钻孔砼灌注桩施工的相关流程和技术

来源:岩土工程师    发布时间:2013-04-22    岩土工程师辅导视频    评论

  摘要:钻孔灌注桩因其对各种土层的适性强、无挤土效应、无震害、无噪音、承载力高等优点,在建设工程的基础中得到了广泛应用。具体工艺流程与要求如下所示:
  一、工艺流程及施工准备
  (一)工艺流程
  施工前必须全面掌握钻孔灌注桩的施工工艺,因钻孔设备不同,其施工工艺流程也不一样。现以冲击成孔为例,其主要施工工艺流程为:施工准备→测量放线→埋设护筒→钻机就位→钻孔→清孔→清孔检查→安放钢筋笼→吊放导管→检查沉渣厚度→灌注砼→拆除导管→桩头处理→检查验收。
  (二)主要准备工作
  1.开工前施工单位结合场区内的具体情况编制施工方案,提前报送监理部进行审查。对现场施工人员进行图纸和施工方案交底。
  2.认真做好测量放线工作。测量定位是整项工作的关键,它关系到孔位的准确性,钻孔的垂直度及基准面的标高的至关因素。在具体操作过程中,严格按三检制的要求层层落实,及时与监理沟通,与监理认真复核并与验收相结合,偏差要严格控制在设计或规范允许范围内。
  3.钻机就位时必须保持平整稳固、不倾斜和位移,并采取一定的固定措施放止钻进过程中位移和摇晃。为控制钻孔深度,对每桩位地面测设标高,以便施工控制和记录。钻机就位时,应采取措施保证钻具中心和护筒中心重合,其偏不大于2cm.护筒有导正钻具、控制桩位、防止孔口坍塌、台高孔内静压水头和固定钢筋笼等作用,应认真埋设。护筒内径比桩直径宜大10~15cm,并视地面情况而定。护筒壁厚由4~10mm厚钢板经卷制焊接而成,护筒底口应超过杂填土深度;上口应高于地面20cm,护筒间连接时要求对焊平直,密封性好,上口加焊吊环。埋置时护筒中心轴线对正桩位中心,其偏差不宜大于20cm,护筒外围用黏土分层回填夯实。
  钻机是钻孔及灌注混凝土的支架,要安装平整稳固、安全,并具有一定的刚度,在钻孔中或其它操作时,不易产生位移和晃动。应根据工程地质资料和设计资料选用适当的钻机种类、型号,并配合适用的钻头。在钻孔过程中,成孔中心必须对准桩位中心,钻机架必须保持平稳,不发生位移、倾斜和沉陷;安装就位时,详细测量后底座用枕木垫实塞紧,顶端用缆风绳固定平稳,并在钻孔过程中经常检查,以保证转盘面水平、钻机机架垂直,进而确保桩身的垂直度和孔径大小均匀。
  二、原料选用与砼灌注
  砼骨料宜优先选用砾石或卵石,最大粒径<40mm,砂石含泥量小于2%的,以提高砼的流动性,防止堵管。导管直径在250~350mm,视桩径大小而定。砼配合比通过试验确定,坍落度砼宜为180~220mm.砼运至灌注点时,应检查其均匀性和坍落度,如不符合要求应进行二拌合,二次拌合后仍不符合要求时不得使用。首批砼灌注数量使导管埋入砼深度不宜小于1.2m,应连续灌注,严禁中途停止,在灌注过程中,应经常测探孔内砼面的位置,及时调整导管埋深,导管埋深宜控制在2~6m.在砼灌注过程中,应时刻注意观测孔内泥浆返出情况,倾听导管内砼下落声音,如有异常必须采取相应处理措施。在灌注砼过程中宜使导管在一定范围内上下窜动,并及时转动,防止起拔导管困难。在灌注将近结束时,核对砼的灌入数量,以确保所测量砼的灌注高度是否下确。开始灌注时应先搅拌0.5~1.0m3同砼强度的水泥砂浆放在料斗的底部。
  砼灌注分为首批砼灌注与后续砼灌注及后期灌注三个过程。在前一过程中,砼灌注量与泥浆至砼面高度,砼面至孔底高度,泥浆的密度,都与导管内径及桩直径有关。孔径越大,首批灌注的砼量越多。由于砼量大,搅拌时间长,因此可能出现离析现象,首批砼在下落过程中,由于和易性变差,受的阻力变大,常出现导管中堵满砼,甚至漏斗内还有部分砼,此时应稍拉导管,晃动漏斗,以便迅速向漏斗加砼,这样能使砼顺利下滑至孔底,下满后,继续向漏斗加入砼,进行后续灌注。在后续灌注中,当出现非连续性灌注时,漏斗中的砼下落后,应当牵动导管,并观察孔口返浆情况,直至孔口不再返浆,再向漏斗中加入砼。
  牵动导管的作用有两点:
  1.有利于后续砼的顺利下落,否则砼在导管中存留时间稍长,其流动性能变差,与导管间摩擦阻力随之增强,造成水泥浆缓缓流坠,而骨料都滞留在导管中,使砼与管壁摩擦阻力增强,灌注砼下落困难,导致断桩。同时,由于粗骨料间有大量空隙,后续砼加入后形成的高压气囊,会挤破管节间的密封胶垫而导致漏水,有时还会形成蜂窝状砼,严重影响成桩质量。
  2.牵动导管增强砼向四周边扩散,加强桩身与周边地层的有效结合,增大桩体摩擦力,同时加大砼与钢筋笼的结合力,从而提高桩基承载力。
  在砼灌注后期,由于孔内压力较小,往往上部砼不如下部密实,这时应提高漏斗增大落差。以提高其密实度。当然在控制砼初凝时间的同时,必须合理地加快灌注速度,这时提高灌注质量十分重要,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的密切配合工作。
  三、选择打桩顺序
  打桩顺序一般分为:由一侧向单一方面打,自中间向两个方面对称打,自中间向四周打。打桩顺序直接影响打桩速度和桩基质量。因此,应结合地基土壤的挤压情况,桩距的大小,桩机的性能,工程特点及工期要求,经综合考虑予以确定,以确保桩基质量,减少桩机的移动和转向,加快打桩速度。
  四、结语
  施工人员要认真学好专业基础知识,认真总结,正确应用有关规范;熟悉地质资料、设计图纸、相关文件及各项技术要求,不断提高自身的业务素质和技术水平,抓好施工准备、成孔、清孔、水下砼灌注等各个环节的质量控制,采取各种有效的措施,确保灌注桩的成桩质量。
  参考文献:
  1、齐淑珍、贾继国、张业力著《浅谈混凝土钻孔灌注桩工艺流程》,水利科技与经济,2005
  2、孙新华著《钻孔灌注桩施工工艺及常见缺陷处理》,山西建筑,2008

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