钻孔灌注桩施工技术

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  引 言
  新建成都至重庆铁路客运专线站房及相关配套工程CYZFSG-2标段,包括永川东、大足南、荣昌北、璧山站。全线位于四川盆地内。所经地貌类型主要有冲积平原、丘陵、低山三种,龙泉山、华莹山呈北东25~30°延绵于盆地中,宏观上将盆地分为西部平原、中部丘陵及东部平行岭谷三大地貌景观。
  1 施工区段划分
  本工程永川东、大足南、荣昌北、璧山站各为独立的单位工程,可分为4个项目分部,由新建成都至重庆铁路客运专线站房及相关配套工程CYZFSG-2标段项目部统一管理,4个站房及相关工程同时开始施工,根据招标文件,暂按2013年11月1日开工,2015年6月30日竣工,总工期为20个月编制进度计划,实际开竣工时间以业主、监理下达的开工令时间顺延。
  根据工程设计特点,为实现质量、安全、工期目标,将永川东、大足南、荣昌北、璧山站划分为四个独立的施工管理区,每个独立的施工管理区根据建设项目的分布,再划分为若干个施工分区,如:站房施工分区、站台雨棚施工分区、其他用房施工分区等。
  2 施工技术要点及质量控制
  2.1 钻 孔
  钻孔灌注桩的成孔深度必须保证设计桩长且桩端进入持力层深度不小于设计所要求的值;桩身成孔钻进入基岩后,每钻进100~500,应清孔分段取样一次:非桩端持力层段高为300~500;桩端持力层段高为100~300。分析取样满足设计要求后准备终孔验收;桩孔成型后必须清除孔底沉渣;灌注混凝土前,应进行二次清孔,清孔后沉渣厚度不得大于50mm,并应立即灌注水下混凝土。
  2.2 钻孔灌注桩施工方案
  (1)严格按照施工组织设计和施工方案进行施工,孔桩放线定位准确,施工机具选择合理,确保钻孔施工的质量,钻孔桩施工流程见图1。
  (2)现场钻机安装位置和施工的先后顺序要合理,确保钻机施工的安全性及对已成孔桩的保护工作。
  (3)已成孔的孔桩及时进行验收,成孔一批,验收一批,浇筑一批。
  (4)严格控制混凝土的配制质量和浇筑质量,防止质量通病和质量事故的发生。
  (5)钻进时起落钻头速度均匀,不得突然变速,以免碰撞孔壁或护筒,或因提速过快而造成负压而引起塌孔。
  (6)在钻进过程中,坚持勤松绳,每次少松绳防止打空锤,确保钻头经常冲击新鲜地层。
  (7)孔内水位保持在护同底脚0.5m以上,或高于地下水位以上1.5~2.0m。冲击钻取碴和停钻时,及时补水,保持水头高度。
  (8)经常检查浮渣、钻孔垂直度、核对孔内地质情况,与设计地质资料核对并做好记录。
  (9)钻孔质量控制允许偏差见表1。
  2.3 检孔及清孔
  桩深达到设计要求后,还必须检验桩径、垂直度、泥浆厚度等指标,并做好记录,合格后进行清孔换浆。桩径、垂直度采用检孔器检查,检孔器用钢筋笼做成,其外径等于设计孔径,长度等于孔径的4~6倍。如发生弯孔、斜孔、缩孔等情况较严重时,应重新钻孔。清孔的目的是降低孔内泥浆比重,减少沉碴厚度。保证混凝土灌注质量,沉碴厚度必须控制在规范或设计要求范围内。清至泥浆比重为1.05左右,测量沉碴厚度,合格后开始下钢筋笼。
  2.4 钻孔事故的预防与处理
  2.4.1 掉 钻
  掉钻事故多由主绳断裂所引起。经常检查主绳的破损情况,及时更换已破损的主绳是防止掉钻的主要措施。遇到钻头提不起来的情况时,不强行提拉,先摸清情况,采取相应对策。钻头上始终装上保险绳,保险绳安装牢固。掉钻之后要及时打捞上来,以免时间过长,钻头被沉渣卡住。打捞钻头主要采用打捞钩。
  2.4.2 埋 钻
  埋钻主要有两种情况:一是沉渣埋钻,二是塌孔埋钻。要避免沉渣埋钻,钻头不能长时间停在孔底不动,万不得已的情况下,不停向孔底压水,使孔内水渣混合物继续循环。预防塌孔埋钻,在于防止塌孔。如果沉渣埋钻不太严重,不停的将钻头一提一松,逐渐将钻头松动,然后拔出。先用泥浆泵从上至下逐步将沉渣清除,再用钻机提拔,若仍无效,向孔中下放钢护筒,人工下孔清除沉渣后提钻。如发生塌孔埋钻,最要紧的先将主绳保住,让主绳上端路出地面以上。塌孔后,檢查护筒情况,如果护筒倾斜或偏位不符合要求时,将护筒扶正或拔出重新插打。
  2.4.3 卡 钻
  发生卡钻有两种情况:其一是在比较软弱的地层由于缩孔产生卡钻;另一种是在比较硬的地层中由于钻头倾斜或探头物等而产生卡钻。一般只要不停地上下提动钻头即可解决。为防止卡钻,在快进入岩层时,对钻头修补一次。
  2.4.4 歪 钻
  冲击钻孔施工中的歪钻事故通常出在岩面起伏较大的地层中,主要原因是孔中同一水平面中存在强度不一致的地层。通过观察钻头上的主绳浮动情况以及检测孔底不同深度,判断是否出现歪钻,出现歪钻时,反复回填不小于基岩强度的片石0.5m以上,反复冲钻,直到正常钻进,防止歪钻的主要措施是在倾斜岩面钻进时,采用小冲程,反复回填不小于基岩强度的片石,反复冲砸,直至将岩面冲平,并进入完整岩面深度1m以上,才正常钻进。
  2.5 成桩质量检查
  桩基施工前必须制定严格的操作技术规定,建立相应的质量保证体系;施工过程中应有专人作好施工记录,质检人员和现场监理应对记录进行核签,未经核签不得进入下道工序,施工允许偏差见表2。
  本工程要求桩身完整性采用小应变检测,检测桩数应大于总桩数的50%,每个独立承台抽检桩数不得少于1根,采用声波透射法检测数量不应小于总桩数的20%,且不小于10根。在沉桩28d后且试桩混凝土试块强度试验报告合格后方可进行。
  本工程在正式施工前应进行试桩,以确定单桩承载力,单桩竖向抗压静载试验应采用慢速维持荷载法。加载方式为堆载,加卸载应严格按规范要求分级,慢速加载测试,认真做好测试记录。采用单桩竖向抗压(抗拔)承载力静载试验进行验收检测,抽检数量不应少于总桩数的1%且不少于3根。   2.6 施工方法及工艺流程
  2.6.1 施工测量放线
  站房控制坐标系统要同站场施工单位采用的坐标统一,并应同站场施工单位进行联测。施工过程中设立沉降观测系统,严密监测建筑物沉降发展。
  及时与施工单位办理测量资料交接手续,联系设计单位进行现场定位,提供水准点以及建筑物的四个角点。监理单位应督促施工单位对规划定位桩和水准点进行复测,编写测量施工方案,建立施工平面控制网和高程控制网,并做好桩点的保护和定位放线记录。
  2.6.2 平面定位控制
  (1)孔桩桩位控制:利用全站仪采用坐标法进行桩点定位控制。
  (2)地下结构施工采用轴线外控法控制,地上结构采用轴线内控法控制。
  2.6.3 高程控制
  (1)孔桩高程控制。根据高程控制基点,使用水准仪测设桩位护筒顶标高,通过计算吊筋长度利用测绳控制标高。
  (2)地下结构高程控制。根据现场高程控制点利用水准仪和钢尺垂吊将标高点引测至基坑内较稳定部位,并用红油漆涂刷成“?荦”作好标记,再利用水准仪和塔尺抄测标高。
  2.6.4 地上结构高程控制
  利用外墙墙角及楼梯间向上进行高程传递。
  2.6.5 沉降与变形观测
  从孔桩施工开始至建筑物自身沉降基本稳定为止,邀请有資质的第三方对各个站房及相关工程、附近建筑物及道路路面按要求进行观测。
  2.7 成桩质量检查
  (1)桩基施工前必须制定严格的操作技术规定,建立相应的质量保证体系;施工过程中应有专人作好施工记录,质检人员和现场监理应对记录进行核签,未经核签不得进入下道工序。
  (2)施工允许偏差如下:
  (3)桩身质量检查
  本工程要求桩身完整性采用小应变检测,检测桩数应大于总桩数的50%,每个独立承台抽检桩数不得少于1根,采用声波透射法检测数量不应小于总桩数的20%,且不小于10根。
  在沉桩28d后且试桩混凝土试块强度试验报告合格后方可进行。
  3 结束语
  本工程在正式施工前应进行试桩,以确定单桩承载力,单桩竖向抗压静载试验应采用慢速维持荷载法。加载方式为堆载,加卸载应严格按规范要求分级,慢速加载测试,认真做好测试记录。采用单桩竖向抗压(抗拔)承载力静载试验进行验收检测,抽检数量不应少于总桩数的1%且不少于3根。
  作者简介:殷立龙:(1977-),男,本科,中级工程师,主要从事建筑施工项目管理工作。
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