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由于桥梁工程的建设面对的地质情况各不相同,面对这种复杂的地质情况,钻孔灌注桩技术在桥梁施工中得到了广泛的应用,特别是对于地下水位较低及需要护壁的情况下的桥梁建设。随着钻孔灌注桩技术的日益成熟,钻孔灌注桩的质量在桥梁施工中也得到了很好的保证,但还是会有施工中工艺不当等原因发生,使钻孔灌注桩的施工质量得不到保证,更是影响了整个工程的质量,所以在施工中要控制好施工的工艺,使钻孔灌注桩单桩静载试压达到全部优良。对于钻孔灌注桩的质量问题有很多,例如桩身混凝土的强度小于设计要求,桩身结构不完整,夹泥,露钢筋,断桩,桩底沉渣太厚,桩壁附着泥浆太厚等。产生这些质量问题的原因有:不按要求配比制备混凝土;浇注时导管渗水导致混凝土离析;运输浇注时混凝土离析;坍落度过小,搅拌放置时间过长,钢筋笼露筋;施工中停电;设备使用不规范等。故要严格控制钻孔灌注桩的施工质量。
二、钻孔灌注桩施工工艺
1.钻孔
钻孔是桥梁钻孔灌注桩施工中的一道非常关键的工序,在现场施工中必须严格按照相关操作技术规范进行,确保钻孔施工具有较高质量水平。在钻孔过程中,要注意开孔质量,要在施工中对好中线及垂直度,并要施工要求压好护筒。现场施工技术人员要注意不断添加泥浆进行护壁加固防止坍孔和抽渣,同时还要随时检查钻孔是否存在偏斜等问题,避免将钻头埋住或出现掉进孔内等事故发生。在钻孔过程中,若发现存在漏水现象时,应立即停止施工,待找出原因并有效处理后方能继续施工。施工中应加强泥浆护壁加固,同时要控制钻机的钻进速度。钻孔过程中,现场质量监督人员应加强对桩位、成孔情况等的检查工作;钻孔完毕后,应对桩位、孔径、深度等质量水平进行检验,待所有项目合格后方能进入下一步清孔处理工序。
2.成孔和清孔
钻孔成孔质量水平是混凝土灌注桩施工质量监控过程中的非常重要的内容,成孔质量水平的高低直接影响到后期灌注桩施工质量及施工工序的高效顺利开展。如果成孔质量控制不好,则可能出现塌孔、缩径、桩孔偏斜、以及桩端达不到相关技术规范或设计持力层要求等,进而影响到灌注桩后续工序的高效顺利开展,造成桩承载力下降不满足设计要求。清孔主要为了清除桩孔孔底中的沉渣,确保混凝土灌注具有较高质量水平。清孔工序是利用泥浆在流动过程中自身所具有的动能来冲击携带桩孔底部钻孔过程中留下的沉渣,为混凝土灌注桩后期施工营造一个良好浇筑环境。
3.钢筋笼制作、吊放
钢筋笼在制作前,施工人员应检查钢材等施工原材料的质保资料,并按照设计和施工组织设计相关技术规范要求,验收施工钢筋的直径、长度、规格、数量等技术指标。钢筋笼在吊装过程中,应逐节验收钢筋笼制作连接焊缝质量水平,如果发现钢筋笼质量存在不符合规范或设计要求的焊缝、焊口时,应按照相关施工规范进行补焊处理。要确保钢筋笼顺利下放进钻孔内部,沉放过程中不应碰撞孔壁。如果吊放过程中出现受阻现象时,拒绝采取加压强行下放,应立即停止吊装工作,寻找阻碍原因并采取相应措施予以处理。钢筋笼在垂直吊放过程中,如出现吊放不垂直时,应将钢筋笼全部提出后重新进行垂直吊放。钢筋笼在接长焊接施工时,应在保证焊接质量的基础上,加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间,提高灌注桩浇筑连贯性和质量水平。
4.泥浆制备和第2次清孔
在吊放钢筋笼和沉放混凝土导管时,要检查导管连接的牢固性和密实性,以防存在漏气漏浆等问题。由于桩孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管过程中,会使处于悬浮状态的沉渣由于重力作用再次沉入到桩孔底部,如不进行2次清孔,则就成为永久性沉渣,进而到影响桥梁混凝土灌注桩桩基的浇筑质量。因此,在吊放钢筋笼和沉放混凝土导管施工完毕后,应利用导管对桩孔进行第2次清孔处理,待孔口返浆比重及沉渣厚度满足设计或相关技术规范要求后,方能进行水下混凝土灌注施工。
5.水下混凝土灌注
(1)灌注桩的混凝土水下施工操作是采用导管进行灌注,这样还会有混凝土的离析现象发生,防止这种问题的最主要措施就是设计良好的施工配合比。对于现场的施工配合比要根据施工中所用的砂子、水泥、石料的规格和它们的含水率进行设计调整,在灌注桩混凝土的搅拌中要认真复查施工配比同时要检验计量是否谁确无误,要严格进行测试和严格进行管理,及时反馈数据记录和制备实验试件,保证每一根灌注桩的施工配比完整无误。
(2)钻孔灌注桩水下混凝土的性能指标:为确保灌注桩能够达到要求的质量,对于每一批进人施工现场的原材料都要进行严格的检测,像水泥的报告单、砂石化验单和出厂的合格证等等。如果在检验的过程中存在实样与报告书上的不一致,应立即复核原材料,对于不符合要求的原材料及时报告上级项目部门,及时采取措施,不合格的原材料决不能进人施工现场。
(3)对于灌注桩混凝土的初凝时间的控制,普通混凝土在4-5小时就能初凝,这个时间短只能满足较小灌注孔的施工要求,对于较深的桩孔的混凝土的初凝时间要在5-7小时。
(4)灌注桩混凝土的搅拌,在混凝土的搅拌中,要按照设计好的施工配合比掺入石子、砂子和水泥放入到搅拌机中,加入所需水量的30%并开始搅拌,在上述拌合物搅拌均匀后再加入60%的水,最后再放入10%的水量,只用这样才能保证灌注桩混凝土拥有合适的流动性和保水性等和易性。
(5)灌注桩混凝土的施工操作技术控制,第一批混凝土的灌注施工,泥浆到混凝土面的高度、泥浆的密度、混凝土到孔底的深度、导管的内径和灌注桩的直径决定了混凝土的灌注量,灌注混凝土的量随着孔径的增大而增多。如果混凝土的灌注量大,搅拌的时间就会延长,会引起混凝上的离析现象。第一批灌注混凝土在灌注下落的过程中和易性较差,受到周围的阻力较大,会发生导管堵塞的现象。因此在混凝土的灌注中要使用起重量大的设备,这样可快速的向漏斗内加混凝土,缩短出料的时间,然后稍微提起导管使混凝土充分下落。如果在施工现场的起重机械的起重能力有限,这时可以使用卷扬机晃动漏斗使混凝土顺利的滑下。如此连续进行混凝土的灌注。后续混凝土的灌注中如果要有不连续的灌注,待漏斗中的混凝土充分下滑后拉动导管察看孔口返回泥浆的状况,等到孔口不再有泥浆出现继续向漏斗内倒入混凝土实施灌注。灌注混凝土的灌注速度,在施工中充分掌握混凝土的初凝时间以便确定合理的灌注速度,这样才能保证灌注桩具有较好的质量。
三、结束语
钻孔灌注桩施工水平的高低直接影响到整个桥梁工程的安全性。在实际施工过程中,只有熟练掌握各种常见质量问题的综合防治措施及处理方法,在具体施工过程中针对不同质量问题应采取及时、妥善的处理措施,才能确保桥梁混凝土灌注桩桩基具有较高施工质量水平,推进工程高效优质的建设发展。
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1.前言
钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点被广泛地应用于公路桥梁领域。灌注桩属于隐蔽工程,虽然其技术已经比较成熟,稍有不慎或措施不严极易出现各种质量问题,小到塌孔、缩孔,大到断桩报废,直至影响工期并对整个工程质量产生不利影响。
农村公路直接服务于农业、农村经济发展和农民出行, 发挥着特殊的、不可替代的作用。里程逐年快速增加,养护和维修加固相对跟不上,这就是农村公路的现状,而处于农村公路中的最重要、最关键的桥梁结构,相当一部分由于管理、技术、资金等方面的原因,病害得不到及时、全面、有效的检测评估,运营存在安全隐患。文章结合我县2014年农村公路危桥改造实际,论述了提高灌注桩成桩质量种种措施,确保了工程顺利进展。
2、钻孔灌注桩施工工艺要点简述
钻孔灌注桩是桥梁施工的关键部位,对桩基的质量控制应尽量做到事先控制,避免事后控制给桩基施工带来不必要的返工和损失。
2.1钻孔
钻孔是一道关键工序,在施工中必须严格按照操作要求进行,才能保证成孔质量。钻孔过程中应根据工程具体情况,合理控制不同土层中泥浆的指标,确保泥浆既要能悬浮钻渣,又要使钻渣在泥浆池中循环时迅速下沉。
2.2清孔
钻孔的深度、直径、平面位置和倾斜度直接关系到成桩质量,为此成孔后应立即清孔。清孔过程中应严格控制孔内泥浆的比重,避免塌孔,并且按照规范要求对桩位、孔径、倾斜度、孔深、孔底沉渣厚度以及泥浆指标等进行全面的检查。
2.3钢筋笼制作及安装
钢筋笼下料、焊接及绑扎要严格按图纸及相关规范要求进行。在钢筋笼下沉过程中,应检查钢筋笼各段对接的质量。所有焊缝要满足规范的要求,钢筋笼的上下段应在同一轴线上。下沉过程中应掌握钢筋笼的垂直和对中及周围保护层的情况。
2.4灌注水下砼
在控制砼初凝时间的同时,必须连续灌注、不得中断,合理加快灌注速度,这对提高砼灌注质量十分重要,因此应做好灌注前的各项准备工作以及灌注过程中各道工序密切配合工作。根据灌注速度和砼性质调整导管埋深满足施工需求及规范要求,及时采取措施防止断桩。
3、钻孔灌注桩常见病害成因及处理措施
灌注桩得到广泛应用的同时,因其工序繁多、工艺复杂等原因,在施工过程中经常出现一些质量事故,如坍孔、桩底沉渣过厚、护筒失效、孔斜、缩孔、钢筋笼偏位、断桩等。工程施工中,应根据缺陷产生原因及缺陷类型不同,采用相应的措施进行处理。
3.1坍孔
施工过程中应参照施工规范合理使用高比重、高粘度优质泥浆,确保孔内泥浆位高于水位2m以上。根据地质情况并参照施工规范控制成孔速度。控制砼灌注时间,在保证施工质量的前提下,尽量缩短灌注时间。
3.2桩底沉渣过厚
清孔是灌注桩施工中保证成桩质量的前提条件,必须通过清孔控制桩底沉渣厚度,使砼与地基结合良好,提高桩基承载力。合理控制泥浆技术指标,钢筋笼吊放时应避免碰撞孔壁减少沉渣,清孔后尽量缩短待灌时间,避免泥浆沉积而使桩底沉渣过厚。
3.3护筒失效
尽量加大护筒埋深深度,增加其稳定性和抵抗局部冲刷的能力。护筒下沉过程中可通过提高泥浆密度和粘度的方法矫正下沉指标。护筒变形处理可以根据其变形的部位进行灵活处理。
3.4钻孔偏斜
施工中强调成孔前预控与成孔过程中监控。随时校核钻杆的垂直度,发现倾斜及时纠正。施工前做好应急预案,根据现场实际情况,及时采取有效措施确保成孔垂直精度。
3.5缩孔
施工中应加强对孔径的检测与控制,提高泥浆质量,严格控制泥浆失水率、密度、粘度等各项性能指标。钻头直径适当加大,在导正器上焊一定数量的合金刀片,在钻进或起钻的过程中起扫孔作用。
3.6钢筋笼偏位
注意提高钢筋笼加工、组装的精度,在沉放笼时要确认钢筋笼的轴向准确度,将吊筋固定于灌注底座。合理控制砼灌注速度,缩短灌注时间。同时应做到清孔彻底,控制埋管深度。
3.7断桩
断桩是较为严重且常见的质量事故。对于诱发断桩的因素,必须在施工初期就彻底清除其隐患,同时又必须准备相应对策,预防事故发生或一旦发生事故及时采取补救措施。
钻孔后必须认真清孔并做好孔径测量,符合要求后及时灌注砼,避免孔底沉渣超过规范规定。做好原材料的检测与试验工作,严格按程序确定砼配合比,确保初凝时间与坍落度满足灌注要求。合理控制砼中途运输时间,确保在砼初凝时间内连续、快速浇注。
4、钻孔灌注桩过程质量控制关键点
灌注桩的施工质量直接影响到上部结构稳定与安全。通过事前对施工过程进行分析,明确其中的关键部位,确定重点控制对象,将其设置为质量控制点,施工过程中严格按照规范和规程施工,以实现灌注桩施工质量的主动控制。
4.1确保桩位控制准确性
桩位控制关系到孔位的准确性,需要进行细致操作。根据设计图纸标定桩位和高程,测量数据及控制网点应进行多次复核,严格控制其偏差在设计或规范允许范围内。钻机就位前,必须认真复核桩位,护筒埋设严格按照规范执行。钻进过程中,确保钻架垂直地面,钻头中心对正桩位中心。
4.2确保桩身成孔垂直精度
这是灌注桩顺利施工的一个重要条件,否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求,在钻机就位时将其调整平整、垂直,在钻进过程中作必要的检测。特别是钻进过程中碰到孤石、坚土时及时复查。
4.3严格控制钻孔桩孔径
做好地质观测,保证泥浆质量,防止孔壁坍塌。施工过程中加强对钻锥的磨损情况进行检查,并及时给予补焊。已发生缩孔时宜在该处用钻锥上下反复扫孔,以保证孔径满足设计要求。
4.4重视钻孔深度和孔底沉渣厚度检测
钻孔深度和孔底沉渣情况需要精确测定。准确丈量钻具长度,准确测量孔位或桩基标高,严格按钻具长度进行孔深控制。使用优质泥浆,提高携砂、排渣能力,终孔采取净浆置换孔底沉淀泥浆。砼浇筑前30min内,必须测量孔底沉渣厚度,若不满足设计或规范要求应再次清渣,直至满足要求后方可浇注砼。
4.5确保钻孔桩地基承载力
桩基施工在每一根桩位处进行地质补充勘探,复核桩长。成孔检查时从设计深度、钻速及浮渣取样的情况来综合判定地基承载力是否满足要求。减少对摩擦桩周边土体的扰动,缩短成孔时间,确保摩擦桩的承载力。
5、结束语
在钻孔灌注桩基础施工中,过程质量控制是一项技术性要求较高的工作,由于其隐蔽性、影响因素的复杂性,这就要求我们施工技术人员要按照施工技术规范严把工序检验关,密切注意抓好施工过程中每一环节质量,力争将隐患消除在成桩之前,施工进度稳中求快,桩基成孔率显著提高,为后续承台、墩柱施工创造有利条件。
参考文献
[1] 朱伟强.浅析钻孔灌注桩成桩缺陷及预防措施[J].施工技术.2006.
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1 施工准备阶段的质量控制
在钻孔灌注桩正式施工之前,施工单位应该详细检查施工准备工作及施工方案,确保施工准备工作完全就绪、施工方案明确合理。需要详细检查的项目主要有以下几个方面:
1.1 审核施工方案
在公路桥梁钻孔灌注桩正式施工之前,施工单位应该先依照施工图纸、施工规范、施工技术要求、勘察报告、地质勘察详情等详细审核施工方案,涵盖对施工工艺流程、安全措施、技术指标等进行认真审核,确保以上多由项目都完全符合有关要求与规定。另一方面,因为钻孔灌注桩施工隐蔽性很强,并且受到地质条件的制约,所以在施工中极有可能出现突发事件,给项目的施工安全及施工质量带来很大威胁,所以施工方案中应该包括怎样预防突发事件的施工方法,以免发生突发事件时无从下手。
1.2 检查施工准备状况
在公路桥梁钻孔灌注桩正式施工之前,还应认真检验如下几点准备工作的准备情况:(1)检查施工中要用到的水源合不合施工标准,检查施工中将要用到的泥浆循环程序中泥浆池与沉淀池是否能正常使用。(2)检查施工中灌注混凝土将用到的导管是否满足各种技术指标,并借助水密性承压实验检查每一根导管的承压能力。(3)检查灌注混凝土需要用到的设备是否满足灌注具体要求,比如料斗的外观及尺寸是否合格。(4)严格根据有关施工设计及技术规范控制与选择混凝土的质量,对即将进场的材料进行规范而细致的质量检测,严禁不达标材料进入施工现场。(5)检查公路桥梁桩位是否满足有关规范的具体要求。(6)检查灌注桩护筒的位置、预埋高度是否满足有关规范标准。(7)钻机准备就绪后,应该详细检查机器稳定性及水平情况。(8)技术人员及施工人员就位,并安排专职人员全程记录成孔过程。
2 成桩过程中的施工质量控制
公路桥梁钻孔灌注桩施工中,成桩过程质量的控制涵盖两部分内容:对桩身自身质量的控制及对灌注混凝土施工过程的控制,笔者将对其做详细分析。
2.1 灌注桩自身施工质量控制
在公路桥梁的钻孔灌注桩施工过程中,灌注混凝土、配置混凝土、配置钢筋、钻孔等环节的施工状况都会影响施工总质量,一不小心就可能出现严重的质量问题,为了保证公路桥梁灌注桩自身施工质量符合有关标准,应该严格控制以下几点:
第一,正式施工之前,应该先进行钻孔实验,实验孔不可少于两个,对孔壁稳定、垂直度、孔径等进行仔细检测,并在此基础上规范检验施工材料、施工设备及施工方案,保证这些项目都符合施工标准,在检测试验孔时,应确保孔壁稳定时长不小于12小时,针对特殊环境中的公路桥梁钻孔灌注桩施工,应适当增多试验孔数量。
第二,护壁需要用到的泥浆应该始终比地下水位高出0.5米以上,并且应确保泥浆的胶体率达标、砂率低且均匀,进而预防护壁效果不佳、沉淀过快等问题的出现。如果在亚粘土或者粘土中成孔时,以及对其注入清水,实现用原土造浆进行护壁,将排碴泥浆密度控制在1.1到1.2之间。如果在厚夹砂层或者砂性土质环境下成孔时,应该把泥浆密度稳定在1.1到1.3之间。在极易坍孔的土层或者砂夹卵石中成孔时,应确保泥浆的密度在1.3到1.5之间。
第三,从钻孔到灌注混凝土之前,应确保孔壁具有一定的稳定性,有效预防孔壁坍塌,应确保端承桩不超过50毫米,摩擦桩不超过300毫米。端承摩擦桩及摩擦端承桩不可超过100毫米,以保证桩具有足够的承载力,在施工完持力层之后,应循环稀释泥浆以降低其密度,并有效清除石渣。
第四,放到孔中的钢筋不能有任何损坏,并且不可碰触到壁孔,钢筋放进孔内后,应先固定好钢筋上端,然后清理孔内淤泥,保证淤泥厚度满足有关技术标准后才能在30分钟后开始灌注混凝土。
第五,在施工中用到的隔水栓,应确保其直径和导管内径完全匹配,并且该导管的隔水性应该良好。灌注施工中应充分搅拌混凝土,并严格管理混凝土的实际坍落度,并借助试验精准确定混凝土配比,通常情况下其坍落度应保持在22厘米之内。在施工中用到的粗骨料粒径不可超过钢筋笼主筋及导管直径最小值的四分之一,并且还不可超过40毫米,水下位置的混凝土应具有很高的和易性,所以不可在水下混凝土中加入外加剂。
第六,成孔后可借助清洗液全面清洗孔,清洗时间应依据空中残留的沉渣多少而确定,完成孔内清洗之后应快速灌注混凝土,在关注之前要准确测量孔直径并规范计算第一次灌注的混凝土量。在浇筑混凝土过程中,应规范管理混凝土面的高度既到馆深入混凝土的深度,规范根据操作制度进行施工,应规范根据配合比拌和混凝土材料,保证拌和好的混凝土流动性良好,确保混凝土的坍落度符合灌注标准。
2.2 灌注混凝土施工过程控制
在灌注混凝土过程中,应做好以下几点:(1)从钻孔完成后到灌注混凝土这一环节应紧凑完成,不易周日过长,并且混凝土的浓度应适宜,不可比灌注桩设计值低,预防出现夹泥现象。(2)孔底到导管口位置应有大约400毫米,旋转时应反复校准、精确测量,当球塞超出导管并确保有混凝土灌入后,应把导管轻轻降低100到200毫米,适当增加导管在混凝土内的深度,以保证灌注混凝土的质量。(3)灌注混凝土的过程中应合理控制施工周期,为了均匀注入混凝土可稍微将导管提起,确保混凝土内导管的深度在1到3米之间。另一方面,每过15分钟左右就应该详细测量导管在混凝土中的具体深度,确保整个灌注混凝土过程中导管在混凝土中的深度始终大于1米。(4)有效解决堵塞导管问题。第一,应恰当选择材料,并依据科学配比系数对混凝土原料进行配比,预防堵塞导管事件的发生。第二,一旦出现堵塞事件,应尽快分析发生堵塞的原因,并积极制定有效措施予以解决,而不是简单地排除堵塞。
总之,公路桥梁钻孔灌注桩施工是一个十分隐蔽的施工环节,应该严格控制每一道施工工序,以实现对施工质量的有效控制。所以,在具体施工中,应合理控制公路桥梁钻孔灌注桩施工的施工准备工作及成桩过程,并且确保每一施工环节中用到的施工设备都是最先进的、施工技术人员也应具备较高的综合素质。只有这样才能确保公路桥梁钻孔灌注桩施工质量能符合有关标准,才能有效提高施工控制效果。
参考文献:
[1]孙海朝.桥梁钻孔灌注桩施工技术和质量控制[J].价值工程,2012 (27).
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1工程概况
某市政桥梁工程,位于该区南部,设计为3×10m钢筋混凝土桥梁,桥宽55.5m,总长30m,下部采用桩柱式排架墩、钻孔灌注桩基础,上部是预制空心板梁。场地地质情况:
地表以下6.3m为亚砂土,6.3~8.6m为粘土,8.6~11.3m为砂粘土,11.3~13.9m为细砂,13.9~16.5m为粘土,16.5m以下为砂粘土。按照设计要求,钻孔灌注桩桩径为1000mm,桩长为18m,采用C25水下钢筋混凝土灌注,数量为66根。
2钻孔灌注桩质量通病
钻孔灌注桩已应用多年,只要加强质量管理,提高施工人员的质量意识,严格按操作规程施工,钻孔灌注桩的质量是有保证的。而在实际工作中,由于施工项目经理部管理不到位、个别人员的质量意识不够高、施工人员的违规操作等,钻孔灌注桩质量问题时有发生。常见的质量通病有:
(1)钻孔过程中塌孔;(2)钢筋笼上浮;(3)桩身混凝土达不到设计强度;(4)桩身缩颈甚至断桩;(5)桩端沉渣厚度超标,造成承载力下降。
3质量控制措施
3.1质量控制措施的制定
为了防止钻孔灌注桩施工中出现质量问题,保证施工质量,监理部重点制定了如下措施:
(1)制定钻孔灌注桩监理方案,强调监理工作程序,明确施工过程中监理工程师的重要工作内容,特别是重点检查的工序,并责任到人。
(2)帮助施工单位完善质量管理体系和质量保证体系,落实质量责任制,使工程质量在施工的全过程中处于受控制状态。
(3)检查施工单位的钻孔灌注桩施工方案和技术交底书,重点检查其针对性和可操作性,使工程施工严格按照施工图纸和相关规范进行。
(4)向施工单位宣布监理工作程序,强调施工过程中监理工程师必须检查的工序内容:①护筒埋设;②泥浆配制;③钻机安装;④孔底标高检查;⑤沉渣厚度测量;⑥钢筋笼制作及安装;⑦灌注水下混凝土。
3.2质量控制措施的实施
制定质量控制措施是为了对钻孔灌注桩质量进行有效预控,因此,按照现代质量管理的PDCA模式,下一步工作就是认真实施上述措施。为了保证施工质量,上述措施的实施必须在施工正式开始之前完成,以达到事前控制的目的。下面重点介绍第4项措施的实施。
在正式开钻前,监理工程师要向施工单位宣布监理工作程序,强调施工过程中监理必须检查的工序内容,目的是使施工队明确施工过程的每道工序必须在自检合格的基础上向监理组报验,经监理工程师验收合格后方可进入下一道工序的施工,只有这样才能使每道工序的质量都处于受控状态。对于施工过程中监理工程师必须检查的工序内容按以下要求进行。
(1)埋设护筒。这是关系到桩位是否准确的重要步骤。该桥钻孔所需护筒采用钢护筒,均采用挖孔埋设。监理工程师重点检查护筒顶面中心与设计桩位偏差以及护筒斜度是否在允许范围之内。在钻进过程中要经常利用桩周四点及水平尺检查护筒是否发生偏移,利用水准仪检查护筒是否下沉,出现问题及时处理。
(2)泥浆配制。钻孔过程中,在孔内注入泥浆可以保护孔壁、防止坍孔,同时在泥浆循环过程中还可以携带土渣排出钻孔,并对钻头具有冷却与作用。泥浆的性能能否达到要求,对其能否发挥应有的作用有直接的影响。监理工程师在钻进过程中,对钻孔泥浆的指标(如相对密度、胶体率、含砂率等)进行检查,如果发现超出允许偏差,应及时进行调整。
(3)安装钻机。钻机安装时,监理工程师应检查转盘中心同钻架上的起吊滑车是否在同一垂直线上,钻杆位置偏差是否符合要求,钻机底座是否垫平、稳固,钻架四角缆绳是否拉好,这些要求均满足后才能允许开钻,以保证桩位准确。
(4)孔底标高检查。在钻进过程中,每进尺5~8m,监理工程师检查钻孔直径一次。在桩孔钻至设计标高后,对成孔的孔径、孔底标高和倾斜度等进行全面检查,确保满足设计要求。
(5)沉渣厚度测量。钻孔达到设计标高后,经监理工程师检查后即可进行清孔。清孔严格按规范规定的标准及方法进行,在灌注混凝土前,必须测量沉渣厚度,严禁用加深孔底深度的办法来代替清孔。
(6)钢筋骨架制作及安装。监理工程师对钢筋原材要进行见证取样检测,合格后方可加工制作钢筋笼。对钢筋笼的焊接接头,要在钢筋笼的制作现场见证取样送检,合格后钢筋笼才可以安装。在安装前,监理工程师还要对钢筋笼按照验收规范的要求进行严格检查验收,不合格者必须整改,存在严重缺陷者必须返工。
钢筋笼验收合格后从钢筋加工场地运至现场,用吊车起吊放入孔内。钢筋笼在下放时应注意防止碰撞孔壁,如放入困难,必须查明原因,不得强行插入。监理工程师对钢筋笼安放后的顶面标高进行检查,若不符合设计要求,要及时查明原因,进行处理。
(7)灌注水下混凝土。钢筋笼安放到位后进行第二次清孔,监理工程师进行全面检查,确认清孔符合要求后方可进行水下混凝土的灌注。
在混凝土搅拌前,监理工程师对工程使用的水泥、石子和黄砂进行见证取样检测。施工单位在实验室出具合格报告后,按实验室提供的配合比进行搅拌。本工程采用小型混凝土搅拌站进行水下混凝土的搅拌。
监理工程师按照旁站监理实施细则和本工程的监理方案对水下混凝土的灌注实施全程旁站,检查混凝土的坍落度并按有关规定留置混凝土试块。在此过程中,应采取措施保证混凝土的连续灌注,以防止出现断桩事故。
4监理效果
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一、钻孔灌注桩施工的准备
(一)钻孔灌注桩施工的技术准备
应该在钻孔灌注桩施工前对相关的施工人员和技术人员进行水平和素质的考核,要避免素质不高、没有钻孔灌注桩施工经验的人员进入到施工领域,特别对于重要的环节要做好资质的检查,这样才能够将钻孔灌注桩质量置于技术的管控范围内。
(二)钻孔灌注桩施工的机械准备
机械和设备是进行钻孔灌注桩施工的物质条件,要确保钻孔灌注桩设备的性能完好,并要对钻孔灌注桩施工机械进行严格检测,确保钻孔灌注桩施工机械和设备处于状态安全、性能良好的状态,便于在钻孔灌注桩施工中充分发挥机械和设备的功能和作用,形成钻孔灌注桩施工质量的客观保障。
(三)钻孔灌注桩施工的场地准备
要在钻孔灌注桩施工前对施工环境和施工场地展开全面地调查与分析,得出科学而可靠的钻孔灌注桩施工方案和场地准备设计,重点对钻孔灌注桩位置、深度和直径进行测量和定位,在此基础上形成钻孔灌注桩场地的准备,这是确保钻孔灌注桩施工安全和施工质量的必要前提。
(四)钻孔灌注桩施工的材料准备
在钻孔灌注桩施工中要对材料进行必要的技术检验与质量检验,这样可以确保钻孔灌注桩过程的顺利,也可以确保钻孔灌注桩质量的稳定。
二、钻孔灌注桩在工厂施工中的应用
(一)埋设护筒
钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时,在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头,增加孔内静水压力,能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外,同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。
(二)泥浆制备
钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、钻具,增大静水压力,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流,防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆,应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度,泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握,泥浆太稀,排渣能力小、护壁效果差;泥浆太稠会削弱钻头冲击功能,降低钻进速度。
(三)钻孔
钻孔是一道关键工序,在施工中必须严格按照操作要求进行,才能保证成孔质量,首先要注意开孔质量,为此必须对好中线及垂直度,并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用),还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时,附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔,下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应事先规划好,既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔,又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰,一般可采用的顺序钻孔。
(四)清孔
钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成装置量与桩身曲直。为此,除了钻孔过程中密切观测监督外,在钻孔达到设计要求深度后,应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时,应立即进行孔底清理,避免隔时过长以致泥浆沉淀,引起钻孔坍塌。
(五)制作并安放钢筋笼
1、制作钢筋笼
在制作钢筋笼时,需要先检查钢材质量,并保证钢材的质量、程度和直径都在施工的规范要求内。一般在制作时钢筋笼直径需要达到 5厘米与 9 厘米之间,而在完成钢筋笼制作之后,还要在一块平整干净的场地,来堆放钢筋笼。并且在堆放的时候,还要注意使钢筋笼保持平卧,堆放的高度不能高于两层。之后,在验收钢筋笼时,还要设计好相应的标高,并根据标高来对钢筋笼长度进行检查,看其是否达到了规定的标准,而在检查时还要注意看钢筋笼的高度是否达到了标高标准。
2、安放钢筋笼
在安放制作好的钢筋笼时,还要改变并绑扎钢筋,同时严格的根据相关规范进行。绑扎好钢筋在进行装置运输时,还要用专门的车辆来运输,在运输时为了保证钢筋笼的质量不受到影响,需要把钢筋笼放在平整干净的地方,同时,为了保证钢筋笼之前的形状,以免其发生变形,还要在钢筋笼的安放场地中每隔 4 米处就设置一个十字钢架,这样就可以固定好钢筋笼,并避免其发生变形。而在运输安装钢筋的过程中,由于钢筋在吊点处会受到很大的承受力,所以还需要加固一定的箍筋。
(六)混凝土的技术要点
灌注混凝土前应该对钻孔进行清理,同时要做好混凝土的坍落度检验,这是一个不可或缺的重要技术过程。必须要保证混凝土可以在规定的时间内搅拌成,要保证其灌注的时间要低于10min,高于8min。灌注混凝土时要保证每一次灌注中间相隔30分钟。在浇筑混凝土时要将导管进行及时的拆除,同时导管要在混凝土下两米处的位置。对钻孔灌注桩桩身的混凝土进行定期的养护,一般是在7d~14d之间,要保证混凝土质量、表面、规格都符合相关的规范要求。
三、钻孔灌注桩基础缺陷及防治措施
(一)混凝土桩底地基承载力不足
混凝土桩底地基承载力不足这一情况通常会在地形较为复杂的地带出现,一般在复杂的地层中要做好取芯检验的工作,但有的地层也存在不能取芯的现象,这时就要将邻近的取芯情况与钻速、泥浆返上的岩屑以及钻进的情况还有工程的地质资料结合起来进行分析,作为参照。
(二)桩底沉渣量过大
1、认真检查,采用正确的测绳与测锤;
2、一次清孔后,不符合要求,要采取措施:如改善泥浆性能,延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后,再检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,应进行二次清孔。二次清孔可利用导管进行,准备一个清孔接头,一头可接导管,一头接胶管,在导管下完后,提离孔底0.4m,在胶管上接上泥浆泵直接进行泥浆循环。二次清孔优点:及时有效保证桩底干净。
(三)钢筋笼上浮
1、灌注混凝土过程中,应随时掌握混凝土浇注标高及导管埋深,当混凝土埋过钢筋笼底端2~3m时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上;
2、当发现钢筋笼开始上浮时,应立即停止浇注,并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消除。
(四)其他特殊情况处理
1、塌孔处理
当孔口坍塌不严重时,在塌孔处周围布置 1 排钢管,外侧用黏土袋封堵,然后用掺水泥黏土进行回填,待达到一定强度后方可钻孔。当塌孔较严重时则采用黏土、水泥、碎石将孔全部填满、压实,24h后重新开孔。
2、特殊地层钻孔纠偏
由于电站基础地质条件复杂,在防渗墙施工时塌槽塌孔严重,防渗墙超浇混凝土量大,造成半边为混凝土半边为砂层的桩孔,极易出现孔斜。此类孔的纠偏方法是向孔内回填砂卵石,之后继续钻进成孔。
3、埋钻头处理
对于埋入孔内的钻头,在采用各种措施后仍无法取出钻头时,则在原桩附近进行补桩,并对原桩孔进行回填、灌浆补强处理。
4、承压水处理
厂房基础地下水位高,承压水头大,对成孔极为不利。对此主要采取了管井、减压井、挖深坑降水等措施,有的则把桩位处用砂砾料回填抬高,然后再进行钻孔施工。
5、堵管处理
在每一灌注层压浆时,若有1根出现堵管,灌注浆液耗灰量按单根管2t控制。如果同一灌浆层的 2 根管均被堵时,下一层灌注则按 4t 以上的耗灰量进行控制。
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混凝土灌注桩从验收规范看十分简单,无非是地基承载力的鉴定、钢筋笼的检查与桩砼质量的判定,但由于地下工程不可见的因素很多,因此判定起来较难准确把握。依据本人多年工作经验从桩的施工方法、施工工艺流程及混凝土灌注桩质量检测控制等问题进行判析。
一、工程概况
河南省临淮岗淹没影响处理工程位于河南省信阳市固始县沿淮地区,包括淮河干流王家坝以下、支流史灌河、泉河下游的圩区、洼地。淹没影响总面积306km2,其中淹没区140km2,影响166km2。淹没区为陈族湾、大港口、蚌山、汤岗、王楼圩区和淮河、史灌河河道及滩地;影响为史灌河下游沿岸的大桥、徐集、李老集、贾庙、堰沟5个圩区。主要工程项目有堤防退建、新建排涝闸站及公路桥生产桥等。其中泉河公路桥为汽车—20级预应力空心板公路桥,设计全长447.4m,其中主桥长220m,两端引道长各为113.7m米,工程量总计约3.94万m3。马家河公路桥为汽车—10级砼空心板公路桥,设计全长186m,其中主桥长30m ,两端引道总长为156m ,工程量总计约1.27万m3。潘家沟公路桥为汽车—10级空心板公路桥,设计全长126.4m ,其中主桥长40m ,两端引道总长为86.4m ,工程量总计0.25万m3 。
二、混凝土灌注桩施工方法
根据地质资料知钻孔灌注桩周围内为低液限粘土和含细颗粒砂,设计桩孔径为140cm和100cm,桩长25m、26m、16m、17m四种,故选用GPS-15型反循环回转钻钻孔,配φ1400和φ1000两种圆笼鱼尾钻头。
三、混凝土灌注桩施工质量控制
混凝土灌注桩施工具有隐蔽性、连续性,对其施工质量控制应有计划,要通过各种途径认真了解施工设备、技术措施、管理和组织等方面的情况,研究工程的特点,包括气候与地质情况、设计要求及工程质量控制的重点、难点等,根据工程地质情况,确定混凝土灌注桩施工参数,对施工工序进行重点控制。
1桩基施工工艺流程控制
1.1桩位控制
桩位控制包括:放设的桩位、标高是否符合设计与规范要求,保证放线正确;护筒埋设是否对中、平整、稳定;桩机的定位一定要准确,保证钻杆或桩捶垂直与桩位的精度,固定好桩机的底盘是否平整、稳固;造孔过程中要按照设计与规范要求经常检查桩机的垂直度及桩的偏位情况,当发现偏斜时应及时纠偏,当纠偏无效时应回填重做。
1.2钻孔
钻孔可采用平行顺次施工方法。钻孔开始后,分班连续作业,一次成孔。在钻孔过程中由专人定时进行钻孔记录,分析进尺速度和反渣,随时观察地层情况变化,采取渣样,判断土层。选用优质粘土,可以掺入膨润土粉提高泥浆的粘度和胶体率,护筒内泥浆顶面保持高出筒外水位1.5m以上,做好泥浆回收净化,循环使用工作。为防止振动使邻孔壁坍塌以及影响邻孔已浇筑砼凝固,采用隔孔跳打法进行施工。
1.3清孔
采用抽浆清孔法清孔。当钻孔达到要求深度及检查合格后,立即进行清孔,清孔机械采用真孔吸泥机。清孔时应把泥渣清理干净,孔内排出的泥浆密度控制在1.3g/cm3以下,粘度不大于28g,含砂量不大于4%。复核桩位、标高,孔的中心位置偏差控制在50mm以内,孔径不小于设计桩径,倾斜度小于1%。在放钢筋笼和导管后再清一次孔,二次清孔确保孔内的沉渣厚度及各项技术指标满足技术规范要求。
1.4钢筋笼的制作与安装
1.4.1钢筋笼制作
灌注桩桩长为17~25m,钢筋笼制作长度不超过8000mm,制作在施工现场分段进行,钢筋笼的连接采用搭焊成整体。钢筋笼的绑扎采用支架成型法,先将钢筋笼骨架主筋间距布置好,待固定住架立筋后,再按规定的间距绑扎箍筋,螺旋筋同主筋点焊。钢筋笼在制作过程中,主要控制钢筋笼的顺直,主筋接头面按规范错开设置。
1.4.2钢筋笼安装
钢筋笼安装的吊装采用汽车起重机吊,为保证钢筋笼起吊时不变形,将钢筋笼逐段吊入孔内并接长,吊装前应进行垂直校正,放入时要对准孔位垂直缓缓地放入孔内,避免碰撞孔壁。
2 混凝土浇注
2.1混凝土配合比设计
灌注桩混凝土浇注为水下灌注,混凝土的配合比设计,除要满足设计强度要求外,还要满足导管浇注的特殊要求,要和易性好、流动性大、初凝时间长,应考虑水下灌注对混凝土强度的影响。因此,坍落度一般控制在18~22cm,粗骨料的最大粒径为32cm,细骨料选用级配良好的中粗砂。为增强混凝土的和易性和延缓混凝土的初凝时间,通过试验在混凝土的配合经中掺一定量的外加剂,并使每立方米混凝土的水泥用量不少于360kg/m3。进行其配合比设计时配制比设计强度提高5MPa,水灰比应小于0.6,含砂率控制在40~50%,初凝时间控制在6h左右。根据上述要求,经过对比试验,比较设计出灌注桩混凝土施工配合比。
2.2水下混凝土灌注
砼浇筑采用直升导管法,分班连续作业,砼按设计要求用拌合机拌制,人工手推车水平运输,搭设临时平台。清孔合格后,立即下设钢筋笼、导管,之后将导管提离孔底10~15cm,固定好,将隔离球放入导管内,装上漏斗,手推车推砼经临时平台倒入漏斗,下入导管,将导管提高20~30cm,放出隔离球,并不断灌入砼。在浇筑过程中,专人定时测量混凝土的浇筑高度,控制砼均匀上升,逐渐拆除导管,并控制导管始终埋入砼内,其深度不小于1m。浇筑至桩顶时,高出设计顶面0.5~1米,在砼初凝后和终凝前,凿去此部分砼,达到设计高程,进入下一循环。凿除时须防止损坏桩身。桩基灌注完毕后,应及时扳出护筒。
四、混凝土灌注桩质量检测控制
1取样检测
在浇灌每条灌注桩时,留取两组试块样进行试验检测,以检测桩身混凝土强度等级。
2低应变动力(反射波)法检测
凿除被检测桩桩顶浮浆,露出密实的桩头,平整桩顶,采用低应变动力法对达到养护龄期的灌注桩进行100%检测。
3预埋管超声波法检测
在每条灌注桩内均埋设3支PVC管,管内径为50~60mm,管应下至桩底,管底端用PVC螺纹堵塞封闭,管与管之间用PVC管接,预埋管成等边三角形分布,且绑扎在钢筋笼的内侧,绑扎间距约80cm,同时要求管与管之间平行。采用预埋管超声波法对达到养护龄期的灌注桩进行100%检测。
五、结束语
总之,混凝土灌注桩施工,要掌握现场施工实际情况与工艺情况、准确的现场施工记录,并了解施工人员技术素质,方可比较准确判定砼灌注桩施工质量。综上所述,砼桩质量的关键环节在于施工方法是否可行,施工工艺是否合理,掌握桩缺陷的防治措施。这样才能对混凝土灌注桩施工质量进行控制,达到设计的要求。
参考文献:
1.建筑桩基技术规范JGJ 94-94
中华人民共和国建设部 中国建筑科学研究院联合 北京 中国建筑工业出版社 1995。
2.建设工程项目管理规范GB/ 50326-2001
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 联合北京 中国建筑工业出版社 2001。
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1.2钻孔灌注桩施工的材料准备
在钻孔灌注桩施工中要对材料进行必要的技术检验与质量检验,这样可以确保钻孔灌注桩过程的顺利,也可以确保钻孔灌注桩质量的稳定。
2钻孔灌注桩施工的技术要点
2.1钢筋笼项目的技术要点
钻孔灌注桩钢筋笼的主要关键步骤是制作,应利用规范的方法和精密的仪器对钢筋质量进行严格检验,必须突出钢筋直径、长度和强度的检验,使其不但符合钻孔灌注桩施工的需要,而且能够抵御施工中意外情况的影响。制作钢筋笼时要选用平整的场地,要将规格相同的钢筋对方在一个区域,将标准和长度一致的钢筋按设计堆放,这样有利于对钢筋笼制作过程的控制。将钢筋笼安放在钻孔的过程中要注意钢筋因自重或外力的影响出现的变形,要采用必要的措施减少对钢筋笼的碰撞与拉动,必要时对关键部位采用加筋处理。
2.2混凝土项目的技术要点
灌注混凝土前应该对钻孔进行清理,同时要做好混凝土的坍落度检验,这是一个不可或缺的重要技术过程。必须要保证混凝土可以在规定的时间内搅拌成,要保证其灌注的时间要低于10min,高于8min。灌注混凝土时要保证每一次灌注中间相隔30分钟。在浇筑混凝土时要将导管进行及时的拆除,同时导管要在混凝土下两米处的位置。对钻孔灌注桩桩身的混凝土进行定期的养护,一般是在7d~14d之间,要保证混凝土质量、表面、规格都符合相关的规范要求。
3钻孔灌注桩施工问题的处理
钻孔灌注桩施工的主要问题是钢筋笼上浮,在灌注混凝土时没有控制好灌注的速度或者是没有控制好埋设导管的位置以及在提升钢筋笼时,都会出现钢筋笼上浮的现象。因此,要控制好灌注混凝土的速度,从而降低由于混凝土高度上升对钢筋笼的地面造成太大的冲击的现象。工作人员也要经常测量混凝土的高度,从而在拔除导管时可以及时的拔除,这样当导管进行钢筋内部可以降低发生钢筋笼上浮的现象。
4加强钻孔灌注桩技术管理工作
要对相关的技术人员的技术水平、相关的理论知识进行严格的考核,在对工程进行钻孔时要对施工现场进行严格的控制和管理,要对钻孔灌注桩技术的各项环节进行严格的控制和管理,保证钻孔灌注桩施工技术质量的过关。在进行钻孔灌注桩技术时要严格按照相关的施工规范,确保每一项的环节工作都得到了相应的质量保障。这就需要在施工过程中,要相应的引进先进的施工设备,加强对施工人员相关技术知识的培训工作,选择具有高技术、高知识以及丰富经营的施工人员,发挥出施工中各个部门各个工作人员之间的相互协调的作用,提高钻孔灌注桩施工技术的质量。
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1 钻孔灌注桩分析
1.1 钻孔灌注桩概念
钻孔灌注桩是灌注桩工程领域中的一种特殊形式,它是通过有关工程机械钻孔、钢管挤土以及挖掘等手段在地基土中形成一个桩孔,然后在其中置放提前制作好的钢筋笼,并且浇筑混凝土形成混凝土复合桩。在工程施工建设的过程中,因为施工方法的不同和施工成孔策略的迥异,使得整个工程的施工要求也不尽相同。
1.2 钻孔灌注桩施工特点
与普通的软土地基处理工作相比较,这种施工技术与沉入桩中的锤击法相比较,它有着施工噪音低、振动小以及整个直径大、施工速度快、工程效率高的特点;施工质量的好坏直接影响桩的承载力,因混凝土是在水下进行灌注的,从而使得整个工程的混凝土施工质量较难控制。同时在工程项目中还会受到工程实际特点的影响而产生费时费力、工程施工速度缓慢的特点。
2 公路桥梁钻孔灌注桩施工工艺与质量控制重点
钻孔灌浆技术已经十分普遍,经过多年的实践发展,此技术的施工工艺已经十分成熟,但是任何没有质量控制的公路桥梁施工项目,其质量都无法保证,所以无论钻孔灌浆技术如何的先进,也需要进行质量控制。虽然各个公路桥梁工程有比较大的差异,但是其施工工艺步骤以及质量控制要点大体上一致,其具体如下:
2.1 做好施工方案的检验审核工作
这是施工正式开始之前,最重要的准备工作,施工人员需要根据各项综合性的材料来进行检验审核,以便能够明确施工方案是否切实可行,通常而言,最重要的辅材料主要有设计图纸,此外还需工程地质资料、水文地质资料等。检验审核人员应该进行现场勘察,了解真实的施工场地情况,之后再依据了解的情况编制方案、确定成孔方式、设备选择及施工流程等所有的现场控制内容。另外,施工方案的检验审核工作,还应该具有前瞻性,对可能会发生的安全事故,同时制定预防措施,这对施工的顺利进行以及质量控制意义极大。
2.2 做好施工场地准备工作
公路桥梁钻孔灌注桩施工并不是一个小工程项目,所需要的设备比较多,而且现场的施工环境也有一定的要求,为此,施工单位在商议施工日期之后,要立即进行开展场地的准备工作。其中最重要的准备工作就是水源,因为没有充足的水源,或者在灌注期间,水源控制失效,将会造成泥浆循环系统失控。另外,沉淀池以及泥浆池等,也需要进行提前准备好,除此之外,施工材料以及机械设备在进场之前都要全部进行检查,材料性能、尺寸参数等要符合要求,而机械性能在开始施工之前进行试运行,确保各机械性能良好,能满足施工要求。
2.3 制作成桩及其质量控制工作
第一步,清孔,钻孔灌注桩施工最重要的步骤就是制作成桩,而清孔则是制作成桩的第一步,可想而知,清孔的重要性。之所以要进行清孔处理,主要是因为将孔低中的沉渣全部清除干净,这样则可以加强灌注桩的承载能力。清孔所选择使用的泥浆具有一定的动能,因此能够冲击沉渣,使其砂粒或者是岩粒保持在悬浮状态,之后使用泥浆胶体,因为这种胶体的黏结力非常强,所以能够将处于悬浮状态的泥浆全部黏结上,沉渣最终在循环的过程中即会流出到桩外,以此达到清孔的目的。从中可以知道,泥浆既具有排渣的作用,同时还具有清孔的作用,泥浆的应用对钻孔桩护壁具有重要意义,为此,保证钻孔灌注桩施工质量的关键要素之一就是做好泥浆的制备以及清孔工作。我国有关规范中对泥浆的制备的各种指标已经做出了相应的规定:如泥浆制备需根据施工机具、工艺及穿越土层情况进行配合比设计,宜选用高塑性黏土或膨润土;含砂率要小于6%,胶体率应该超过90%等,泥浆制备人员应该依照规范要求进行制备。
第二步:钢筋笼制作质量和吊放。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、数量和制作质量。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改变,所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度,以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。
第三步,灌注水下混凝土前泥浆的制备和第2次清孔:灌注桩成孔至设计标高,应充分利用钻杆在原位进行第1次清孔,直到孔口返浆比重持续小于1.00-1.20,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反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2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。
第四步,水下混凝土灌注钻孔灌注,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,但良好的配合比可减少离析程度。因此,现场的配合比要随水泥品种、中粗砂、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,严格计量和测试管理,并及时填入原始记录和制作试件。
结束语
综上所述,可知钻孔灌注桩的施工时,不仅可以十分方便的对其进行移动,同时对其定位也不会出现严重的偏差,最为重要的是其机动性非常强,自动化程度也比较高,可以说,钻孔灌注桩技术是一种十分先进的现代施工技术,在施工期间,只要稍加对其进行质量控制,严格控制工艺技术,其作用以及价值就会完全的显现出来。
参考文献
[1]连文勋.大直径超深孔桥梁钻孔灌注桩施工工艺[J].西部探矿工程,2006(4).
[2]原喜忠,马巍,刘永智.桥梁钻孔灌注桩施工中高温冻土地基温度场动态监测与研究[J].岩石力学与工程学报,2005(6).
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随着市政工程建设的不断发展,桩基在桥梁工程中得到越来越广泛的应用,其中钻孔灌注桩因其承载力高、稳定性好、沉降均匀且沉降量小、施工噪声低等优点,被广泛应用在各类桥梁工程建设中。钻孔灌注柱是采用不同的钻孔方法,在地层中按要求形成一定形状断面的井孔,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[1-2]。
2 钻孔灌注桩的施工流程
钻孔灌注桩的施工过程大致可分为以下三个阶段:(1)成孔阶
段;(2)清孔阶段;(3)水下灌注混凝土阶段。施工工艺流程如下:场地整平测量定位埋置护筒桩机就位成孔提升钻头一次清孔检查钻孔制作、吊放钢筋笼放入导管二次清孔灌注水下混凝土拔出导管、护筒。为确保钻孔桩的施工质量满足设计要求,施工时须严格按照钻孔桩施工规范进行标准化操作,并应加强质量管理。
3 钻孔灌注桩的质量影响因素
根据《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ 2-2008)与《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)等相关规定,结合以往市政桥梁项目的设计及现场服务施工的经验教训,初步归纳出以下八个钻孔灌注桩的质量影响因素:
(1)钻孔桩的垂直度:根据规范要求,钻孔灌注桩成孔的垂直倾斜度不得超过1%。
(2)钻孔的深度:孔深是直接影响钻孔灌注桩承载力大小的决定性条件。
(3)钻孔的直径:钻孔的直径将直接影响桩的截面面积与成孔的大小,进而影响钻孔桩的承载力与钢筋笼保护层厚度,因而影响钻孔桩的质量。
(4)泥浆:孔壁稳定的关键取决于泥浆的粘度,影响桩侧摩阻力大小的关键取决于泥浆的比重。
(5)桩底沉渣:钻孔灌注桩承载力的大小与桩底沉渣的多少密不可分。对于端承型钻孔灌注桩,规范规定桩底沉渣厚度≤100mm;摩擦型钻孔灌注桩,规范规定桩底沉渣厚度≤300mm。
(6)制作与吊装钢筋笼:钢筋笼是钻孔灌注桩的主体,其质量直接影响钻孔灌注桩的承载力。
(7)灌注混凝土:灌注混凝土是钻孔桩施工过程中极其关键的一道工序,灌注混凝土质量将直接影响成桩的质量。
(8)桩头质量:桩头的质量,主要取决于最后一次灌注混凝土的量,为保证桩头的质量,规范规定最后一次灌注混凝土的量必须高于设计标高50mm~100mm。
4 钻孔灌注桩的质量控制
4.1 施工机具的选择
选取钻孔桩施工机具时,应根据地质情况、设计桩长、桩径以及施工条件同时兼顾施工工期、经济成本等对工程的影响综合选择,可根据以下四个方面进行选取:
(1)根据工程项目所处的地质水文条件,选取合适的钻机功率和类型,以保证钻机扭矩足够大,成桩过程顺利无阻。
(2)不应选取较小的钻杆直径,以避免当钻杆在承受压力时容易产生弯曲变形,进而造成孔壁不垂直;且钻孔太窄不满足设计要求,也会导致桩底残余大量的沉渣,难以保证成桩的质量。
(3)为保证钻孔符合设计要求,规范要求钻头的直径应比设计的桩径小50~60mm,钻头锥尖的角度≥120°,且均匀对称无出厂缺陷。
(4)导管的直径,应根据桩体的容积与规范来合理选取。一般应使导管的外径不小于钢筋笼直径的0.1m,灌注混凝土时,要保证导管距浇筑面大约0.5m,并保证导管接头严密。
4.2 桩机就位
痘安装定位的原则,一是确定钻桩位在工程场地平面的准确位置,二是确保钻孔垂直以满足设计要求。钻孔桩施工前,必须作好施工场地整平和“三通一路”就绪,其次应建立测量的平面控制网和高程控制网,然后利用经纬仪或者全站仪准确确定出施工桩位在平面中的位置,并对桩位进行复核,以保证精准偏差在可控范围内。
4.3 泥浆制备与使用
泥浆对孔壁的稳定性非常重要,控制泥浆在合理范围内可以有效地防止孔壁坍塌,还可以为机具的和冷却提供便利。泥浆最重要的三大指标是比重、粘度与砂率[3],因此,要想制备满足成孔所需要的泥浆,必须使其三大指标在合理的范围内,即应将泥浆比重控制在1.0~1.15的范围内,泥浆粘度为18~22s,泥浆的砂率≤4%。制备泥浆的材料包含水、粘土(或膨润土)和添加剂等,然后按照适当的比例混合制备而成。
4.4 钻进过程控制
(1)把握稳中求快的基本原则,避免孔壁坍塌等事故。
(2)根据地层的位置与钻进速度,调整钻进过程中的泥浆循环量,从而控制进尺速度与泥浆的粘度比重。
(3)在钻进的过程中,要及时排渣、提钻、除土,以保证泥浆比重和粘度在合理的范围内。
(4)终孔阶段,必须复检钻孔的直径、钻孔的深度、孔壁的倾斜度等,满足终孔要求后,方可进行终孔。
4.5 清孔
(1)清孔的目的首先使孔底、孔壁干净无沉渣,进而使灌注的混凝土与孔壁岩土体完美接合,是确保成桩质量的关键步骤。
(2)当钻孔达到设计标高后,应对孔径、孔深、孔位、垂直度等进行检查,确认钻孔合格后,应立即进行清孔工作。
(3)清孔应满足以下标准:孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3m
m颗粒,泥浆比重≤1.1,含砂率小于2%,黏度17~20s,严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。
(4)待清孔达到设计标准后,应尽快吊装下沉钢筋笼,并同时进行水下灌注混凝土。在浇注混凝土之前,应采用射水或射风的方式对桩底或桩壁进行3~5min的沉淀物清除,其目的为将孔底的沉渣翻动上浮,以保证成桩质量无缺选,射水或射风压力不应大于0.05Mpa。
4.6 钢筋笼
(1)钢筋笼在钻孔桩中主要承受拉应力,规范中明确指出,必须选用热扎型钢筋制作钻孔桩的钢筋笼。
(2)钢筋原材料的出入场合格证明,是保障钢材质量的先决性条件,规范对钢材强度、规格质量、箍筋间距、焊接点搭接长度、焊条质量等,均有严格的控制要求。
(3)在制作钢筋笼时,必须严格遵循设计要求,主筋的位置用钢筋定位支架控制等分距离,钢筋的接头必须设置在弯矩或者剪力为零处。
(4)为保证钢筋笼的最小保护层厚度满足设计要求,钻杆的直径与钻头的质量必须符合相关规范要求,主要为制作钢筋笼的主筋的长度不应大于9m,超过时要将钢筋在受力较小处截断。
(5)钢筋在起吊、运输、下沉的过程中,要防止其l生较大变形;在灌注混凝土时,要保证混凝土浇注面的标高与导管的埋置深度,严禁因浮笼问题将导管拨出混凝土面。
4.7 水下灌注混凝土
水下灌注混凝土是采用竖直的导管、利用混凝土自重、在水下进行灌注混凝土的施工工艺,其所用的各种材料(包括水泥、砂子、石子、水与外加剂等)除符合相应规范规定外,一般还应符合下述要求:
(1)混凝土的初凝时间:为保证水下灌注混凝土的质量满足设计要求,应确保灌注混凝土的初凝时间大于或等于设计混凝土初凝时间的2倍。
(2)混凝土的工作性:水下灌注混凝土要求混凝土具有良好的流动性,含砂率控制在40~50%之间,宜选用≤38mm的卵石作为粗骨料,水灰比应控制在0.4~0.6范围内,塌落度在18cm-20cm范围内,并可在混凝土中掺入缓凝、塑化等外加剂。
(3)在水下灌注混凝土前,必须检查钢筋笼与钻孔的中心位置是否准确,桩底沉渣的厚度与泥浆的三大指标等是否满足设计要求,在灌注第一次混凝土之前,应先配制0.1~0.3m3水泥砂浆,并放入灌注混凝土的导管与漏斗中。
(4)埋管的深度一般应根据灌注混凝土的速率控制在2~6m的
范围之内,当观察到泥浆不再从钻孔内冒出时,应立即将导管缓慢提升0.5~1.0m,然后再进行水下灌注混凝土。
(5)为确保灌注桩顶质量,应控制最后一次灌注混凝土的方量,使其灌注量高于桩顶设计标高不小于500mm,桩顶混凝土强度达到设计强度的70%时,将其浮浆面凿除。
5 结束语
钻孔灌注桩是市政桥梁桩基施工中的重要环节,其质量对工程稳定性有直接影响,因此,在钻孔桩的整个施工过程中,必须严格遵照相关施工规范要求,并确保各类施工材料符合相应质量要求;为保证钻孔桩的施工质量,必须加强现场管理人员的责任心,以防为主,以控为纲,对桩基的各个施工环节要充分重视,并精心施工,以避免各类施工质量事故。
参考文献
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Key words: construction technology;bored piles;quality control
中图分类号:U44 文献标识码:A 文章编号:1006—4311(2012)27—0141—02
1 桩基简介
深基础应用最多的一种基础形式便是桩基础,若干个连接桩顶的承台或承台梁与沉入土中的桩组成桩基础。将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较强的土层上是桩的作用,也可以起到将软弱土层挤压密实后提高地基土承载力的作用。预制桩和灌注桩是桩按施工方法进行划分的类型,而根据沉入土中的方法,预制桩又可分为静力压桩、打入桩、振动沉桩、水冲沉桩等;灌注桩是在桩位处成孔,然后将绑扎好的钢筋骨架放入,固定好后浇筑混凝土所形成的桩。按成孔方法不同,灌注桩有挖孔灌注桩、钻孔灌注桩、冲孔灌注桩、爆扩成孔灌注桩及套管成孔灌注桩等。
以下为潜水钻机钻孔示意图(图1)和简易冲击钻孔示意图(图2)。
2 施工前的准备
2.1 对钻孔灌注桩施工方案的审核工作 施工工艺流程、施工方案的编制依据、安全措施、技术指标等内容是否符合要求需要根据地质报告、设计图纸、现场勘查结果以及现行规范标准进行审查。同时施工方案中用于处置突发事件的应急预案是否符合标准也要进行审查。要善于发现问题、提出问题,为避免在实施过程中施工方案处于被动境地,审核工作应具有前瞻性。
篇11
1.钻机就位准备
在水利工程正式开始灌注桩施工之前,应做好场地平整与压实工作。如果场地的淤泥层较厚或者处于深水区位置,则需要搭设工作台。同时搭设与结构物相适应的子控制网,以完成整体测量工作,要求所做测量留有多余观测空间。有关施工桩位的放样工作,需要在另外的测站实行复核。在有条件的情况下,利用钢尺校核前后、左右桩位。应该认识到,在灌注桩施工过程中,桩位的控制非常重要,一旦出现桩位偏差状况,将无法弥补,对整个工程质量产生影响。
有关钻机安装工作,应遵循“水平、稳固、三点一线”原则,以此确保灌注桩的垂直度,减少桩位偏差。当灌注桩安装完毕后,需要利用侧锤和水平尺进行校验。由于钻孔灌注桩的施工节奏较快,安装钻机环节往往被忽视,如没有垫稳等问题,开钻之后就可能出现倾斜。如果发现这一问题,应立即停止钻进工作,重新进行调平,当故障完全排除之后再开工,以避免斜孔问题。
当钻机完成桩孔工作之后,不能直接在相邻桩位进行施工,而是采取跳打方式,以此避免由于钻机负载力过大或者成孔应力释放问题,对整个灌注桩的质量产生影响。如果难以调整桩位,则需要停工约36h之后,才可以在邻桩开展施工,以此确保工程质量。
2.泥浆搅拌
在水利工程中的地层稳定、孔壁支撑、冷却钻头与钻具等环节,都离不开泥浆作用。以现有工程状况来看,泥浆可分为人工泥浆与原土泥浆两种类型;人工泥浆采用水、黏土以及添加剂,按照一定比例配制而成;原土泥浆则对造浆技术的要求较低,成本相对较低,完全可以满足灌注桩的施工需求。
有关造浆方式的选择,应结合施工实际条件、经济技术水平等,在搅拌泥浆过程中注重泥浆浓度的掌握,如果泥浆过稠,将加大钻头施工阻力,难以清孔,影响施工进度与施工质量;如果泥浆过稀,则将影响其排渣能力,同时降低护壁效果。因此在施工过程中,应注意优化选择泥浆各项指标,尤其是粘度与比重。
3.钻进过程
在灌注桩的钻孔过程中,应主要从以下几方面加强控制:
(1)灌注桩钻孔应遵循“快速”原则。每个桩进行施工的时间越短,出现问题的可能性越低。但是在一些孔段,则需要放慢处理。例如,在开孔过程中,应做到“轻压慢钻”,避免出现孔斜问题,当钻头已经进入地层之后,则加快钻进速度。
(2)在钻进过程中。根据地层以及钻进速度状况,不断调整泥浆的循环量。如果进尺速度快但是泵量较小,则泥浆过于黏稠且存在较多泥块沉渣,必然影响成孔的质量;如果在较为松软的地层中钻进,压力以及泵量过大,可能造成坍孔问题。
(3)在进行提钻头除土、钻孔排渣等过程中,应确保钻孔中的泥浆处于规定水位,满足要求。如果因故停钻,则需要将钻头提到孔外。
(4)当钻孔工作结束之后,应检测桩孔的深度、直径、斜度等参数,直到符合要求后停止工作。
4.清孔
灌注桩技术在水利工程中的应用,需要通过两次清孔工作,以此满足灌注之前的泥浆比重要求。当钻进到设计的深度之后,就需要进行第一次清孔工作。利用钻机实行换浆清孔。第一次清孔工作是否符合技术要求,对整体工程质量非常重要,不能由于还要进行二次清空而忽略第一次清孔工作。由于第一次清孔工作的强度较大,基本可以清除大部分沉渣和泥块;而第二次清孔工作则采取粗截面导管形式,冲力相对较小,不能担负清孔的主要任务。当钢筋笼与导管布置完毕后,则进行第二次清孔工作,以清除在这一道工序中产生的泥块沉渣。
在整个清孔过程中,应注意避免坍孔现象。当清孔工作完毕之后,则在孔底位置取泥浆作为样品,进行指标试验。
5.制作并安装钢筋笼
有关钢筋笼的制作与安装,应主要遵循以下要点:
(1)严格把控材料的质量关。对于选择的钢筋直径、种类以及型号等参数,严格参考设计图纸及相关技术规范,保证钢筋质量。
(2)加强钢筋笼的制作规范,以此确保工程质量要求。在制作钢筋笼过程中,严格按照设计图纸规范进行,保证钢筋的焊接、弯折、截断、除锈等质量。一般情况下,钢筋笼的主筋采取整根形式,特殊情况下进行对接处理,采取焊接方式,要求搭接长度大于5d。钢筋笼成品的质量,应确保尺寸准确、减少直径、间距等误差。
(3)在正式吊装钢筋笼之前,应利用探孔器实行钻孔试验。探孔器的实际直径大小,应根据钻孔的直径而决定,重点检查钻孔壁中是否有障碍物,如突出石块、树根或者探讨现象等,以此确保钢筋笼安装的正常进行。在吊装钢筋笼过程中,应对准孔位,如果遇到突出物则正反旋转、缓慢下落。应注意钢筋笼不得强行放下或者猛落高起,避免出现碰撞或者坍塌问题。
6.灌注混凝土
(1)确保混凝土中的砂、碎石级配良好,最大的颗粒尺寸应与结构物尺寸适合,同时注重钢筋间距、混凝土浇筑、混凝土浇筑等环节控制。在集料中的杂物含量,应符合规范要求,必要情况下进行清洗或过筛,去除不良杂质。
(2)安放导管。导管作为灌注混凝土的基本工具,主要由厚度为3mm的钢板卷制焊接,具体直径根据桩径、桩长等实际情况决定。导管的分节长度应确保方便拆装与搬运,且低于提升设备高度,在连接位置进行加强处理。将导管吊放入孔中,应保持导管丝扣的严密性,将导管处于桩孔的居中位置。
(3)灌注混凝土。正式进入灌注混凝土环节,应保持导管底部到孔底的距离为3~5m。在灌注之前,利用球胆发挥止水塞的作用,保证混凝土的浇灌质量。首批混凝土的灌注应保质保量,导管一次性至少埋入混凝土的0.8m以下。如果初灌量不足,则不能入孔。灌注的时间根据初盘混凝土凝固的时间而定。在灌注过程中,不能随意将导管提到混凝土表面,否则可能造成导管内进浆现象,导致断桩问题。另外,最后一次的混凝土灌入量也要严格控制,确保灌注桩的顶面高程在设计标高的7~10m以上。
(4)当灌注混凝土工作完毕之后,等到上部混凝土初凝状态,则可拆除钢筋笼等固定措施,且确保钢筋笼随着混凝土的收缩变化而收缩,避免由于粘结力而造成的损失。
由上可见,灌注桩的大部分施工环节在水下完成,施工过程难以观察,且成桩之后的验收非常困难。如果施工过程的任何一个环节出现问题,都将对整体工程进度和质量产生影响,甚至给工程投资带来难以挽回的损失,造成不良社会影响。因此,在施工过程中,应严格落实施工设计措施与质量管理手段,关注每一个施工环节,确保成桩质量。
参考文献:
[1]王立新.水利工程中钻孔灌注桩的施工控制探讨[J].中国水运(下半月),2008(9).
[2]戴明惠.对水利工程钻孔灌注桩施工技术的探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2011(21).
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Keywords: bored piles; Construction; Quality control
中图分类号:O213.1文献标识码:A 文章编号:
前言:由于钻孔灌注桩施工的隐蔽性和不可预见性,成桩后也不能进行开挖验收,施工中任何一个环节出现问题,都直接影响到整个工程的质量和进度,钻孔灌注桩具有抗震性好、承载力大、施工噪音小、桩基施工既有机械操作,又有钢筋加工,混凝土拌合和灌注等多种工作,工序种类繁多,影响因素多,水下混凝土施工要求严格,稍有不慎,就可能出现孔底沉泥、缩颈、夹渣、断桩等,可能造成质量事故。因此在施工中要认真核查地质和有关灌注桩方面的资料,熟悉设计图纸的要求,对灌注桩施工中可能发生的一些质量问题进行分析,依照相关施工、技术规范,制定施工质量验收施工方案,详实记录每根桩的施工情况,以便有效的对钢筋混凝土基础的施工质量的控制。本文结合青海省海东工业园区临空综合经济园市政工程纬一路哈拉直沟(K0+795.275)2-25m预应力混凝土连续箱梁,桥墩、桥台均采用柱式,钻孔灌注桩基础,钻孔灌注桩采用C25水下混凝土
的施工实例,简介钻孔灌注桩的施工工艺及施工质量控制要点。
灌注桩施工工艺:主要是成孔、成桩各工序的操作工艺,它是施工方案的核心。测量放线、定桩位埋设护筒、桩机就位调整平整度、成孔第一次清孔、混凝土搅拌废泥浆排放泥浆沉淀拌制护壁泥浆、钢筋笼制作、灌注水下混凝土二次清孔、沉渣测定、安放导管、吊放钢筋笼、灌注水下砼。
一、成孔质量的控制
钻孔混凝土灌注桩则是先成孔,然后在孔内成桩,周围土移向桩身土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初始,桩身混凝土的强度很低,且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的,故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。
1、 确保桩身成孔垂直精度
为了保证成孔垂直精度满足设计要求,应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固,经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施,并于成孔后下放钢筋前作超声波测试。
2、 确保桩位、桩顶标高和成孔深度及保证孔底沉淀层厚度
在护筒定位后及时复核护筒的位置,严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm,并认真检查回填土是否密实,以防钻孔过程中发生漏浆现象。虽然钻杆到达的深度已反映了成孔深度,但是如在第一次清孔时泥浆比重控制不当,或在提钻具时碰撞了孔壁,就可能会发生坍孔、沉渣过厚等现象,这将给第二次清孔带来很大的困难,有的甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉渣。因此,在提出钻具后用测绳复核成孔深度,并保证清孔后沉淀层厚度能符合施工要求,严禁采用加深孔底深度的方法代替清孔,造成桩底永久性沉渣影响桩基工程质量。如测绳的测深比钻杆的钻探小,就要重新下钻杆复钻并清孔。
3、 灌注水下混凝土前泥浆的制备和第二次清孔
清孔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。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1.10—1.20,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。由于孔内原土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反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。
二、 成桩质量的控制
1、 为确保成桩质量,要严格检查验收进场原材料的质保书,对不合格材料,严禁用于混凝土灌注桩。
2、灌注水下砼时应配备主要设备及备用设备,主要设备的搅拌机能力应满足桩孔在规定的时间内灌注完毕,灌注时间不得长于首批砼初凝时间,若估计灌注时间长于首批砼灌注时间,应掺如缓凝剂或启用备用设备。
3、 钻孔灌注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注,一般采用钢性导管进行灌注,导管使用前因进行必要的水密、承压和接头抗拉试验。在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性,严格计量和测试管理,并及时填入原始记录和制作试件。
4、 为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象,在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。特别是砼拌合物运至灌注地点时,应检查其均匀性和坍落度,如不符合要求,应进行二次拌合,如仍不符合要求,不得使用。并随时了解混凝土面的标高和导管的埋人深度。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m—4m,严禁把导管底端提出混凝土面。在施工过程中,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。
三、桩头处理
待桩身达到一定的砼强度后,采用切割机在设计桩顶标高处割缝,人工凿除该范围内的砼预留部分,并保证桩顶伸入上部构件的长度(为10cm)。
四、桩基质量检测要求
根据设计要求,所有钻孔灌注桩进行小应变动力检测和超声波检测,抽取2根进行高应变动力检测。
检测单位须具有相应的资格和资质,并需业主或监理工程师批准才能进场。检测按常规方法进行。
五、异常情况的处理方法
施工过程中出现的各种异常情况处理方法详见表。
六、质量保证措施
(1)桩孔直径、深度符合设计要求,孔底必须清渣并符合设计要求。
(2)灌注桩用的原材料和配合比设计以及泥浆的质量、稳定性必须符合设计要求。
(3)灌注桩的清孔、吊装钢筋骨架、砼灌注等各项工序应连续、快速完成,桩身不得留有施工缝。
(4)成孔设备就位后,必须平整、稳固、确保在施工中不发生倾斜、移动;为准确控制钻孔深度,应在桩架或桩管上作出控制深度的标尺,以便在施工中进行观测、记录。
(5)本工程灌注桩必须保证设计桩长,并应清除孔底残留物;钻孔完成后,应立即检查成孔质量,并填写施工记录。成孔的质量必须符合有关规范要求。
(6)钢筋笼宜一次成型,若分段制作,分段长度以5~8m为宜。搬运时应采取适当措施,防止扭转、弯曲。埋设时,要对准孔位,吊直扶稳,缓缓下沉,避免碰撞孔壁。钢筋笼下放到设计位置后,应立即固定。两段钢筋笼连接采用挤压套筒连接。
篇13
Keywords: bored pile; construction technology; quality control
中图分类号:TU473.1 文献标识码:A
灌注桩技术主要包括在工程施工过程中以机械钻孔、钢管挤土或者人力挖掘等施工方式在地基土中形成桩孔,并在桩孔内放置钢筋笼、灌注混凝土等做成的桩,依照成孔方法不同,灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。钻孔灌注技术是比较常用的工程项目施工技术,其钻孔灌注桩技术的施工工序主要有成孔、钢筋笼制作、钢筋笼安装和水下混凝土等。
一、钻孔灌注桩的施工技术
(一)关于成孔的施工
1、成孔施工中,在钻机就位之前,要根据护筒来进行钻机的摆放,注意对护筒位置的把握,尽量减少护筒位置的偏差。施工工程中,要着重把握和记录第一根桩施工的相关参数,然后根据第一根桩的施工情况来进行分析和研究,促进后续的施工工作的开展。
2、成孔施工过程中,要注重对孔内泥浆质量的把握,严格按照规定的标准和指标来进行泥浆的调配,终孔后的清孔换浆环节,要注意孔内泥浆的含砂率。
3、在进行钻孔施工的过程时,要严格按照施工规范来进行操作,确保施工标准和质量,在钻孔进行过程中,如果遇到地下不明物体障碍到钻孔进行的情况,应该及时停止施工,等到查明原因障碍清楚之后才能继续进行钻孔施工工作。
(二)钢筋笼制作
运用钻孔灌注技术进行施工的过程中,还要涉及到对钢筋笼制作的工艺环节,进行钢筋笼制作的时候,需要严格按照设计规范来进行制作和加工,对孔径和测量到的孔桩深度都要进行准确把握,以确保钢筋的位置、数量和间距等项目的规范,此外,还要按规定将钢筋笼焊接牢固,防止施工过程中对钢筋笼的损害。在钢筋笼的制作过程中,要严格保证钢筋的质量,同时也要注意配筋前对钢筋上铁锈的清理,制作完成的钢筋笼要进行规范的管理,要集体编号之后放在平整的地方,防止变形。
(三)钢筋笼安装
在钢筋笼进行安装之前需要对钢筋笼进行规范的检测,要确保主钢筋和接头的长度,检查钢筋笼的制作编号、质量以及外形等。在进行钢筋绑扎的过程中,要严格按图纸规定的绑扎规范和尺寸来进行操作,注意对钢筋绑扎控制线位置的确定,可以在确定之后预先做好记号。钢筋绑扎时,需要对钢筋进行支撑,防止钢筋变形。钢筋绑扎时需要用到铁丝进行绑扎,绑扎过程需要按照设计的要求分散布置钢筋的接头。钢筋笼安装完成之后应该按照相关规范进行验收,验收之后需要进行妥善的管理,防止管理不当对钢筋笼造成的损坏。钢筋笼的安装需要用专业的机械进行吊装,吊装过程也需要对钻孔的中心位置的确定和把握,确保吊装的准确性和质量,吊装过程中需要注意以下问题:
1、吊装时间跨度比较大的情况下,需要将风管或者浆管下入到孔底,以便减少钻孔内的泥浆淤积厚度。
2、在钢筋笼的吊装过程中遇到阻碍情况下,不能继续强行进行野蛮吊装施工,防止钢筋笼变形或者对孔壁造成损坏,应该先停止施工,找到合理的解决办法后再进行后续施工工作。
(四)水下混凝土工艺
工程施工中的砼灌注技术一般采用的是水下导管浇筑法,该浇筑法所采用的导管是25公分的内径,各个孔桩都要设置一组导管。水下导管浇铸法的混凝土浇筑主要采用泵送浇筑方式,浇筑的过程中在孔口设置一个漏斗,一次性用足量的混凝土进行一次性的完整封孔方法,保证封孔质量。此外,在进行砼灌注之前须要再次测量孔深,确定孔深达到标准之后才能进行灌注施工,在进行混凝土浇筑的时候需要注意浇筑的速度,确保混凝土浇筑的质量。
二、控制钻孔灌注桩质量的措施
(一)钻孔灌注桩施工前要做好相应的准备工作
1、确定地基承载力
钻孔灌注桩施工时对地基承载力的确定要依据精确的计算来实现,地基承载力的大小是通过公式计算出来的,先通过计算岩样的单轴抗压强度与回归系数的乘积,然后将乘积换算成岩石单轴饱与抗压强度的标准值,最后通过公式计算出来。在钻孔灌注桩技术中,地基承载力的实际值与设计要求数值的一致性,是施工顺利进行的保证。
2、原材料
进行钻孔灌注桩施工的时候还需要注意对原材料质量的控制,要严格按照相关标准和规定来进行原材料的检验和使用,将材料的选用同具体施工实际情况相结合,促进工程施工的进展,保证工程质量。
(二)加强对地质情况的调查和研究
在进行工程钻孔灌注桩施工时,需要加强对复杂地质环境和条件的考察,对特殊的地理地质情况要一起足够的重视。施工过程中需要调查和研究持力层的强度和深度、对砾石层和卵石层和粒径大小的研究以及持力层之上各土层的性能研究等。只有对各种地质都进行了充分和彻底的了解和研究之后,才能进行科学合理的工程施工,确保钻孔灌注桩技术的施工质量,减少施工问题的出现。
(三)对施工偏差的控制
在实际工程施工过程中,钻孔灌注桩成孔施工过程允许出现一些偏差,但是偏差范围需要满足规定。在实际施工过程中,桩位有出现不符合规范的偏差问题时,需要及时采取相应的解决措施。施工过程中出现小的偏差可以通过加大承台和地梁等方法进行处理,出现偏差较大的问题时,就只能依靠补桩方法进行处理,并且处理过程具有很高的难度性。此外,钢筋笼的安放需要在顶笼四周没置砂浆垫块,确保钢筋笼位置的规范性。所以,在施工过程中,要特别注意对桩位偏差的控制,通过强有力的监督和管理来保证工程质量。
结语:
随着我国工程建筑行业的不断发展,钻孔灌注桩施工技术在工程施工中的应用越来越广泛。我们在工程施工过程中,要特别注意对成孔与灌注质量的管理和控制,在实际操作中慢慢完善钻孔灌注桩技术,使工程施工和的质量得到最大程度的控制和保障。