中国节能协会城轨交通节能专业专委会
中国勘察设计协会轨道交通分会
中国土木工程学会轨道交通分会
中国城市轨道交通协会设计咨询专业委员会

学术前沿

浅谈钻挖孔灌注桩施工工艺质量控制

发布日期:2016-05-04 21:15

浅谈钻挖孔灌注桩施工工艺质量控制
 
要:钻孔灌注桩基础施工简便、操作易掌握、设备投入一般不是很大,被广泛应用于房屋及民用建筑、桥梁桩基、市政及市地铁工程基坑施工中。本文介绍了钻孔灌注桩的施工工艺,提出了对每个环节的质量控制措施,保证控制钻挖孔灌注桩的施工质量。
关键词:钻孔灌注桩;施工工艺;质量控制
 
引言
      钻孔桩基础施工简便、操作易掌握、设备投入一般不是很大,而且抗震性好、施工噪声小、承载力大等优点。因而,无论在铁路、公路、水利电力等大型建设,还是在各类房屋及民用建筑中都得到了广泛应用。钻孔桩是在泥浆护壁条件下,利用机械钻进形成桩孔,采用导管法灌注水下混凝土的施工方法。桩基施工既有机械操作,又有钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作,工序种类繁多,影响因素多。钻孔、灌注混凝土都是在水下进行,稍有不慎,就可能出现孔底沉泥、缩颈、夹渣、断桩等,可能造成质量事故,因此,正确掌握钻孔灌注桩施工工艺,在施工中必须严格监管质量。
 
1 工艺流程(钻孔桩)
      见图1

2 质量控制
      2.1 施工前的审查。施工前对施工单位各项审查,是有效的控制手段。一般要进行资质审查、施工组织设计审查、组织设计交底及图纸会审、审查是否根据地质资料可能在钻孔灌注桩施工中发生的问题加以分析,并制定出相应的质量保证及处理措施、还要审查成桩机械的鉴定合格证件是否有效、控制点复核记录等工作并做好原材料质量检验工作。由于钻孔灌注桩施工的隐蔽性及工序的不可逆转性,要求基础施工队伍认真落实实施施工组织设计方案,并加强施工质量管理,密切抓好施工过程中每一个环节的质量,力争将隐患消除在成桩之前。
      2.2定位放样
       根据设计桩位坐标 ,结合地层岩性和施工技术水平,进行桩位的现场放样。要求桩的中心偏差不大于20mm,并在桩的前后左右距中心2m 处设置护桩,便于检测桩中心和标高。
      2.3 护筒的安放和控制$
      1)钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌,钻孔较深时,在地下水位以下的孔壁因静水压力会向孔内坍塌,甚至发生流沙现象,钻孔时孔内应保持比地下水位高的水头,所以必须安放护筒,护筒同时还有固定桩位、钻头导向保护空口和防止孔外杂物掉入孔内的作用。$
      2) 确定桩位后埋设护筒 ,埋设平面位置偏差不大于5cm,倾斜度≤1%,护筒外侧四周以及下部 50cm 范围内夯填粘土,护筒顶面高出地面高度50cm以上且高出施工水位1.0m当表层土松软时,应将护筒埋置到较坚密夯实的土层中至少50cm,护筒长度≥2.0m,其内径宜比桩径大20~40cm,护筒顶设30×30cm溢浆口。
      2.4成孔过程中的质量控制。
      1)从轴线控制点施测桩位,检查桩位对中,选多个角度检查磨盘的平整度;同时检查机架枕木基础是否稳定,在钻孔过程中随时复查垂直度及磨盘平整度,对偏差要及时调整。
      2)按照试成孔的工艺参数组织钻进施工,根据钻进过程中各土层的情况,安排对泥浆比重进行检测。
      3)合理确定是否入岩,应根据勘探报告所揭示的持力层等高线与孔深比较,加强巡查、记录,结合钻具自重大小、吊挂松紧程度等,观察在界面钻进过程以及进入持力层钻机的反应情况,并加强取样,对照试成桩时确定的岩样为准,最终判定入岩或终孔,确保桩基进入持力层的深度 。
      2.5 清孔质量控制措施
      在清孔过程中保持不间断地置换泥浆,直至浇注水下混凝土,并保持孔底500mm以内的泥浆相对密度<1.25,含砂率≤8%,黏度≤28s,这样可以保证孔底沉渣厚度符合规范要求。
      2.6 钢筋笼制作质量控制措施
      钢筋笼制作 前首先要检查钢材的质保资料,检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、型号、数量和质量。制作中分段制作的钢筋笼,其接头宜采用焊接或机械式接头(钢筋直径大于20mm),并应遵守国家现行标准《钢筋机械连通用技术规程》JGJ10、《钢筋焊接及验收规程》JGJ18 和《混凝土结构工程质量验收及规范》GB5004的规定;加劲箍宜设在主筋外侧,当因施工工艺有特殊要求时,在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋笼准确地吊放在设计标高上,这是由于钢筋笼吊放后是暂时固定在钻架底梁上的,因此,吊环长度是根据底梁标高的变化而改变,所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度,以确保钢筋笼的埋入标高满足设计要求。
      2.7 钢筋笼吊运质量控制措施
      (1)起吊钢筋笼时要按照计算的起吊点起吊,防止起吊的钢筋笼弯曲变形。
      (2)起吊过程中保持下端不拖地,严禁高起猛落。
      (3)超长的钢筋笼,用杉木杆做纵向加劲杆,安放时注意保持杉木杆的大头朝上 。
      2.8 钢筋笼安装质量控制措施
      1)钢筋笼宜分段制作,连接时50%的钢筋接头应予错开焊接,对钢筋笼立焊的质量要特别加强检查控制。
      2)钢筋笼入孔时,应保持垂直状态,对准孔位徐徐轻放,严禁强制性下放钢筋笼,造成钢筋笼变形,孔壁塌孔。钢筋笼就位后,还应将钢筋笼上端焊固在护筒上,可减缓砼上升时的顶托力,防止其上升。
      2.9 二次清孔质量控制措施
      在灌注混凝土前,必须进行二次清孔,不能因为各种原因而减少这道工序。清孔后,应使孔底沉渣厚度符合规范要求:端承桩≤ 50mm 。
      2.10混凝土拌制质量控制措施
      1)由于现场搅拌混凝土质量稳定性较差 ,因此采用商品混凝土,塌落度控制在 180mm~220mm 之间,有一定的流动保持率,塌落度降至 150mm 的时间不宜小于1h。
      2)在混凝土中要掺入缓凝剂,确保混凝土初凝时间大于 4h。
      3 )混凝土的强度比设计强度高5MPa。
      2.11 混凝土灌注质量控制措施
      1)要在商品混凝土备好足够料时才能开盘,保证首次灌注时使导管下口埋入混凝土面 0.8m 以下,以保证完全排出导管内的泥浆并防止泥浆卷入混凝土中。
      2)混凝土浇筑时要保持连续施工,一气呵成,每次灌注间歇时间一般应控制在15min 之内,最多不得超过 30min,每根桩的全部灌注过程控制在 4h~6h 以内完成,以保证混凝土的均匀性。
      3)灌注时要保持孔内混凝土面均匀上升,且保持上升速度不小于 2m/h。拔管时要反复插捣,严格控制拔管速度,导管的提升速度保持与混凝土上升速度相适应,导管埋深宜为 2m~4m,最多不大于6m,最少不小于 1.5m,严防导管下口提出混凝土顶面。
      4)混凝土灌注完毕后,要保持浇注标高超过桩顶标高 1.0m 以上。
      5)拌和好的混凝土应在1.0h 内灌注完毕;混凝土灌注至距顶部 3m时,可向孔内放水稀释泥浆或将导管埋深减为 1.0m,以减少混凝土排除泥浆的阻力,防止产生缩颈现象。
      6)在灌注过程中,如果不慎把导管下口提出混凝土面,可采取以下补救措施:
      ①在灌注的初始阶段,可拔出导管立即进行清孔,然后重新进行灌注;
      ②在灌注的后期,可将导管取出并进行清洗,然后加装底盖阀并将导管及料斗内灌满混凝土后再插入孔内混凝土面 2m以下,然后提升底盖阀的吊绳并提起导管约0.5m,使混凝土排出导管,继续灌注至要求的高度。
      2.12 桩头标高质量控制
      灌注桩顶应比设计高0.5~1.0m,多余部分在接桩前凿除,以保证混凝土强度。
      2.13 桩身检测质量控制%
      ①每根桩应制作2 组混凝土试块。桩身混凝土达到一定强度后,采用超声波无损检测方法进行检测。%
      ②对于桩长>50m 的桩,在加工钢筋笼时要沿设置声插管,声测管要直接 绑定在钢筋笼里边并呈等边三角形布置。上口用钢板直接焊接封死,下口用木楔堵封,以防 杂物掉入管中。
 
3 结束语%
      为了保证泥浆护壁桩孔灌注桩的成孔和成桩质量,必须严格按质量控制程序运作。加强各项环节的质量管理,采取有效的防治措施。在施工前选择合格技术人员,优化技术方案,做好技术交底工作,在施工中重点做好测量定位、终孔、清孔、下放钢筋笼、浇灌砼等工序要点的控制,在施工后运用静载荷法和动测法检验施工质量,即可以实现钻孔灌注桩施工质量的全过程控制。施工过程中只有抓好施工过程中每一个环节的质量,才能有效地对桩基施工质量加以控制。
 
参考文献
[1]全国监理工程师培训教材编写委员会编.工程建设质量控制[M].中国建筑工业出版社.2000
[2]陈跃庆编.地基与基础工程施工技术[M].机械工业出版社.2003
[3] 张晓岩.钻孔灌注桩施工质量控制探讨[J].广西城镇建设.2009.12
[4] 樊继斌.钻孔灌注桩的施工工序控制[J].中国国际博览.2010.21