秦明泽灌注桩专业论文.doc
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1、. .浅谈钻孔灌注桩施工工艺及质量控制摘 要摘要:本文介绍了钻孔灌注桩后注浆技术施工监理的工作流程及控制要点。钻孔灌注桩以其低噪音、对周围环境影响较小、无挤土效应等特点,在高层建筑、旧城改造的桩基础中被广泛应用。但其在施工中形成孔底沉渣不易清除而影响桩端阻力发挥及侧壁因泥浆护壁形成泥皮而影响桩周阻力发挥。近年来,针对这一问题,不少工程采用了后注浆技术,在桩内预埋注浆管,并在灌注桩砼终凝到一定强度后通过预埋的注浆管,用高压注浆泵以一定的压力将预定水灰比的水泥浆压入桩底,对桩底沉渣,桩端持力层及桩周泥皮起到渗透,劈裂充填、压密和固结作用,以此来提高桩的承载力,减少其变形。雅戈尔海景花园就采用了后注
2、浆技术,其单桩承载力得到了明显的提高,并获得了较高的经济效益。钻孔灌注桩后注浆技术,其包括了两个施工过程:一是钻孔灌注桩施工,二是后注浆施工。 由于时间仓促和技术水平的限制,本论文中的遗漏和失妥之处,恳请老师多提宝贵意见。 目 录1.前言2.施工工艺3. 钻孔灌注桩施工注意事项 3.1各种常见的质量事故及其预防措施3.2主要安全技术措施4.施工监理与工程管理4.1施工监理要点4.2工程管理5桩底后压浆法施工6主要工序的质量控制和验收标准7.施工安全措施8参考文献9.结语一 前言 近几年,随着大批高层建筑及高等级公路的建设,作为基础承力普遍采用的一种形式钻孔灌注后压降桩,在现阶段的施工中得到了广
3、泛应用。但在施工过程中因工艺落后、地下施工,情况不明确等原因仍存在较多问题,本文着重从工程实践及监理的角度,对钻孔灌注桩主要问题进行探讨。 二 施工工艺定位立架成孔、一次清孔吊放钢筋笼下放导管灌水下混凝土移位 (1)定位立架按设计图纸要求,确定桩的位置。钻孔安装稳固,确保在施工中不发生移动,不发生倾斜。对钻杆、钻杆接头及转杆转轴之间的接头逐个检查,保证钻杆顺直不弯曲。(2)成孔,一次清孔用第一节钻杆接好钻机,钻头对准桩中心,慢慢放下至土面。先空转,然后缓慢钻入土中,观察检查正常才开始正式钻进,每钻进一节钻杆,即连接下一节钻杆继续钻进,直到符合要求深度为止。加接钻杆时,将钻具提离孔底80-100
4、mm,钻杆连接应拧紧上牢,防止螺栓、螺母、拧卸工具等掉入坑内。钻孔过程中如发生斜孔,塌孔应停钻,待采取相应措施后再行钻进。第一次清孔处理的目的是使孔底沉渣度符合质量要求和设计要求,也为下一道工序即在清水中灌注混凝土创造良好条件。 (3)吊放钢筋笼钻(冲)孔桩钢筋笼吊运时应采取适当措施防止扭转、弯曲。安装钢筋笼时,应对准孔位,吊直扶稳,缓慢下沉,避免碰撞孔壁。如下放遇到困难,不得强行下放,要查明原因。钢筋笼下沉到设计位置后,应立即固定,防止移动。钢筋笼不到孔底者,为防止灌注混凝土时上浮,通常可设34条伸到孔底之主筋作为锚固,也可将钢筋笼与孔口护筒临时焊接。钻(冲)孔桩钢筋笼安装完毕,应会同建设、
5、设计单位和质监部门对该桩进行隐蔽工程验收,合格后应及时灌注水下混凝土,其间歇时间不宜超过4h。灌注前应复测沉渣厚度。(4)放导管放导管时,导管不得碰撞钢筋笼,为了保证导管内水能顺利排出,导管底部至孔底的距离宜为300-500mm,导管采用双螺纹接头,内衬密封垫圈。漏斗应足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土0.8m以上。(5)灌水下混凝土首批水下混凝土浇注正常后,必须连续施工,不得中断。否则先浇注的混凝土达到初凝,将阻止后浇注的混凝土从导管中流出,造成断柱,为防止导管拨出砼面造成断桩事故,导管埋深宜为25m,同时也要防止埋管太深造成埋管事故。三钻孔灌注桩施工注意事项1)各种常见的质量事故及其
6、预防措施1、桩孔偏孔 造成偏孔的主要原因是: (1)场地平整度和密实度差,冲桩机安装不平整或冲进过程发生不均匀沉降,导致桩孔偏斜。 (2)冲进遇软硬土层交界面或倾斜岩面时,冲挤岩层时岩层受力不均,造成偏孔方向,该工程A栋C栋地质条件岩性复杂,部分桩出现因为岩面倾斜造成偏孔的现象。 发生偏孔后,若偏孔较严重的可向桩孔内回填块石和粘土块,然后用低锤密冲,反复矫正,可收到较理想的效果。预防措施: 1)安装钻机时要使转盘、底座水平。起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在同一轴线上,并经常检查校正。 2)由于主动钻杆较长,转动时上部摆动过大,必须在钻架上增添导向架,控制钻杆上的提引水龙头,使其沿导
7、向架向下钻进。 3)在有倾斜的软硬地层钻进时,应吊住钻杆控制进尺,低速钻进,或回填片石,冲平后再钻进。2、冲孔塌孔该工程在地层结构中有较厚的淤泥质砂土层和砾质粘土层。由于淤泥质砂土层和砾质粘土层的整体性较差,若施工至此部位时,仍然采用劣质泥浆或一般地质条件中使用的泥浆起不到护壁作用,在冲孔施工的外力作用下,此部位的孔壁不稳定,从而造成塌孔。预防控制措施主要为:钻(冲)孔灌注桩穿过较厚的淤泥质砂土层、砾土层时,泥浆性能主要控制其比重为1314,粘度为20-28S,含砂率不大于6,若孔内自然造浆不能满足以上要求时,可采用加粘土、黄泥等方法,改善泥浆的性能,通过对泥浆的除砂处理,可控制泥浆的比重和含
8、砂率。没有特殊原因,钢筋笼安装后应立即灌注混凝土。3、孔底沉渣厚度过大 冲孔灌注桩质量控制的一个关键是孔底沉渣厚度,孔底沉渣过厚除清孔泥浆质量差外,清孔也无法达到设计要求。 防治孔底沉渣过厚的措施:冲孔桩一般采用正循环清孔,前阶段应采用高粘度浓浆清孔,并加大泥浆泵的流量,使砂石粒能顺利地浮出孔口。孔底沉渣厚度符合设计要求后,下放钢筋笼,下完钢筋笼后重新检查沉渣厚度,如沉渣晕超过规范要求,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04m,在胶管上接上泥浆泵直接进行泥浆循环。循环过程中不断移动导管,加快清渣过程,待沉渣厚度符合要求后,
9、应把孔内泥浆比重调至1112。4、钢筋笼上浮;钢筋笼上浮经常发生在冲孔桩施工的最后环节一水下混凝土的灌注过程中。引起钢筋笼上浮的原因主要有两方面: (1)混凝土初凝和终凝时间太短,使孔内混凝土过早结块,当混凝土面上升至钢筋笼底时,混凝土结块托起钢筋笼。(2)混凝土灌注至钢筋笼底部时,灌注速度太快或混凝土埋管太深,导管埋深超过6m时容易造成钢筋笼上浮。防止和处理钢筋笼上浮可采用如下措施: (1)钢筋笼的顶端若在钢护筒范围内,可将其焊到钢护筒上;若在钢护筒以下,则可用钢管套在钢筋上顶压。 (2)当导管底端接近钢筋笼底端时,适当放慢灌注速度,并控制好导管的埋深,以减少混凝土的上冲力。 (3)尽量缩短
10、混凝土的整体灌注时间,若整体灌注时间较长时,应采取措施延长混凝土的初凝时间。 (4)若发现钢筋笼有上浮现象,除了采用钢管套在钢筋上顶压以外,还应提升导管(注意导管的埋深),并放慢混凝土浇灌速度。5、预防断桩(1)混凝土塌落度应严格按设计规范要求控制。 ( 2)灌注混凝土前应检查混凝土搅拌机,保证混凝土搅拌时能正常运转,必要时应有备用搅拌机一台,以防万一;如用商品混凝土则要保证混凝土供应及时。 (3)边灌混凝土边拔导管,做到连续作业,一气呵成。灌注时勤测混凝土顶面上升高度,随时掌握导管埋入深度,避免导管埋入过深或导管脱离混凝土面。2)主要安全技术措施(1)清除施工的地下障碍物,整平施工场地,认真
11、查清地下管线,给排水管道等情况。(2)冲、钻孔机施工时,司机应思想集中,服从指挥,并不得随意离开岗位。(3)冲、钻孔机操作时应安放平稳,以便防止冲、钻机突然倾倒或钻具突然下落而发生伤亡事故。(4)施工现场安全用电必须符合以下规定: 1)施工场内的一切电源、电路的安装和拆除,必须由持证电工专管,电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。 2)电器安装后经经验合格后方准接通电源使用。 3)多机作业用电必须分闸、严禁一闸多机和一闸多用。4)施工现场电线、电缆必须按规定架空,严禁拖地和乱拉乱搭。(5)产品保护 1)混凝土灌注标高低于地面标高的桩孔,灌注混凝土完毕要立即回填砂石至地面标高。严禁用大石、砖墩
12、等大件物件回填桩孔。2)桩养护期间,严禁汽车、吊机、桩机等大型机械辗压桩位。严禁把桩体作锚固桩使用。四 施工监理与工程管理按照国家现行有关规范施工并不存在什么困难,然而施工质量却常常达不到要求,如施工单位在施工中能对最薄弱的环节予以关注,予以加强,就能收到事半功倍的效果。下面对钻孔灌注桩施工中影响承载力及的施工监理的要点作一剖析。(一)施工监理要点1.孔的垂直度钻孔灌注桩的垂直度是保证承载能力的重要一环,目前绝大多数的施工现场不检查垂直度,有的单位没有检查设备或根本不知道如何检测,有的单位则因测孔斜费时费力不愿多此一举。斜率超标,桩的受力状态被改变,桩头偏位,影响上部结构质量,严重影响钢筋笼的
13、安置;在砂土类地层中孔壁极易塌孔,沉渣不宜清除。为避免钻孔倾斜,在钻机就位和钻孔过程中,要随时注意校核钻杆的垂直度(线坠、水平尺),发现倾斜及时纠正。对于地基不均匀、土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形,施工前必须作好准备。在不均匀地层中钻孔时,钻机自重大、钻杆刚度大较为有利。进入不均匀硬层、斜状岩层和碰到孤石时,钻速要打慢档。处理大孤石和坚硬岩石,采用自重大的复合式牙轮钻或换用冲击钻都是有效的方法。导正装置经工程实践表明,也是防止孔斜的简单有效的方法。终孔后再发现孔斜纠正起来费时费力,且修孔将会造成灌注桩的混凝土充盈系数增大。2.孔深在恶性工程事故的桩基工程中,孔深不到位的例子
14、很多,对于孔深的量测应是监理工作的重点,实际操作中应注意的问题有:(l)测量有误达不到设计深度。一般施工队常用的测绳一经水泡就会出现收缩现象,有的收缩量可达 lcmlm左右,测50m的孔就会产生0.5m左右的误差。更大的测量误差是由于测绳易断引起的,断了以后不知道的人仍以断处为起点继续使用,往往可差数米。采用细钢丝测绳要当心数标松动错位。彻底避免误测的办法是在施工现场或附近地面上设置长度标记作为准绳,每次终孔一定把测绳进行核实。(2)钻孔入岩深度达不到设计要求,更多的是由于地层分布不均匀,如岩层分布成倾斜状或起伏变化剧烈导致判断失误。因此入岩深度的控制应引起设计、施工和质检部门的共同重视。入岩
15、深度的控制因钻孔工艺不同而有所区别。反循环工艺和冲击钻成孔的桩,可采用岩样鉴别法。此外,还需注意每个桩的入岩和终孔的岩样最好留样备案,直至工程使用正常,沉降稳定。正循环工艺成孔的桩由于取不到完整岩样确定嵌岩深度很困难。较可靠的办法是认真分析钻探资料,根据各钻孔土层分布情况综合评判场地地质概况,然后做出岩层分布的等高线图,按等高线图确定成孔深度。因本法有一定的随机性,应适当加大安全系数,有时尚需适当补充钻探孔,在某些缺少钻孔的控制区域,也可用钻机换取芯钻头直接取岩芯判定。正循环工艺采用的方法难度大。3.孔径在湖、塘、沟、谷与河漫滩地段新近沉积的粘性土和粉士中钻孔容易出现缩孔现象。尤其要重视液性指
16、数 IL0.75呈软塑状态和流塑状态的粘性土而在 IL1.0 呈流塑状态的淤泥质软土层成孔缩孔现象更不可避免。与孔径有关的质量问题有:(l)由于孔径小于规范要求,桩的截面缩小,承载能力降低,实际上降低了桩的安全系数。(2)软弱土层一般都在地层上部,缩颈现象也发生在此段,而桩的内力也是上段大,容易造成桩身抗压强度不够而破坏。(3)由于孔径达不到要求,导致钢筋笼无保护层,桩的抗压弯能力削弱或丧失。防治的主要措施是加强对孔径的检测与控制,提高泥浆质量,增大泥浆比重和粘性及稠度。钻头直径应适当加大,也可采用处理孔斜的导正器法,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。此外在易于产
17、生缩孔的土层中施工,减少空孔时间也是非常重要和有效的措施。4. 泥浆在钻孔灌注桩的施工中,无论对于成孔质量还是最终对桩的承载能力的发挥,泥浆质量都是相当重要的因素。目前桩基施工队伍绝大多数缺乏对泥浆质量和泥浆管理的重视,泥浆质量差,其后果是:(1)形成不了护壁泥膜或形成的泥皮粘附力差,易于脱落,导致孔壁稳定性差,在砂性土地层易于塌壁,在流塑状粘土层则易导致桩孔缩颈。(2)泥浆稠度大、比重大,含砂率高,形成的泥皮质量差、厚度大,大大降低桩的侧摩阻力。(3)稠浆在钢筋笼钢筋上沉积粘附,导数钢筋与砼握裹力降低。泥浆比重过大,使得砼水下灌注阻力增大,降低砼的流动半径,使砼骨料大部分堆积在桩芯部位,而钢
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