，护筒四周要回填并夯实。一般护筒埋设要高出原地面50cm左右，埋深深度根据地质的情况进行控制，一般黏土地质埋设深度为1m左右，砂类土为2m左右。泥浆制备也是一个重要的施工工序，其原材料一般选用黏土或者膨胀土，根据现场实际条件进行选择，为了提高泥浆的质量，可进行添加一些外加剂。
3.3 钻孔施工
钻孔施工工序是现场钻孔灌注桩基施工的核心，也是桩基质量好坏的关键所在。其核心控制点就是将钻头、钻杆中心与桩基中心成一条直线，以确保钻孔不发生偏位；其次是在正式开孔前，在孔内加入粘土和适量的碎石，在钻机1m左右后，再次添加粘土，再次进行钻进，如此反复进行3-5次，使得护壁稳定后，钻头钻至护筒底1m后，加大冲程量进行钻进，在钻机的过程中，同时进行抽渣作业，并随时进行检测钻头磨损情况，校核钻头偏位情况，若出现异常及时进行处理；再次是在钻孔过程中，要及时做好钻孔记录，尤其是在岩层发生变化处，通过对渣样进行实验分析，判断地质情况，并与设计进行对比核对，发现不符及时进行上报设计院；再次钻孔到设计标高时，要对孔底渣样进行取样分析，判断其地质情况，来确定是否能够满足承载力要求。同时要对孔的基本尺寸进行检查，通常采用钢筋笼检孔器进行检测，钢筋笼检孔器的长度控制在5m左右，直径为桩基设计外径。采用吊车将其吊入至孔内，上、下畅通无阻则表明桩孔符合设计要求，否则要进行原因分析，并进行处理；最后是在成孔符合规范设计要求后，进行第一次清孔作业，采用换浆法进行清孔，具体方法是，向孔内注入清水或纯泥浆，保持孔内水位，以防塌孔，直至泥浆比重、泥浆粘度、含砂量符合要求，方可停止清孔。
3.4 钢筋笼制作与安装
钢筋笼制作的控制点主要有以下几个方面：一是钢筋必须进行取样试验，其各项力学指标符合要求，方可投入使用；二是钢筋笼的同一个截面钢筋接头要错开，同一截面钢筋接头数量不大于50%；三是钢筋外观必须顺直无锈，没有变形扭曲，否则进行调整或者更换；四是钢筋笼四周要设置保护层垫块或者保护层钢筋，一般沿着钢筋笼纵向每2米设置一组，每组为3-4个垫块，均匀布置。
钢筋笼安装时，一般采用吊车配合人工进行，在钢筋笼顶部焊接吊环，固定与孔口位置，以确保钢筋笼埋入孔内的高度符合设计规范要求，为了防止钢筋笼在起吊或者入孔后发生变形，则在加强筋内辅以三角支撑，以提高其整体的抗变形能力。在钢筋孔吊放过程中，要利用护桩调整好钢筋笼的中心线。钢筋笼安装入孔应垂直下放，避免碰撞孔壁，若遇阻碍不得强行下放。下笼时间宜短不宜长，并确保钢筋笼居中。当钢筋笼较长时，需要分段安装时，则要进行孔口进行焊接接长作业，为提高焊接质量，一般采用双面焊接，若双面焊接困难时，采用单面焊接，但是确保焊接长度和焊接质量符合规范要求。
3.5灌注桩基混凝土
灌注桩基混凝土是现场钻孔灌注桩施工工序组织的重点，其控制点包括导管安装、混凝土浇筑、导管的埋深等等关键控制工序。
导管安装前，要进行各项指标的检测，如气密性、接头抗拉强度等等，只有各项指标能够满足规范要求，方可用于施工作业。导管的各项指标均满足要求时，则对其进行编号，单节的导管要做好表示尺寸。导管的长度是根据现场实际情况、孔深的进行计算确定的，导管轴线偏位要严格进行控制，一般不得大于10cm。导管直接的连接可以通过法兰盘或者丝扣进行连接，连接时，要确保其密封性能。导管上方要配置一个约2m2左右的漏斗，由于存放首盘混凝土，以达到封闭孔底的作用。总之，只有将导管安装到位，才能确保混凝土的顺利浇筑。
其次是在导管安装完成，要再次对孔底沉渣厚度进行量测，若不满足规范要求，则要进行二次清孔，清孔方法与第一次清孔相同，直至孔底沉渣厚度符合要求为止。
再次是进行水下混凝土灌注，对其灌注质量的控制主要从以下几个方面进行：一是水下混凝土的原材料控制，如水泥的初凝时间、水泥的强度等级、粗集料的最大粒径、细集料的含泥量等等指标的控制均要符合要求，并通过试验进行调整与优化；二是混凝土的拌和与运输过程质量的控制，拌和站的管理及操作人员为了节约成本，常常在添加水泥或者抗渗外加剂时候，添加量不足，导致水下混凝土的整体性能下降，另外，拌和时间也是决定混凝土性能的重要参数，实际生产中，为了节约时间和提高拌和效率，常常缩短拌和时间，导致混凝土的和易性差，同时混凝土在运输中，由于距离、温度、环境等因素的影响，可能会降低混凝土的使用性能，如距离过长导致混凝土坍落度损失，外界温度过高，罐车司机私自加水导致混凝土离析等等，都会造成混凝土的性能下降；三是在水下混凝土灌注环节，在每车桩基混凝土到现场后，要对其坍落度、温度、均匀性等指标进行试验，若任何一项指标不达标，均要通过试验工程师的调整进行二次搅拌，再二次搅拌后，再次对其指标进行复测，若仍然不能满足要求，则对混凝土进行报废处理。四是根据导管距离孔底的距离，来反算出首批灌注混凝土的准确方量，以确保首批混凝土能够将孔底封闭并埋住导管地段不小于1m，在后续的浇筑中，要确保导管的埋深保持在2-6m，埋深太小，容易出现夹层，影响桩基的施工质量，埋深过大，则容易出现堵管的问题。总之在浇筑过程中，要准确计算出导管的埋设，并做好灌注过程中的记录。
最后是灌注混凝土至设计标高时，要超灌注1-2米，以确保桩头混凝土的质量。在灌注桩完成后，及时对桩基周围的泥浆进行处理，防治发生环境污染。对达到终凝的桩基混凝土，要进行合理的养护，尤其是一些桩顶外漏的桩基。
4.总结
随着我国建筑行业的不断发展，无论是城市建设，还是交通建设都离不开桩基础施工。尤其党的十九大以来，习近平同志提出的一带一路思想，要建设世界强国，交通强国。因此，在今后的发展中，提高基础工程建设依然是建筑行业的重点，对于钻孔灌注桩来说，如何进一步提高其生产效率和生产质量，降低安全生产隐患是未来的工作重心。而对于现场钻孔灌注桩来说，不但要控制其施工技术水平，更重要的是提高施工组织管理水平，充分发挥管理人员的主管能动性，提高设备的有效利用率，加强各个施工工序的有效衔接和质量控制，才能真正的提高灌注桩基的根本效益，才能进一步促进我国桩基工程的发展。
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论文作者:农程
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/11
标签：钻孔论文; 现场论文; 桩基论文; 钢筋论文; 混凝土论文; 导管论文; 工序论文; 《防护工程》2018年第14期论文;