摘要:钻孔灌注桩是桩基础中常见的一种基础形式,广泛应用于房屋建筑、水工建筑和桥墩基础的施工,具有施工速度快、占地少、相邻干扰小、承载力大等优点。本文分析了土木工程钻孔灌注桩施工技术,
关键词:土木工程;灌注桩;施工技术
在目前,钻孔灌注桩施工技术已经发展的十分成熟了,在各个工程领域中都得到了广泛的使用,如何在施工中控制好各个环节,避免质量事故的出现,必须在施工实践中不断积累经验,严格按照操作规程施工,加强过程控制,才能控制好桩基础的质量。
1钻孔灌注桩工艺
钻孔灌注桩是采用不同的钻孔方法,在地层中按要求形成一定形状的井孔,达到设计标高后,将钢筋骨架吊入井孔中,再灌注混凝土(有地下水时灌注水下混凝土),成为桩基础的一种工艺。钻孔灌注桩的施工既有测量工作,又有机械操作、钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作,可谓工程种类繁多,技术含量高,影响因素多。在施工过程中,容易出现桩位偏差过大、孔底沉渣偏多、钢筋笼上浮、桩体混凝土离析、断桩、夹泥等质量问题,这些质量问题往往使成桩难以满足设计要求,且补救困难,不能安全通过事后检查来判断存在的问题,所以在施工过程中,必须加强施工准备、成孔、清孔、下钢筋笼、灌注水下混凝土等各环节的质量监控,确保钻孔灌注桩的成桩质量。
2钻孔灌注桩的施工流程
钻孔灌注桩施工装置有很多种,但是施工程序基本相同,首先应该根据桩位在施工平面图中的位置,确定施工顺序,进行场地布置,安排水电线路和泥浆循环系统。施工工艺流程为:施工准备→测量放线→埋设护筒→泥浆性能及泥浆循环系统布置→设备安装就位→钻进成孔→清孔→下放钢筋笼→二次清孔→混凝土灌注。
3钻孔灌注桩施工常见问题及处理措施
3.1护筒冒水
(1)原因:①埋设护筒的周围土不密实;②护筒水位差太大;③钻头起落时碰撞。(2)处理措施:针对这种质量问题,应该及时停止钻进,并将护筒四周不密实的填土完全挖除,选用含水量大的粘土重新填筑。护筒尽量采用钢材制作,其具有用料少、重量轻、密封性好、能多次重复使用等优点,在护筒上方需要开400mm×300mm的口,方便泥浆循环;当桩位确定以后,需要挖出一个比护筒直径大100mm,深1.2m的基坑,将钢板护筒放入坑内,并找准护筒中心,固定护筒,保证护筒底座能安装在粘土层内。
3.2塌孔
(1)原因:护筒埋置不严密而漏水或埋置太浅,孔内泥浆面低于孔外水位或泥浆密度不够;在流砂、软淤泥、松散砂层中钻进,进尺、转速太快等。避免坍孔的措施是:护筒周围用黏土填封紧密;钻进中及时添加泥浆,使其高于孔外水位;遇流砂、松散土层时,适当加大泥浆密度,且进尺不要太快。(2)处理措施:①选用比重、粘度、胶体率较大的泥浆。②堵塞护壁漏洞或用粘土在护筒周围夯实加固;当发生孔口坍塌时,应立即拆除护筒,回填钻孔,重新埋设护筒。③发生孔内坍塌,判明坍塌位置。用粘土重新回填,待沉淀密实后再钻进,加强泥浆护壁。④清孔时专人补水,保持内外既定的水位差;清孔后及时进行混凝土灌注,减少停顿时间。⑤在松散粉砂土或流砂中钻进时,严格控制进尺速度、冲程速度。
3.3缩孔
产生孔径小于设计孔径现象称为缩孔。缩孔产生钢筋笼的砼保护层过小及降低桩承载力的质量问题。(1)原因:①钻锥严重磨耗,焊补或更换不及时;②地层中有软塑土,遇水膨胀后使孔径缩小;③泥浆失水量大,形成厚泥皮,在泥页岩地层造成地层软化膨胀形成缩径。(2)处理措施:①检查钻锥,及时修补或更换。②在易发生缩径的地层钻进时,采用上、下反复扫孔,扩大孔径。③根据需要及时调整适用的泥浆。
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3.4钻孔偏斜
(1)原因:①场地平整度和密实度差;②钻机安装不平整或钻进过程发生不均匀沉降,导致钻孔偏斜;③钻杆弯曲、钻杆接头间隙太大所致;④钻头翼板磨损不一,钻头受力不均,造成钻头偏离方向;⑤钻进遇软弱或软硬土层交界面或倾斜岩面时,钻压过高使钻头受力不均,造成钻头偏离方向。(2)处理措施:①压实平整施工场地。②安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线,钻杆位置偏差不大于20cm。③定期检查钻头、钻杆、钻杆接头,发现问题及时维修或更换。④在软硬土层交界面或倾斜岩面处钻进,应低速低钻压钻进。钻孔偏斜时,可提起钻头,上下反复扫钻几次,以便削去硬土,如纠正无效,应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上,重新钻进。
3.5断桩
断桩指因有泥夹层而造成桩体混凝土不连续。造成断桩的原因有:首批混凝土多次灌筑不成功,再灌筑上层时出现一层泥夹层而造成断桩,孔壁坍塌将导管卡住,强力拔管时泥水混入混凝土内;导管接头不良,泥水进入管内。避免断桩的措施是:力争混凝土灌筑一次成功;选用较大密度、黏度和胶体率好的泥浆护壁;控制钻进速度,保持孔壁稳定;导管接头应用方丝扣连接,并设橡皮圈密封严密。灌注桩严重塌方或导管无法拔出形成断桩,可在一侧补桩;深度不大时可挖出;对断桩作适当处理后,支模重新浇筑混凝土。(2)处理措施:①、精确探测混凝土面灌注位置并用理论方法计算出混凝土面高度,比较后取出混凝土面低的作为拆卸导管的依据。提升导管时应平稳,匀速慢提升。②、及时掌握天气变化,备好发电机,确保设备正常运转,保证混凝土灌注连续进行。③、浇注时间不长,混凝土数量不大时,将孔中混凝土及泥石全部清除,重新灌注。④、混凝土面在水面以下很深,且尚未初凝时,可在导管底部设置隔水塞,将导管重新插入。导管内装满混凝土后,捎提一下导管,利用混凝土自身重力将塞压出,继续灌注。⑤、断桩在距地面较深时,应分析原因,采取相应的措施,对于计划重做的桩,要立即拔出钢筋笼,提出导管,重新钻孔。⑥、对浇注完成后才发现的断桩,要采取补桩的方案。方案要经过计算,一般采用扁担桩、压浆补强等方法来处理。
3.6钢筋笼上浮
(1)原因:①导管提升钩挂钢筋笼;②混凝土表面接近钢筋笼底口,导管底口在钢筋笼底口以下3米至以上2米时,混凝土浇注速度过快,使混凝土下落冲出导管向上反冲,其顶托力大于钢筋笼的重力所引起的。(2)处理措施:在混凝土浇筑过程中,常常发生钢筋笼上浮的现象,出现这种情况的原因主要是混凝土在浇灌过程中,混凝土沿着孔壁上升,对钢筋笼产生向上的摩擦力,对钢筋产生向上的压力,出现上浮。为了避免这种原因可以采用以下措施:①导管埋设不宜过深。导管埋入的越深,孔壁四周的混凝土上升的距离越长,钢筋上浮的越厉害,这就需要在施工中,不断检测埋管的深度,控制拔管的速度;②混凝土的坍落度不宜过小。因为混凝土坍落度小,流动性差,混凝土流动时靠近孔壁上升,对钢筋笼的摩擦力越大,经过现场多次试验,混凝土坍落度控制在一定20-22cm时较为合适。
3.7导管堵塞控制
在漏斗中的混凝土出现离析现象,或者内壁混凝土品质质量差等都可能会出现导管堵塞质量问题。出现这种质量问题,应该采用提升导管后猛然下插导管的动作来解决,但是抖动后的导管下口不得低于原来的位置。
3.8管理体制问题
主要存在的问题是多头管理,管理责任不能落实,缺乏对施工控制的高度重视,对特大型工程前期研究不够,对工程的解剖不够细致。要想解决这类问题,唯一的办法就是实现设计、施工总承包的管理思想.使管理责任明确并得到落实。强调施工单位应采取主动控制,使责、权、利能够达到系统的统一。
4结语
在施工前,施工技术人员应该对当地地质条件有详细的了解,并根据设计图纸中的位置进行测量放线布桩,在确定桩位时,应该以设计确定的桩位为准,参照基础施工平面图,采取经纬仪定位,并拉线校正桩位。施工技术人员应该根据现场钻机、泥浆泵及配套设施的数量计算施工耗电量及耗水情况,保证施工用电用水充足。施工单位应该选择专业的施工技术人员进行现场技术管理,并定期对施工技术人员进行操作技能考核。因此,施工技术人员应该努力掌握桩基础施工工艺,采用正确的施工技术,有效的控制工程质量,使桩基的质量掌握在允许误差之内。
参考文献
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[3]曹守强.桥梁钻孔灌注桩施工工艺及质量控制[J].中国科技博览,2010(32).
论文作者:潘建芳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/9/9
标签:混凝土论文; 导管论文; 钻孔论文; 钢筋论文; 泥浆论文; 钻头论文; 措施论文; 《基层建设》2019年第16期论文;