关于冲孔灌注桩施工过程的探讨

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaomantou_2001_78
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  一、工程概况及地质条件
  拟建工程由广州越汇房地产开发有限公司投资的住宅楼,位于广州市荔湾区水泥厂内,拟建5幢32层住宅、1幢2层会所,下设两层地下室。
  本工程桩径为φ800、φ1000、φ1200、φ1400、φ1600、φ1800、六种,桩净长约8~24m,空桩约8m各类桩数量及技术指标见表:
  
  
  1、冲(淤)积土层:含有淤泥、细砂、粘土,松散~稍密;
  2、残积土层:粉质粘土、粘土(褐红色、灰褐色,含粉细砂)
  3、风化层:a. 全风化层,b. 强风化层,c. 中等风化层,d. 微风化层
  二、旋挖機施工工艺
  1、钻孔前施放桩位点,放样后四周设护桩并复测,误差控制在5mm以内。进一步确定是否有障碍物,必须待甲方或监理验收合格后方可进行成孔施工。
  2、钻机就位应保持平稳,不发生倾斜、位移,钻头对准孔位开启电机进行开孔。
  3、设置护筒:根据桩位点设置护筒,护筒的内径应大于钻头直径100mm,护筒位置应埋设正确稳定,护筒中心和桩位中心偏差不得大于50mm,倾斜度的偏差不大于1%,护筒与坑壁之间应用粘土填实。施工中,护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成(或采用混凝土护壁)。首先正确就位钻机,使其机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合一,然后在钻杆顶部带好筒式钻头,护筒埋设后再将桩位中心通过四个控制护桩引回,使护筒中心与桩位中心重合,并在护筒上用红油漆标识护桩方向线位置。护筒的埋设深度:在粘性土中不宜小于1m,在砂土中不宜小于1.5m。护筒应高出地面20~30cm,随即注入稳定液,并应保证孔内稳定液面高于地下水位1m以上。
  4、钻机就位:旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置,并在操作室内有仪表准确显示电子读数,当钻头对准桩位中心十字线时,各项数据即可锁定,勿需再作调整。钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确,误差控制在2cm内。
  5、泥浆制备、使用与管理
  (1) 泥浆制备
  泥浆有保护孔壁和排渣的作用,泥浆质量控制应以不塌孔并达到排渣目的为原则。
  泥浆的循环系统包括:制浆池、储浆池、循环槽等。开动桩机较多时,采用集中制浆与供浆。用抽浆泵通过主浆管和软管向各桩供浆。
  泥浆的排浆系统由主排浆沟、支排浆沟和泥浆沉淀池组成。沉淀池内的泥浆采用泥浆净化后,由泥浆泵抽回泥浆池,以便再次利用。
  开钻前必须准备数量充足性能优良的泥浆,造浆主要采用膨润土或粘土、水、增粘剂。性能指标详见(表5)
  泥浆配比表(表5)
  
  
  (2) 泥浆使用
  泥浆使用根据施工方法分为正循环钻进和正、反循环清渣两种。
  a、对于正循环钻冲进,在一般土层中成孔时泥浆密度宜为1.05~1.25,粘度宜为18~22s,含砂率<8% 。在软土层中钻进时,泥浆密度宜为1.10~1.28,粘度宜为19~28s,含砂率<8%,胶体化率大于96% 。开孔钻冲进时,泥浆应适当加稠,密度宜为1.25~1.30。
  b、清孔后泥浆性能指标宜为:泥浆密度宜为1.10~1.25,粘度宜为17~28s,含砂率小于8% 。
  (3) 泥浆管理
  施工过程中应做好泥浆的日常维护管理,必须对泥浆的比重、粘度、含砂率和胶体化率等指标进行测定,并及时调整至能够满足施工要求,确保成孔优质安全。
  废弃的泥浆与渣应按环境保护的有关规定进行处理。
  6、钻进:当钻机就位准确,泥浆制备合格后即开始钻进,钻进时每回次进尺控制在60cm左右,刚开始要放慢旋挖速度,并注意放斗要稳,提斗要慢,特别是在孔口5~8m段旋挖过程中要注意通过控制盘来监控垂直度,如有偏差及时进行纠正,而且必须保证每挖一斗的同时及时向孔内注浆,使孔内泥浆面保持一定高度,以增加压力,保证护壁的质量。
  7 、清孔:钻进至设计孔深后,将钻斗留在原处机械旋转数圈,将孔底虚土尽量装入斗内,起钻后仍需对孔底虚土进行清理。一般用沉渣处理钻斗(带挡板的钻斗)来排出沉渣,若沉淀时间较长,则应采用水泵进行浊水循环。旋挖机未能一次成孔改用冲桩机继续成孔时,将采用
  泥浆循环进行清渣。
  
  
  三、冲孔灌注桩施工方法
  一、成孔
  1、因本施工工艺将采用旋挖机施工岩层上部后改用冲桩机冲岩。冲桩机就位后,调整桩机水平,施工平台应铺设平整,要认真做好对中、整平工作;冲进前提起冲锤,校正孔位。冲孔时,冲锤对准测放的桩中心冲进。施工中应经常检测孔径、孔形和孔斜,确保桩垂直度偏差不大于1%,严格控制冲孔质量。施工中严格保持机台平稳。
  2、为保证桩径在容许偏差内,冲进前由技术人员检查冲锤直径;冲进中要调整好泥浆性能。
  3、根据地层条件,采取充分利用地层造浆、适当制备泥浆相结合的办法制造泥浆,施工中应经常检查泥浆性能。
  4、冲岩时,做好岩层记录,并捞岩样以备终孔鉴别。如遇地质资料与地质情况不符,要立即通知勘察、设计及有关人员进行处理。
  5、终孔深度的确定应根据设计图纸要求,岩样的饱和单轴抗压强度满足设计要求,并做好记录由现场施工、监理人员、业主人员签名确认。入岩深度满足设计要求,实际孔深以超前钻的岩样试压结果和捞取的岩渣作为主要依据来判定。
  冲进中遇到大的块石时,可投入适量粘土块,泥浆比重应调整到1.30左右,每冲进3~4小时,用泥浆正循环清渣一次。同时,应注意孔斜。发现异常,及时投入石块并填至偏孔处上方0.30~0.50m,重新成孔,同时要注意以下几个方面:
  a、应将泥浆输送管送至孔口,并派专人跟班,以备发生漏浆时能及时补给泥浆。漏浆较大时,泥浆应掺入适量水泥或其它速凝剂;若漏浆严重时,应填入粘土袋,并冲实。
  b、冲进过程中如遇塌孔,应立即停止冲进,回填夹片石的粘土块,加大泥浆比重,然后重新冲进。
  c、若遇卡锤、掉锤,应采用打捞钩打捞、爆破松动等办法及时处理。
  5、 清孔
  (1)清孔的目的。清孔的目的是抽、换孔内泥浆,清除孔内钻渣,尽量减少孔底沉淀厚度,防止桩底存留过厚沉淀砂土而降低桩的承载力,确保灌注混凝土的质量。
  终孔检查后,应立即清孔。清孔时应不断置换泥浆,直至灌注水下混凝土。
  (2)清孔的质量要求。清孔的质量要求是应清除孔底所有的沉淀砂土。当技术上确有困难时,允许残留少量不成浆状的松土,其数量应按合同文件的规定。清孔后灌注混凝土前,孔内的泥浆性能指标:含砂率小于8%。比重小于1.25,漏斗粘度小于28s。
  (3)清孔方法,采用的清孔方法为正循环清孔法。
  a、第一次是终孔后,下钢筋笼前,以泥浆正循环的方式清渣。将泥浆比重调整在1.15~1.25之间,含砂率和粘度应分别小于8%和28s。
  b、置放钢筋笼后,以灌浆导管为循环管道进行第二次清渣,采用正循环方式清渣,直至泥浆指标符合下述要求:密度为1.10~1.25,粘度为18~28s,含砂率小于8% ;沉渣厚度小于50mm时才能开始灌注。
  6、钢筋笼制作与安装
  (1) 一般要求
  a、钢筋的种类、钢号、直径应符合设计要求。本工程设计要求,纵筋和加劲箍钢筋采用Φ18-Φ20—Φ25—Φ14—Φ16 (HRB335)螺纹钢,螺旋箍钢筋采用Φ10内圆钢。钢筋的材质应进行物理力学性能或化学成分的分析试验。
  b、制作前应钢筋调直(螺旋筋除外)。主筋应尽量用整根钢筋。如需接长,采用焊接接长,焊接接头连接区段为10d(d为主筋直径)且不小于500mm长度范围内,接头面积百分率不宜大于50%。焊接的钢材,应作可焊性和焊接质量的试验。
  c、当钢筋笼分段制作时。分段后的主筋接头应互相错开,同一截面内的接头数目不多于主筋总根数的50%,两个接头的间距应大于50cm。接头采用绑扎点焊35d,抗拔桩为单面焊接10d(d为主筋直径)。
  (2)钢筋笼的制作
  制作钢筋笼的设备与工具有:电焊机、钢筋切割机、钢筋圈制作台和钢筋笼成型支架等。钢筋笼的制作程序如下:
  a、根据设计,确定箍筋用料长度。将钢筋成批切割好備用。
  b、钢筋笼主筋保护层厚度为7cm。钢筋笼外侧设置预制砼垫块或钢筋制作耳环来确保钢筋保护层的厚度,在吊放钢筋笼的过程中,确保主筋的保护层厚度,同时保证钢筋笼顺利下放到位。
  c、制作好的钢筋笼在平整的地面上放置,应防止变形。
  d、钢筋笼安放前必须经技术人员、质检员按图纸尺寸和焊接质量要求检查验收(内径应比导管接头外径大100mm以上)。并报请监理工程师验收,不合格者不得使用。(3)钢筋笼的安装
  钢筋笼用吊车起吊安装,对准桩孔中心放入孔内。如桩孔较深,钢筋笼应分段加工,在孔口处进行对接。采用单面焊缝焊接,焊缝应饱满,不得咬边夹渣。焊缝长度不小于10d。为了保证钢筋笼的垂直度,钢筋笼在孔口按桩位中心定位,使其悬吊在孔内。
  下放钢筋笼应防止碰撞孔壁。如下放受阻,应查明原因,不得强行下插。一般采用正反旋转,缓慢逐步下入。安装完毕后,经有关人员对钢筋笼的位置、垂直度、焊缝质量、箍筋点焊质量等全面进行检查验收,合格后才能下导管灌注混凝土。
  7、水下混凝土灌注
  混凝土灌注是钻孔灌注桩的重要工序,应予特别注意。钻孔应经过质量检验合格后,才能进行灌注工作。
  具体要求如下:
  (1)把好商品砼的质量关,经常检查砼的质量,坍落度控制在18~22cm内。
  (2)导管制作与安装。灌注导管要便于安拆,并有足够的强度和刚度。导管用钢管制作,导管的驳接口必须加上止水密封胶圈,确保接头密封良好。密封形式采用橡胶圈或橡胶皮垫。
  灌注前对灌浆设备进行严格检查导管要求内管光滑。下入导管一定要准确,导管底距孔底控制在0.3~0.5m。
  (3)隔水栓:采用C30混凝土塞,开灌前用铁线固定在导管内临近泥浆面处。
  (4)灌注顺序:灌注前,应再次测定孔底沉渣厚度。如厚度超过规定,应再次进行清孔。当下导管时,导管底部与孔底的距离以能放出隔水栓和混凝土为原则,一般为30~50cm。
  a、首批混凝土连续不断地灌注后,应有专人测量孔内混凝土面高度,并计算导管埋置深度,一般控制在2~6m,不得少于2m或大于6m。严禁导管提出混凝土面。应及时填写水下混凝土灌注记录。如发现导管内大量进水,应立即停止灌注,查明原因,处理后再灌注。
  b、水下灌注必须连续进行,严禁中途停灌。灌注中,应注意观察管内混凝土下降和孔内水位变化情况,及时测量孔内混凝土面上升高度和分段计算充盈系数(充盈系数应在1.0~1.2之间),不得小于1。
  c、导管提升时,不得挂住钢筋笼,可设置防护三角形加筋板或设置锥形法兰护罩。
  d、灌注将结束时,由于导管内混凝土柱高度减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,比重增大。出现混凝土顶升困难时,可以小于300mm的幅度上下串动导管,但不许横向摆动,确保灌注顺利进行。
  e、终灌时,采用捞样筒捞取砼样确定砼面高度。考虑到泥浆层的影响,实灌混凝土完成面之标高应比桩顶的设计标高高出0.6m~0.8m之间,以保证桩顶砼质量及不浪费材料。
  f、施工过程中,要协调混凝土运输和灌注各个工序的合理配合,保证灌注连续作业和灌注质量。
  g、水下混凝土必须连续施工,每根桩的浇注时间按初盘混凝土的初凝时间控制,对浇注过程中的一切故障均应记录备案。
  e、每根桩必须随机抽样留置试块不得少于一组,并认真做好试块的养护,达龄期及时送检。
  
  四、钻(冲)孔灌注桩施工质量保证措施
  混凝土灌注桩是一种深入地下的隐蔽工程,其质量不能直接进行外观检查。如果上部工程完成后发现桩的质量问题,要采取必要的补救措施以消除隐患是非常困难的。所以在施工的全过程中,必须采取有效的质量控制措施,以确保灌注桩质量完全满足设计要求。灌注桩质量包括桩位、桩径、桩斜、桩长、桩底沉渣厚度、桩顶浮渣厚度、桩的结构、混凝土强度、钢筋笼,以及有否断桩夹泥、蜂窝、空洞、裂缝等内容。
  (1)桩位控制2)桩斜控制(3)桩径控制(4)桩长控制(5)桩底沉渣控制
  (6)桩顶控制(7)混凝土强度控制(8)桩身结构控制(9)原材料控制
  五、结束语
  由于冲孔灌注桩是一种在施工过程中桩孔和桩身均不可见得桩基形式,无疑给确保灌注桩的施工质量增大了一定难度,这就要求了我们工程一线人员必须要对冲孔桩的施工工艺有深入的理解,严格控制各道施工工序,严把质量关,以科学的态度、严格按照规范制定落实好实施细则,务必保证施工质量。
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