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1、浅谈钻孔灌注桩工程施工工艺的质量控制 摘要:本文结合陕西省石堡川水库溢洪道溢流堰钻孔灌注桩工程,详细论述了灌注桩工程施工工艺质量控制的要点,为灌注桩的质量控制提供参考建议。关键词:钻孔灌注桩工程;施工工艺;质量控制 混凝土是一种直接在现场桩位上就地成孔,然后在孔内浇筑混凝土或安放钢筋笼再浇筑混凝土而成的桩。灌注桩施工具有低噪音、地振动、高承载力等特点而被广泛应用,但在其施工过程中工艺复杂且无法直接观察(因混凝土是在泥水中灌注的,因此混凝土质量较难控制),所以成桩的质量与施工工艺有密切的关系。 一、施工准备 1、材料 (1)水泥:宜用425#普硅或矿渣水泥,并有出厂合格证及试验报告; (2)砂:
2、中砂,含泥量不大于3%; (3)石子:碎石,粒径10-15mm,含泥量不大于2%; (4)钢筋:品种和规格均符合设计规定,并具有出厂合格证及试验报告; (5)垫块:用1:2.5水泥砂浆埋18-22号火烧铁丝提前预制; (6)外加剂:掺合料,根据施工需要并通过试验确定。 2、作业条件 施工现场必须做好“三通一平”,并根据现场情况,有条件的先做好地面垫层混凝土,以利施工。现场四周应设置排水沟、集水井,桩孔中排出积水,经沉淀后排入下水道。施工现场的出土线路应畅通。 二、测量定位 1、按设计图纸准确放线,放出桩位中心线和桩径,并认真进行技术复核,无误后用16mm钢筋或小木桩做好桩位标记,桩位定位的偏差
3、控制在20mm以内; 2、经有关部门进行复核,无误后办理签证手续,再把桩中心位置向桩的四周引出四个桩心控制点,用牢固的木桩标定,然后才能开挖桩身土方; 3、专人负责按桩位编号,做好桩孔的垂直中心线、轴线、桩径、桩长和基岩土质的记录; 4、成孔后浇注混凝土前,有必要对桩基准线和桩位进行复查,以防桩位位移变动而影响施工。 三、护筒埋设 1、护筒一般采用4-8mm的钢板卷制而成,可采用打入法,埋设护筒应垂直地面与桩位同心,偏差小于50mm; 2、护筒内径须大于钻头直径,当用回旋钻时宜大于100mm,当用冲击钻时宜大于200mm,以方便钻头提升等工作; 3、护筒埋设深度在粘土中不小于1.0m,在砂土中
4、不小于1.5m,护筒顶面应高于地面400600mm,并应保持孔内泥浆面高出地下水位1.0m以上; 4、护筒埋设应牢固保持稳定,其与坑壁之间应用粘土分层填实,以防漏水,在护筒的上部应开设12个溢浆孔,以便泥浆溢出并流回泥浆池进行回收。 四、泥浆制备 1、泥浆可将孔内图层中的空隙渗填密实,以使孔内渗漏水达到最低程度并保持孔内维持一定的水压,达到稳定空隙的目的。 2、在粘性土中成孔时,可在孔内注放清水,利用钻机进行过程中切削土屑与水拌和,以原土造浆护壁,其泥浆比重控制在1.11.2之间。 3、在较厚的夹砂层和砂土中成孔,泥浆比重控制在1.11.3之间。在容易塌孔的土层中成孔时,泥浆比重控制在1.31
5、.5之间。施工过程中应经常测定泥浆的比重、粘度、含砂率和胶体率等指标,一般粘度为18S22S,含砂率不大于8%,胶体率不大于90%。 4、泥浆池和沉淀池的地面标高应比护筒顶低0.51.0m,以利泥浆回流,泥浆泵应有专人看护,保证泵的正常工作。 五、成孔 1、钻具联结要牢固、铅直,初期钻进速度不要太快,在孔深4m以内,不超过2m/h,以后不要超过3m/h。在覆盖层始终要减压钻进,钻进速度与泥浆排放量相适应。冲孔钻在开孔时要慢,在孔深2m以内,不超过1.5m/h。 2、钻进过程中经常测试泥浆指标变化情况,并注意调节钻孔内泥浆浓度。 3、经常检查机具运转情况,发现异常情况立即查清原因,及时处理。钢丝
6、绳和润滑情况必须每班检查一次。 4、小工具如扳手、榔头、撬杠等用保险绳拴牢,防止掉入孔内。 5、经常注意观察钻孔内附近有无开裂或护筒、桩架是否倾斜。 6、严格遵守操作技术规程,做好钻孔记录,记录中要反映泥浆变化。 7、钻至设计深时要由有关部门共同判断并准确测定孔深,以此作为终孔标高的依据。 六、清孔 1、清空的主要目的是清除孔底沉渣,而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时对所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣,使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态,再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔,最终将桩孔内的沉渣清干净,这就是泥浆的排渣和清孔作用。从
7、泥浆在混凝土钻孔桩施工中的护壁和清孔作用。我们可以看出,泥浆的制备和清孔是确保钻孔桩工程质量的关键环节。因此对于施工规范中泥浆的控制指标:粘度测定1720min;含砂率不大于6%;胶体率不大于90%等在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制。不能就地取材,而要专门采取泥浆制备,选用高塑性粘土或膨润土,拌制泥浆必须根据施工机械、工艺及穿越土层进行配合比设计。 2、灌注桩成孔至设计标高,应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔,直到孔口返浆比重持续小于1.101.20,测得孔底沉渣厚度小于50mm。即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管。沉放导管时检查导管的连接是否牢固和密实,以防止漏气漏浆而影响灌注。由于孔内原土
8、泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部,最终不能被混凝土冲击翻起而成为永久性沉渣。从而影响桩基工程的质量。因此,必须在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔,当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后,应立即进行水下混凝土的灌注工作。 七、钢筋笼的制作与吊装 钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料,检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上,这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的。因此,吊环长度是根据底梁标高的变化而变化,所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度,以确保钢筋
9、的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放吊放过程中,应逐节验收钢筋笼的焊缝质量,对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时,要注意钢筋笼能否顺利下放,沉淀时不能碰撞孔壁:当吊放受阻时,不能加压强行下放,因为这将会造成塌孔、钢筋笼变形等现象。应停止吊放并查找原因,如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的,应提出后重新吊放;如果是成孔倾斜而造成的,则要进行复钻纠偏,并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼,钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。 八、混凝土浇筑 钻孔桩浇注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注,混凝土的离析现象还会存在,但很好的配合比可减少离析程度。因此,现场的配合比要随水泥的品种、砂、
10、石料规格及含水率的变化进行调整,为使每根桩的配合比都能正确无误,在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性,严格计量和试验管理,并及时填入原始记录和制作试件。 1、为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象,在混凝土浇注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土塌落度的控制。因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度,混凝土塌落度采用18cm20cm,并随时了解混凝土面的标高和导管的买入深度。导管在混凝土面的埋入深度一般保持在2m4m,不宜大于5m和小于1m,严禁把导管底端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高8m10m时,应及时将塌落度调小至12cm16cm,以提高桩身上部混凝土的抗压强度。 2、在施工过程中,
11、要控制好灌注工艺和操作,抽动导管使混凝土面上升的力度要适中,保证有程序的拔管和连续灌注,升降的幅度不能过大,如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁,导致孔壁下坠或塌落,桩身夹泥,这种现象尤其在砂层厚的地方容易发生。在灌注过程中必须每灌注2m3左右测一次混凝土面上升的高度,确定每段桩体的充盈系数,建筑施工操作规程规定桩身混凝土的充盈系数必须大于1。同时要认真进行记录,这对日后发现有问题的桩或评价桩的质量有很大的帮助。 3、钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目,质量检查比较困难,如桩的各种检测方法基本上都是在一定的假设计算模型的基础上进行参数测定和检验,并要依靠专业人员的经验来分析和判断实测
12、结果,同一个桩基工程,各检测单位用同一种方法进行检测,由于技术人员的实践经验的差异,其结论偏差很大的情况也是有发生。通过陕西省石堡川水库溢洪道溢流堰灌注桩工程的施工实践,得出这样一个结论,即加强桩基工程检测是一个手段,要保证钻孔灌注桩的施工质量,其关键还在于人。强调现场管理人员要有高度责任心,以防为主,对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工,只有这样桩基的质量控制才能得到保证。 九、桩基检测 1、凿除桩顶预加高的混凝土,桩头钢筋不能乱弯。凿桩头要用风镐或人工凿除,桩顶标高按设计要求,桩顶大致平整。 2、桩基检测的方法是超声波或动测。 3、项目部要密切配合检测单位对每根桩进行质量检测。质量合格后方可进行下道工序施工。 十、结语 钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目,施工阶段的质量检查困难,要保证成桩质量,必须坚持科学严谨的态度,每个施工工艺要精益求精,施工管理人员要有高度的责任心,操作人员要严格操作规程,这样才能保证最终的成桩质量。 参考文献: 中华人民共和国建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布.xxxx-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范 第 9 页 共 9 页