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钻孔灌注桩施工关键工艺控制要点

本文结合笔者多年工作的实践经验,对钻孔灌注桩的关键工艺控制要点进行了总结与分析,谨供大家作参考之用。

  【关键词】钻孔灌注桩;关键工序;控制措施
 
  1 前言
 
  钻孔灌注桩具有入土深、能进入岩层、刚度大、承载力高、桩身变形小,并可方便地进行水下施工等优点,适应性强,是目前用途最广泛的一种桩基础。但其施工中应做好关键工序的控制工作,只有这样,对钻孔灌注
桩质量才能取得事半功倍的作用。
 
  2 成孔作业
 
  2.1 孔深与沉碴
 
  钻孔灌注桩施工中应特别注意孔深与沉碴的控制,尤其对于端承桩,终孔时要测验一次孔深,灌注硅前测一只孔深,以确定孔底沉碴厚度,不能只在灌注硅前测一只孔深,以设计孔深来确定孔底沉碴厚度,防止“多打
少报”。孔深一般用测绳测量,应注意测绳的遇水收缩问题,使用前要先在水中浸泡一段时间,然后用钢尺校正后使用,终孔时最好测量钻杆长度确定孔深,并和测绳测量孔深对比,测孔深测绳要专用,使用中还应不时用
钢尺校正,以确保孔底沉碴厚度不超标。
 
  2.2 泥桨与孔壁泥皮
 
  钻进成孔过程中要注意泥浆与孔壁泥皮的控制,如果钻进粘性土层不易塌孔,用清水钻进最好,如果存在厚度大、易塌孔的砂层,就要使用泥浆,避免塌孔。使用泥浆应注意避免孔壁泥皮厚度过大。在成桩过程中,桩
周形成泥皮是不可避免的,泥皮达到一定厚度时,就会使桩的侧摩阻力大降低,对泥皮厚度的要求理论上是越小越好,至于具体多大可以保证单桩承载力设计值,由于成孔方法、泥浆性能等的不同,还有待于研究,据相关
资料介绍,泥皮厚度应控制在8mm以内。控制好桩周泥皮厚度,应做到:1)选取择适当的成孔方法,合理组织时间;2)设置有效的泥浆循环系统,严格按照《建筑桩基技术规范》(GJ9J4-94)(以下称规范JGJ94-94)规定制备泥
浆,在施工中加强泥浆的管理和维护,经常检查,及时清碴,调节泥浆性能;3)必要时,采用泥皮清除器或溜孔器清除泥皮。
 
  3 制笼作业
 
  3.1 加劲箍筋
 
  有的设计把加劲箍筋放在钢筋笼主筋内侧,这对于直径较小的桩,采用导管法水下灌注硅时很容易发生挂笼事故,使笼上串,特别是对于法兰式导管,尤应注意,不小心法兰边缘就会挂住加劲箍筋,若硅埋笼较深,导
管埋深较大,砼流动性差,挂笼后导管上下活动受限或干脆无法活动,处理不好,严重的会使导管拔不出来,丢在孔内,造成断桩,虽然也可以在法兰盘处设置锥形法兰护罩或焊上三角形加劲钢板,避免发生挂笼事故,但
是设置锥形法兰护罩因麻烦又不方便,现在施工中一般不用,若是焊上三角形加劲钢板,数量多了,影响拧螺砼,不方便施工,数量少了,效果不太好。因此,在施工前要认真查阅图纸,如果桩径较小,加劲箍筋设计在钢
筋笼主筋内侧,就应向甲方、设计方建议进设计变更,把加劲箍筋放在钢筋笼主筋外侧,消除施工事故隐患,保主施工质量。
 
  3.2 分段制作钢筋笼的连接
 
  对于分段制做的钢筋笼,连接时相邻的主筋接头应互相错开,错开距离大于500mm,保证同一截面内接头数不大于主筋根数的50%,吊放入孔时,两段笼的连接应垂直,特别是一段笼吊着在孔口和已入孔的另一段笼
焊接,要用吊锤测量垂直度,避免连接不垂直,下入孔内时碰挂孔壁,入孔困难,强行入孔后,造成孔壁坍塌,或造成成桩后钢筋出露,没有保护层。另外,使用法兰式导管时,应注意使主筋接头沿笼的圆周排列,避免每
段笼的下接头向笼内突出台阶,灌注硷起拔导管时挂卡法兰盘,一旦挂住,若处理不好,或挂起钢筋笼或起拔不动导管,酿成事故
 
  3.3 保护层设置
 
  水下灌注硅,主筋的硅保护层厚度一般为50mm,保护层允许偏差为±20mm,施工中我们用水泥和砂子制成轮形保护块,直径100 mm,厚度70 mm,中间穿上钢筋焊在两根主筋外侧,数量视笼径、笼长以及分段情
况而定,这等于给钢筋笼安上了轮子,使钢筋笼吊放入孔时比较顺利且不易挤入孔壁,使用效果相当不错,还避免了材料浪费。
 
  4 水下灌注硷
 
  4.1 导管底部至孔底距离
 
  导管底部至孔底距离规范(JGJ94-94)规定时宜为300-500mm,桩直径小于600mm时,可适当加大导管底部至孔底距离,但是加大至多大并无规定,有个别施工者施工时以是否埋管为标准,对于小直径桩片面加大导
管底部至孔底距离,这样做很容易造成埋浆或桩身底部硷质量低劣,其实用性导管底部至孔底距离小一些好,以隔水塞能顺利出来为宜,不宜过大。
 
  4.2 清孔换桨
 
  在水下灌注硅前,要进行二次清孔换浆,清孔时,不仅要上下活动导管,还要前后左右来回活动导管,把孔底四周都清除干净,不要只清除孔底中心部位。一些施工者和验收者只注意检查孔底沉碴厚度,而忽略了对泥
浆性能指标的检查,有经验的施工者,浇注硅前,泥浆的各项性能指标不一定都测,但是要注意检查验收,不仅要检测孔底沉碴厚度,还要注意泥浆的手感,手感不好,说明泥浆不合要求,即使沉碴达标,也要继续清孔换
浆。若在泥浆不合要求,相对密度、粘度过大的情况下灌注硅,有时会造成导管内硅不易下落,不得不提动导管,使得导管底部距离孔底过大,若硅下落不畅,离开导管底部一定距离后,稠泥浆就会托住硅使其落不到孔底
反而向上走,造成埋浆,桩长变短,或者即使硅能落到孔底,硅质量也不会太好;如果在提动导管前己落下一部分硅后不再下落,不得不提动导管,这时很容易提出硅面,形成一层夹泥,造成断桩,因此,要控制好清孔工
作,清孔时不仅要注意孔底沉碴厚度,还一定要注意泥浆性能能问题。
 
  4.3坍落度与水
 
  水下灌注硅对坍落度的要求较高,控制较严,一般在180-220mm之间,搅拌时应注意控制用水量,用水量少,坍落度达不到,流动性差,不易灌注。用水量偏大,一方面改变了水灰质量比,降低了硅标号,桩身强度
达不到要求,另一方面灌注过程中,很容易发生硅离析,若在导管中就会卡管,灌不下去,严重的就不得不拔管,造成断桩事故,因此,搅拌硅一定要注意控制用水量不要偏小或偏大。
 
  4.4用砂量
 
  采用导管法水下灌注硅,要求硅的和易性、流动性较好,用砂量在实际施工中,有个别具体操作者喜欢加大用砂量,以增大硅流动性,便于灌注作业,这样做会降低硷标号,影响桩身强度。应严格按配合比要求执行,
避免用砂量过大,把其控制在允许的偏差范围内。
 
  4.5导管埋深与钢筋上浮
 
  在灌注过程中,规范JGJ94-94规定导管埋深宜为2-6m,一般施工者都能注意做到保持最小的导管埋深,对于最大导管埋深却很容易忽略,硅只要能灌注下去,施工者就一直上料灌注,埋管深度甚至达十几米,远远大
于6m,这时不仅容易出现灌注的桩身硷质量不好,而且还容易出现一些问题;一是导管挂笼不易处理:另外有时还容易发生钢筋笼上浮问题,尤其对于不是全笼的桩孔,导管底部出口若正处于钢筋笼底端,笼顶只是吊着没有
固定或固定措施不好,就会发生钢筋笼上浮,并且浮力相当大,一旦上浮很难复位,只有割笼,使笼变短。因此一定在注意控制好导管埋深,对于不是全笼的桩孔,砼面上升到钢筋笼底部时,要适当控制放慢灌注速度,并
及时地尽快拔起导管,使导管底部出口高出钢筋笼底端一定距离,避免钢筋笼上浮。
 
  4.6导管的提拉
 
  在灌注过程中当硅下落不畅时要上下活动提拉导管,当起拔导管时要提拉导管,这时应注意如果导管的提拉速度过快、幅度过大,有时会埋进空气,造成桩身局部硷松,出现蜂窝、空洞等,特别是灌注至桩顶部时,灌
注时间过长、硅搅拌质量不好等,都会造成硅流动性变差,上下活动提拉导管,管外硅面上升,管内硷面高差到一定程度,管外硅面不再上升,若放下导管速度过快、幅度过大,管内硅流动性又差,有时会形成管外硅面高
于管内硅面,提拉拔出导管后,管外流动性差的硷坍落相对慢,水泥砂浆、泥浆、沉碴混杂迅速进入拔出导近后形成的空间,和硅、空气混合,造成桩身中部粗骨料少、杂质多,埋进的空气不易逸出,硅松、强度低,特别
严重即形成所谓“空心桩”。灌注时要控制好硅搅拌质量连续灌注,尽量缩短灌注时间,导管一定不能提拉速度过快、幅度过大,灌注至桩顶部,慢起慢落数次后,再慢慢提出硅面,以避免发生桩顶部中心硷质量低劣的空心
现象。
 
  5 结语
 
  综上所述,成孔作业阶段,孔深与沉碴的控制泥浆与孔壁泥皮的控制制;笼作业阶段,分段制作钢筋笼的连接的控制、加劲箍筋制做的控制、保护层设置;水下灌注混凝土阶段,导管底部至孔底距离控制、清孔换浆的
控制,坍落度和水的控制、提拉导管的控制等为钻孔灌注桩施工关键工序控制。

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