论文部分内容阅读
摘要:钻孔灌注桩质量管理控制，关键在于做好施工前和施工工程中的动态控制。本文结合钻孔灌注桩基础施工工程案例,研究了钻孔灌注桩的工艺流程、施工方法、质量控制及管理措施。
关键词:钻孔灌注桩 施工工艺 质量控制 技术应用
1钻孔灌注桩工艺
1. 1工程实例
广明高速公路广州段SG08标屏山高架桥全长803m，桥型为32×25m预应力砼连续小箱梁，桩基工程采用钻孔灌注桩施工，本标段桩基数量144根，桩径为Φ160cm、Φ180cm和Φ120cm，本文以Φ160cm的桩基施工为例。
1. 2地质条件
桥位区覆盖层主要由素填土、粘性土、软土及砂组成，厚度为3.8～20.9m，下伏基底为泥质粉砂岩、粉砂岩，弱风化岩面局部起伏较大，所揭露的中风化岩面约-3.96～-20.88m。
1. 3钻孔灌注桩施工工艺流程
1. 3. 1施工准备
桩位放样、搭设支架平台、埋设钢护筒、开挖泥浆池、开挖沉淀池、备制泥浆、钻机就位、泥浆泵就位、试运营。
1. 3. 2成孔及清孔
钻机成孔、垂直度控制、泥浆护壁、深度测量、清孔。
1. 3. 3钢筋笼制作与安装
钢筋笼制作、钢筋笼运输、钢筋笼吊放、钢筋笼连接、钢筋笼定位。
1. 3. 4混凝土拌制和灌注
导管拼装、导管密封性试验、导管吊放、混凝土拌合、混凝土运输、混凝土灌注、测量混凝土面高度、计算导管拆卸长度、导管拆卸、凿除桩顶混凝土、检测成桩质量、拔除护筒、钻机移位。
1. 4施工技术
1. 4. 1搭设钻机工作平台
根据施工图纸、地质勘探资料和现场实地情况分析,先将桥位纵轴线控制桩及桥墩横轴线控制桩设置好, 然后搭设钻机工作平台, 支架荷载应达到400Kg/m2。
1. 4. 2埋设钻桩护筒
钻桩支架搭设完毕后,重新进行纵横轴线及桩位放样, 在支架上钉出十字线,埋设钻桩护筒,护筒采用12mm厚钢板制作,比桩径大20cm,高2.5-3m。内护筒位置要经过校正正确后固定,其高度比设计桩顶高出0. 5 m - 1. 0 m,其目的在于固定桩位及保护孔口、提高孔内水压力。外护筒在施工平台上整体拼装,用工程机械吊运就位,压重物下沉,保证成孔时无倾斜、漏水、漏浆现象发生,必要时可侧埋土压实。钻机安装精度是桩孔垂直度和桩位精度的有力保证。施工中钻机安装须由技术人员核准验收后方可开钻，钻架要抄垫牢固，钻锤及钢丝绳保持与杨永茂中线吻合。开钻前对钻机的钢丝绳作检查，不合使用要示的昙民予以更换，防止出现掉锤事故的发生。
1. 4. 3钻桩机械成孔施工
成孔过程中,每钻进6 m - 8 m,及时检查成孔直径和垂直度,并根据各土层地质情况,调整泥浆浓度及进尺速度,以防止塌孔或缩径,成孔过程中孔内泥浆比重应大于1. 2 g/ cm3。本工程钻孔桩循环泥浆可利用孔内原粘土制浆护壁,当达不到要求时采用外购优质粘土制浆。淤泥质土中进尺速度不宜过快,以免造成缩孔现象,同时适当提高泥浆比重至1. 3 g/ cm3左右。钻孔作业要连续，同样也应经常对钻孔泥浆抽检试验，不符合要求及时调整。钻进同时认真填写施工记录,终孔时对桩孔直径、垂直度、深度进行验收。
1. 4. 4泥浆护壁
施工过程中,把普通粘土和水拌合成泥浆作为循环液,用高压泥浆泵注入钻杆中心压入孔底,而使泥浆在孔内钻杆处产生连续不断的上升流速;同时,上升的泥浆被钻头上方不断旋转的绑筛圈,在孔壁处涂抹,形成了正循环回转钻进成孔泥浆护壁,起到了固壁的作用。对正循环回转钻进的泥浆性能,既要求它有一定的悬浮钻渣的能力,又要求它能很容易的流动产生上升速度对反循环回转钻进,泥浆是从钻杆与孔壁之间的环状间隙中进入钻孔,携带钻渣从钻杆内返回沉淀池,因此对反循环回转钻进的泥浆性能,既要求它有良好的造壁性和低水性,同时有要求它能将携带的钻渣凝聚团粒化,使其迅速沉降。
1. 4. 5清孔
成孔深度达到设计标高并经验收合格后,立即进行清孔,清孔工序是钻机不进尺用稀泥浆清除孔底沉渣,稀泥浆的比重应小于1. 2 g/ cm3 ,一般清孔时间不少于两小时,清孔采用换浆法,在清孔排渣时,注意保持孔内水位,防止坍孔;清孔结束后应立即安放钢筋笼及导浆管,导浆管应保证接口密封并应进行水密试验,待导浆管安装结束后,由质监人员测量孔深,如此时沉渣厚度大于规范要求应进行二次清孔,二次清孔的工艺是将导浆管上部用封头堵住,封头仅留一泥浆管接口,然后将称释泥浆用泥浆泵由导浆管内压入孔底,此时导浆管底部应尽量接近或插入沉渣,将孔底沉渣再一次悬浮干净,保证桩基的端部承载力满足设计要求,从而保证钻孔桩的整体施工质量。
1. 4. 6钢筋笼制作安装
首先必须对采购的各种规格的钢筋进行原材料物理性能试验,确定合格后方可进场。钢筋必须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收,分别堆存,不得混杂,且应设立标志。钢筋必须顺直,调直后表面伤痕及锈蚀不应使钢筋截面积减少;钢筋歪曲成型后,表面不得有裂纹、鳞落或断裂等现象。绑扎成型时,铁丝必须扎紧,不得有滑动、折断、移动等情况;钢筋笼预先在加工场地制作成型,应在骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块,其间距竖向为2m,横向圆周不得少于4处;骨架顶端应设置吊环。钢筋笼分3 - 4段制作,应确保不变形,接头要错开,吊放时现场焊接;骨架入孔可采用钻机钻架,吊放时应平衡、垂直、防止倾
斜擦碰孔口、孔壁。每段钢筋笼与钢筋笼之间用焊接的方法进行连接,焊接之前必须清除钢筋、钢板焊接部位的铁锈、水锈和油污等;钢筋端部的扭曲、弯折应予以矫正或切除;钢筋电弧焊接表面应平整,不得有较大的凹陷、焊瘤;接头处不得有裂纹;接头处用小锤敲击时,应发出与原钢筋同样的清脆声。钢筋笼安装结束后,应进行重新定位,矫正钢筋笼的位置,定位应牢固,防止浇注混凝土时变形或移位。
1. 4. 7灌注水下混凝土
钻孔桩、钢筋笼、导浆管安放及孔深验收结束后应立即进行灌注水下混凝土工序,导浆管安放前应做水压试验,导浆管下口距孔底高度应控制在50 cm左右,导浆管内径为20cm - 35 cm。水下混凝土的配制对骨料的要求:碎石粒径不宜大于导管内径的1 /6～1 /8和钢筋最小净距的1 /4,同时不应大于4cm,黄砂应选择洁净的中(粗)砂,混凝土含砂率宜采用40% - 50% ,水灰比宜采用0. 5 - 0. 6,坍落度控制在18cm - 22cm之间,混凝土施工配合比应适当提高级配比,本工程采用C25泵送商品混凝土,第一料灌注前,要测算料斗体积和每一料斗混凝土灌注后,桩内混凝土提升的高度,保证导浆管始终插在混凝土中。灌注桩混凝土灌注高度应高出设计50 cm - 100 cm,待内护筒拆除后凿除高出设计部份。
当混凝土灌注结束时,应采用插入式振动器振捣,以加强护筒内混凝土的密实度。混凝土灌注应不间断快速进行,整个过程一气呵成。
2钻孔灌注桩质量控制要求
本分项工程质量目标合格率100%，质量评分90分以上。
2. 1成孔过程质量监控
规范规定,水下灌注桩桩底沉渣厚度对端承桩不得超过100 mm,磨擦桩为300 mm。泥浆的比重、粘度应根据地下水位高低和地层稳定情况等进行确定,如地下水位较高,容易坍塌,泥浆比重、粘度可大些,但不宜过大,比重应以1. 1 -1. 2、粘度以18 s - 25 s为宜。钻孔完毕后监理人员必须对终孔进行验收,根据钻杆和钻头或测绳的总长度和上部剩余长度检查终孔深度;要严格检测钻杆和钻头或测绳长度的准确性,杜绝以超深来抵消孔底淤积。
2. 2混凝土坍落度控制
混凝土的坍落度对成桩质量有直接影响,坍落度合理的混凝土应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能,坍落度合理的混凝土可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性,一般应控制在18 cm - 22cm范围内。
2. 3导管埋深控制
导管底端在混凝土面以下的深度是否合理关系到成桩质量,必须予以严格控制。监理人员应要求施工单位在开浇时,料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1. 0 m以上的混凝土初灌量,以免因导管下口未被埋入混凝土内造成管内反混浆现象,导致开浇失败;在浇注过程中,要经常探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置,及时拆卸导管,保持导管合理埋深,严禁将导管拨出混凝土面,导管埋深一般应控制在1 m - 6 m,过大或过小都会在不同外界条件下出现不同形式的质量问题,直接影响桩的质量。
2. 4桩头质量控制
有关规范规定当凿除桩顶浮浆层后,应保证设计的桩顶标高及桩身混凝土质量。在钻孔灌注桩施工中,要想保证桩头的质量,必须控制好最后一次灌注量,桩顶不得偏低,凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值,这就要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高。在实际施工中,超灌量控制不当是经常存在的问题,超灌量过大,造成浪费,超灌量不足,桩质量不能得到满足。另外,在开挖桩头检测时发现,由于桩顶混凝土与孔内泥浆有直接接触,里面有时会裹有泥砂和浮漿等杂质,对桩头质量产生极大影响。
3结语
钻孔灌注桩质量管理的控制,关键在于做好施工前和施工过程中的动态控制,只要准备充分,施工方法得当,管理措施到位,就一定能够防止钻孔灌注桩容易出现的质量缺陷,发挥其经济、承载力大等优点,做出合格满意的工程。
关键词:钻孔灌注桩 施工工艺 质量控制 技术应用
1钻孔灌注桩工艺
1. 1工程实例
广明高速公路广州段SG08标屏山高架桥全长803m，桥型为32×25m预应力砼连续小箱梁，桩基工程采用钻孔灌注桩施工，本标段桩基数量144根，桩径为Φ160cm、Φ180cm和Φ120cm，本文以Φ160cm的桩基施工为例。
1. 2地质条件
桥位区覆盖层主要由素填土、粘性土、软土及砂组成，厚度为3.8～20.9m，下伏基底为泥质粉砂岩、粉砂岩，弱风化岩面局部起伏较大，所揭露的中风化岩面约-3.96～-20.88m。
1. 3钻孔灌注桩施工工艺流程
1. 3. 1施工准备
桩位放样、搭设支架平台、埋设钢护筒、开挖泥浆池、开挖沉淀池、备制泥浆、钻机就位、泥浆泵就位、试运营。
1. 3. 2成孔及清孔
钻机成孔、垂直度控制、泥浆护壁、深度测量、清孔。
1. 3. 3钢筋笼制作与安装
钢筋笼制作、钢筋笼运输、钢筋笼吊放、钢筋笼连接、钢筋笼定位。
1. 3. 4混凝土拌制和灌注
导管拼装、导管密封性试验、导管吊放、混凝土拌合、混凝土运输、混凝土灌注、测量混凝土面高度、计算导管拆卸长度、导管拆卸、凿除桩顶混凝土、检测成桩质量、拔除护筒、钻机移位。
1. 4施工技术
1. 4. 1搭设钻机工作平台
根据施工图纸、地质勘探资料和现场实地情况分析,先将桥位纵轴线控制桩及桥墩横轴线控制桩设置好, 然后搭设钻机工作平台, 支架荷载应达到400Kg/m2。
1. 4. 2埋设钻桩护筒
钻桩支架搭设完毕后,重新进行纵横轴线及桩位放样, 在支架上钉出十字线,埋设钻桩护筒,护筒采用12mm厚钢板制作,比桩径大20cm,高2.5-3m。内护筒位置要经过校正正确后固定,其高度比设计桩顶高出0. 5 m - 1. 0 m,其目的在于固定桩位及保护孔口、提高孔内水压力。外护筒在施工平台上整体拼装,用工程机械吊运就位,压重物下沉,保证成孔时无倾斜、漏水、漏浆现象发生,必要时可侧埋土压实。钻机安装精度是桩孔垂直度和桩位精度的有力保证。施工中钻机安装须由技术人员核准验收后方可开钻，钻架要抄垫牢固，钻锤及钢丝绳保持与杨永茂中线吻合。开钻前对钻机的钢丝绳作检查，不合使用要示的昙民予以更换，防止出现掉锤事故的发生。
1. 4. 3钻桩机械成孔施工
成孔过程中,每钻进6 m - 8 m,及时检查成孔直径和垂直度,并根据各土层地质情况,调整泥浆浓度及进尺速度,以防止塌孔或缩径,成孔过程中孔内泥浆比重应大于1. 2 g/ cm3。本工程钻孔桩循环泥浆可利用孔内原粘土制浆护壁,当达不到要求时采用外购优质粘土制浆。淤泥质土中进尺速度不宜过快,以免造成缩孔现象,同时适当提高泥浆比重至1. 3 g/ cm3左右。钻孔作业要连续，同样也应经常对钻孔泥浆抽检试验，不符合要求及时调整。钻进同时认真填写施工记录,终孔时对桩孔直径、垂直度、深度进行验收。
1. 4. 4泥浆护壁
施工过程中,把普通粘土和水拌合成泥浆作为循环液,用高压泥浆泵注入钻杆中心压入孔底,而使泥浆在孔内钻杆处产生连续不断的上升流速;同时,上升的泥浆被钻头上方不断旋转的绑筛圈,在孔壁处涂抹,形成了正循环回转钻进成孔泥浆护壁,起到了固壁的作用。对正循环回转钻进的泥浆性能,既要求它有一定的悬浮钻渣的能力,又要求它能很容易的流动产生上升速度对反循环回转钻进,泥浆是从钻杆与孔壁之间的环状间隙中进入钻孔,携带钻渣从钻杆内返回沉淀池,因此对反循环回转钻进的泥浆性能,既要求它有良好的造壁性和低水性,同时有要求它能将携带的钻渣凝聚团粒化,使其迅速沉降。
1. 4. 5清孔
成孔深度达到设计标高并经验收合格后,立即进行清孔,清孔工序是钻机不进尺用稀泥浆清除孔底沉渣,稀泥浆的比重应小于1. 2 g/ cm3 ,一般清孔时间不少于两小时,清孔采用换浆法,在清孔排渣时,注意保持孔内水位,防止坍孔;清孔结束后应立即安放钢筋笼及导浆管,导浆管应保证接口密封并应进行水密试验,待导浆管安装结束后,由质监人员测量孔深,如此时沉渣厚度大于规范要求应进行二次清孔,二次清孔的工艺是将导浆管上部用封头堵住,封头仅留一泥浆管接口,然后将称释泥浆用泥浆泵由导浆管内压入孔底,此时导浆管底部应尽量接近或插入沉渣,将孔底沉渣再一次悬浮干净,保证桩基的端部承载力满足设计要求,从而保证钻孔桩的整体施工质量。
1. 4. 6钢筋笼制作安装
首先必须对采购的各种规格的钢筋进行原材料物理性能试验,确定合格后方可进场。钢筋必须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收,分别堆存,不得混杂,且应设立标志。钢筋必须顺直,调直后表面伤痕及锈蚀不应使钢筋截面积减少;钢筋歪曲成型后,表面不得有裂纹、鳞落或断裂等现象。绑扎成型时,铁丝必须扎紧,不得有滑动、折断、移动等情况;钢筋笼预先在加工场地制作成型,应在骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块,其间距竖向为2m,横向圆周不得少于4处;骨架顶端应设置吊环。钢筋笼分3 - 4段制作,应确保不变形,接头要错开,吊放时现场焊接;骨架入孔可采用钻机钻架,吊放时应平衡、垂直、防止倾
斜擦碰孔口、孔壁。每段钢筋笼与钢筋笼之间用焊接的方法进行连接,焊接之前必须清除钢筋、钢板焊接部位的铁锈、水锈和油污等;钢筋端部的扭曲、弯折应予以矫正或切除;钢筋电弧焊接表面应平整,不得有较大的凹陷、焊瘤;接头处不得有裂纹;接头处用小锤敲击时,应发出与原钢筋同样的清脆声。钢筋笼安装结束后,应进行重新定位,矫正钢筋笼的位置,定位应牢固,防止浇注混凝土时变形或移位。
1. 4. 7灌注水下混凝土
钻孔桩、钢筋笼、导浆管安放及孔深验收结束后应立即进行灌注水下混凝土工序,导浆管安放前应做水压试验,导浆管下口距孔底高度应控制在50 cm左右,导浆管内径为20cm - 35 cm。水下混凝土的配制对骨料的要求:碎石粒径不宜大于导管内径的1 /6～1 /8和钢筋最小净距的1 /4,同时不应大于4cm,黄砂应选择洁净的中(粗)砂,混凝土含砂率宜采用40% - 50% ,水灰比宜采用0. 5 - 0. 6,坍落度控制在18cm - 22cm之间,混凝土施工配合比应适当提高级配比,本工程采用C25泵送商品混凝土,第一料灌注前,要测算料斗体积和每一料斗混凝土灌注后,桩内混凝土提升的高度,保证导浆管始终插在混凝土中。灌注桩混凝土灌注高度应高出设计50 cm - 100 cm,待内护筒拆除后凿除高出设计部份。
当混凝土灌注结束时,应采用插入式振动器振捣,以加强护筒内混凝土的密实度。混凝土灌注应不间断快速进行,整个过程一气呵成。
2钻孔灌注桩质量控制要求
本分项工程质量目标合格率100%，质量评分90分以上。
2. 1成孔过程质量监控
规范规定,水下灌注桩桩底沉渣厚度对端承桩不得超过100 mm,磨擦桩为300 mm。泥浆的比重、粘度应根据地下水位高低和地层稳定情况等进行确定,如地下水位较高,容易坍塌,泥浆比重、粘度可大些,但不宜过大,比重应以1. 1 -1. 2、粘度以18 s - 25 s为宜。钻孔完毕后监理人员必须对终孔进行验收,根据钻杆和钻头或测绳的总长度和上部剩余长度检查终孔深度;要严格检测钻杆和钻头或测绳长度的准确性,杜绝以超深来抵消孔底淤积。
2. 2混凝土坍落度控制
混凝土的坍落度对成桩质量有直接影响,坍落度合理的混凝土应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能,坍落度合理的混凝土可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性,一般应控制在18 cm - 22cm范围内。
2. 3导管埋深控制
导管底端在混凝土面以下的深度是否合理关系到成桩质量,必须予以严格控制。监理人员应要求施工单位在开浇时,料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1. 0 m以上的混凝土初灌量,以免因导管下口未被埋入混凝土内造成管内反混浆现象,导致开浇失败;在浇注过程中,要经常探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置,及时拆卸导管,保持导管合理埋深,严禁将导管拨出混凝土面,导管埋深一般应控制在1 m - 6 m,过大或过小都会在不同外界条件下出现不同形式的质量问题,直接影响桩的质量。
2. 4桩头质量控制
有关规范规定当凿除桩顶浮浆层后,应保证设计的桩顶标高及桩身混凝土质量。在钻孔灌注桩施工中,要想保证桩头的质量,必须控制好最后一次灌注量,桩顶不得偏低,凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值,这就要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高。在实际施工中,超灌量控制不当是经常存在的问题,超灌量过大,造成浪费,超灌量不足,桩质量不能得到满足。另外,在开挖桩头检测时发现,由于桩顶混凝土与孔内泥浆有直接接触,里面有时会裹有泥砂和浮漿等杂质,对桩头质量产生极大影响。
3结语
钻孔灌注桩质量管理的控制,关键在于做好施工前和施工过程中的动态控制,只要准备充分,施工方法得当,管理措施到位,就一定能够防止钻孔灌注桩容易出现的质量缺陷,发挥其经济、承载力大等优点,做出合格满意的工程。