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钻孔灌注桩施工技术及其质量控制

2012-02-10  休闲阅读

钻孔灌注桩施工技术及其质量控制

更新时间 2011-4-5 13:33:50 点击数:

王发玉孙玉君(七煤集团土建工程处,黑龙江,七台河,154600)随着用地日益紧张,高层建筑越来越多,钻孔灌注桩在高层建筑基础方面的应用已相当普遍,特别是大直径钻孔桩的使用能适应建筑物单桩单柱的承载力要求。钻孔灌桩的成桩质量从钻芯取样抽检的情况来看,主要的质量问题是桩径缩小、露筋等。出现这些质量问题的主要原因是施工中的泥浆使用、清孔、水下混凝土的配制和浇注,但更重要的是现场的施工管理,要充分调动工作人员的工作积极性和树立高度的责任心从事基础工程施工。
    一、泥浆的制备和使用
    为保证桩的成孔质量,特别要注意护壁泥浆的制备和使用。在粘性土中成孔时应注入清水以原土造浆护壁,循环泥浆的比重应控制在1.1—1.3,在砂土和较厚的夹沙层中成孔时,应制备泥浆或在孔中投入泥团造浆,泥浆比重应控制在1.2一1.3,在砂卵石层或容易塌孔的土层中成孔时,泥浆的比重应加大至1.3—1.5。在施工中要经常测定泥浆比重。在施工现场,泥浆的比重往往大于上述规定,但泥浆的含砂率往往偏大,特别在砂层厚度较大的土层,泥浆中含有粉细砂时砂率有时达到50%,比重达到1.8,但粘度不足、泥浆的护壁效果并不好。因此,要控制好泥浆的含砂率<10%,特别是重复使用的泥浆,强调泥浆从桩孔内流出后要先经沉淀池沉砂后才能进入泥浆池储备,对砂层厚的地质这个措施尤其重要。
    泥浆的比重过小或粘度不足,就不能起到护孔壁的作用,容易作成不能平衡土体压力而形成孔径缩小,塌孔等问题。为了提高泥浆的粘性,除加入膨润土外,还可加入0.2%碱粉或纯碱来改善泥浆的性质,清孔后泥浆含砂率以控制在8—12%的幅度为宜。
    二、钻进
    桩径偏小的问题多出现在砂层较厚的地段和上部疏松的土层。在钻进砂层过程中,由于泥浆含砂率大,粘度不足,钻速过快时砂层容易挤向孔内,严重的会做成塌孔。所以在砂层中钻进时,应保持中、快速,并应把钻头的直径加大40—60mm,还应不断地投入块状泥团进入孔中,以提高粘度和孔内砂层表面泥浆护壁的强度。上部疏松的土层由于容易失水,泥皮加厚,孔径缩小,因此,强调在钻进达到设计规定的深度或岩层终孔后,重新提起钻头从上到下进行复钻(扫孔),到孔底时再钻深100mm左右。
    以保证其成孔直径和防止孔底的岩面泡软。
    三、清孔
    钻孔桩底沉渣厚薄的问题主要与清孔的方法和工艺有关。钻孔桩多为端承磨擦桩,主要由嵌岩部分提供岩面端承力和嵌岩磨擦力,因此,孔底清理得不干净或方法不妥,孔底沉渣过厚就会影响桩的承载力。配备有反循环的砂石泵清渣效果当然好,其清孔干净、速度快,一次清孔就达到要求。如果用正循环法就要经过二次清孔,第一次清孔是在终孔后提起钻头200mm空钻,用比重为1.1左右的新浆压入钻杆,把钻孔内悬浮较多钻渣的泥浆置换出来。第二次清孔是在钢筋笼放进后下导管清孔,在导管的最上部的管段加一个斜叉,用斜叉口接泥浆泵管进行清孔,清理到用测锤测定基本无沉渣为止,在剪球塞前才关泵。其效果比常用的在导管顶上接泵清孔为好,减小了在安放料斗和储料期间泥渣在孔底的沉淀,两次清孔所需的时间均以孔底沉潭小于等于5cm来确定。
    四、混凝土的配制、浇灌
    在桩混凝土浇灌前要先放置好,钢筋笼和导管。钢筋笼的制作要求钢筋布置均匀,钢筋的焊口牢固可靠。沉放前要绑扎好混凝土保护层垫块或焊好定位筋。钢筋笼沉放时不能碰撞孔壁,以免做成孔壁塌落。钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短整个笼筋的沉放时间。沉放导管时要检查导管的连接是否可靠和密实,防止漏气漏浆而影响浇灌。
    混凝土的配制:在每个工程开工前,根据设计标号的要求做混凝土配比试验,施工时应按配合比的要求选用材料和进行配制。在施工现场,往往会出配料数量不准、用水量加大、混凝土搅拌时间不足而直接影响了混凝土的标号。由于桩混凝土是水下浇注的混凝土,要求的流动性较大,骨料通常使用10-30mm的碎石和中砂,如碎石粒径过大容易造成在浇灌中堵管,遇到堵管时要严格执行灌注水下混凝土的操作规定,不能边拨边摇,更不能把管提上来后再插下去。如桩混凝土标号>c30时,要考虑尽可能增大混凝土的流动度、改善混凝土的和易性。使用带早强效果的高效减水剂作外加剂,能减小堵管问题的出现,为了保证所浇灌的桩混凝土封底高达到0.8—1.2m这个基本要求,要根据第一次浇灌所需混凝土的体积来选定料斗的容积。在浇灌前,料底应选放0.2—0.4m3流动性较大的水泥砂浆,其作用是用来冲开孔底的残余沉渣,并使随后灌进的混凝土与桩孔内护壁的泥浆有一个隔离层。桩混凝土要连续浇灌,特别是对大直径的桩更要注意,并缩短浇灌的工艺和操作,抽动导管使混凝土面上升的力度要适中,要缓降,升降的幅度不能过大,如大幅度抽拨导管容易造成砼体冲刷孔壁,导致孔壁下坠或塌落,造成桩身人泥。这种现象在砂层厚的地方比较容易发生。在浇灌过程中,强调必须每灌2m3左右测一次砼面上升的高度,每个层面均布测3点,确定每段桩体的充盈系数,并认真进行记录。这个步骤对日后发现有问题的桩进行分析判定有很大的作用。在拆除导管前,尤其要先测定混凝土面的高度。
    通过检测混凝土料充盈情况可预测桩体的质量。经统计如混凝土不正常其表现有两种情况:一是桩径偏小,其表现为连续段的充盈系数在0.95以下且较均匀。另一种由于混凝土体的泥浆冲刷孔壁在浇灌过程中做成塌方混入桩体内,形成桩的充盈系数在某段偏小或偏大,如能掌握这个情况,对桩体进行及时补救意义很大。但这一点在现场施工中往往被现场人员所忽视。
    五、结论
    综观钻孔桩的整个施工过程,要保证钻孔灌注桩的施工质量关键是人的素质。强调现场管理人员要有高度的责任心,24小时跟班作业,经常抽测泥浆的质量情况,及时解决施工现场中的操作技术问题。浇灌时要监探材料的正确使用,监测桩体每段混凝土的扩散情况,及时做好现场记录和统计、整理,对可能发生问题的部位及时适当的处理,减小工程质量事故的发生,从而保证钻孔灌注桩的施工质量。

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