浅谈钢筋混凝土灌注桩基础施工技术

发表时间:2020/10/13   来源:《工程管理前沿》2020年6月18期   作者: 许维成
[导读] 钢筋混凝土灌注桩是一种直接在现场桩位上就地成孔

        许维成
        宾西经济技术开发区管委会行政审批服务中心  黑龙江省哈尔滨市   150431
        摘要:钢筋混凝土灌注桩是一种直接在现场桩位上就地成孔,然后在孔内浇筑混凝土或安放钢筋笼再浇注筑混凝土而成的桩。按其成孔方式不同,可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔和挖孔扩底灌注桩等。下面仅以钻孔灌注桩为例,浅谈一下钢筋混凝土灌注桩施工技术。
        关键词:钢筋混凝土;灌注桩基础;施工技术
        一、重视地勘资料
        钢筋混凝土灌注桩的工作原理主要是靠浇注凝固的混凝土与周围土体紧密结合后形成的摩擦力或桩端与持力层的抵抗力承载。工程地质及水文状况是是否适合使用混凝土灌注桩的前提,因此,地质勘察资料应详实准确,有的地质勘察报告是按比例抽样给出的,存在勘探孔间距过大,孔深过浅,土工实验数量不足,土工取样和土工实验不规范等问题,这对复杂的建筑,特别是地质条件差异很大的地区,明显是不够的,严重的会造成事故。因而这类地区桩基开始施工前,应对地质勘探资料和设计文件认真研究,对桩基持力层厚度变化较大的地区,应适当加密地质勘探孔,必要时进行补充勘探,防止桩基落在较薄的持力层上而发生持力层剪切破坏。施工单位在钻孔过程中应同步做好对地质、水文状况的校核,看是否与地质勘察报告相符,如发现不符,要及时报告监理并通知建设单位和设计单位会商处理。
        二、严把设计关
        设计是工程建造的纲领性文件,设计时应依据建筑物的特点和地勘报告中的水文、地质资料,选择适合的基础形式,同时还要考虑施工中的季节条件、材料特性、施工机具特点及施工方法等问题。即使在同一建筑中,也要随着地质勘察报告所给出的不同地下土质、水文状况,分别给出各部分的桩基直径、长度等设计方案,以使灌注桩基础完全达到上部结构承重及使用要求。在工程实践中,设计文件主要存在对地质勘探资料没有认真研究、桩型选择不当、地面标高不清等问题,设计者应给予高度重视,如场地有较厚的回填土或软土层时,设计人员应认真较核桩基是否存在负摩擦现象。
        三、加强施工过程管理
        施工是设计变现的环节,基础施工在整个建筑施工中有着举足轻重的地位。混凝土灌注桩对施工质量要求又很高,应重点做好以下几个施工环节。
        1、科学编制施工方案。依据桩基设计、地勘资料、现场条件、各种原材料、制品、机械数量及性能等编制操作性强的施工方案,按规定审核、签字后方可实施。如工程规模较大,可考虑流水作业及夜间施工方案。
        2、成孔方式与设备选择。依据成孔方式可分为泥浆护壁成孔、干作业成孔、沉管成孔、爆破成孔灌注桩等,所对应的成孔施工方法有机械、人工、爆破等方式,机械成孔主要有正(反)循环回转钻、冲抓钻、冲击钻、旋挖钻、潜水钻、长螺旋钻等,其中,正(反)循环回转钻泥浆护壁钻孔是适合一般土质的常用施工方式,如遇到碎石土、风化岩层可选用冲击钻提高钻进效率。
        3、泥浆护壁成孔准备。泥浆是护壁成孔灌注桩施工的重点辅助用料,直接关系到成孔过程中对孔壁泥土的黏固作用,也直接影响对孔底沉渣厚度的有效控制及清孔效率。泥浆制备应根据施工机具、工艺及穿越土层情况进行配合比设计,宜选用高塑性黏土或膨润土。泥浆护筒埋设顶面应高出施工水位或地下水位2米,并宜高出施工地面0.3米。清孔后混凝土灌注前,泥浆相对密度应小于1.10,含砂率不得大于2%,黏度不得大于20Pa·S。现场还应设置泥浆池和泥浆收集设施,废弃的泥浆及钻渣应收集处理,不能污染环境。


        4、桩机就位成孔。依据现场引测好的施工控制点,准确定位桩基位置,桩位偏差要控制在施工规范标准以内。桩机就位偏差也要在控制范围内,并控制好垂直度,在钻进过程中,要按规范要求随时检查钻机、钻杆垂直度,如发现偏差,及时纠偏后,再继续钻进。泥浆护壁成孔时,要根据泥浆补给情况控制钻进速度,并保持钻机稳定。钻进过程中,如发现斜孔、塌孔和护筒周围冒浆、失稳等现象时,应先停钻,待采取相应措施后再继续钻进。如采用冲击钻成孔时,应低锤密击,反复冲击造壁,并保持孔内泥浆面稳定,每钻进4—5米,应验孔一次,在更换钻头前或容易缩孔处,均应验孔并做好记录。冲孔过程中,如遇到塌孔、斜孔、梅花孔等情况,应采取相应措施后方可继续施工。成孔过程中,需要有经验的操作人员,时时对钻机钻进状态进行把握,发现问题及时采取有效措施,确保成孔质量。
        5、精准判别持力层。持力层的判别是钻孔桩成败的关键,现场施工必须给予足够重视。对于非岩石类持力层,判断比较容易,可根据地质资料,结合现场取样进行综合判定。对于桩端持力层为强风化岩或中风化岩的桩,判断岩层界面难度较大,可采取以地质资料要求的深度为基础,结合桩基的受力、主动钻杆的抖动情况和孔口捞样进行综合判定,必要时进行原位取芯验证。
        6、严控孔底沉渣厚度。混凝土成桩的桩尖是桩承重的重要部位,如施工过程中,沉渣超过规范要求,势必会影响桩的承重效果,因此要严格控制桩底沉渣厚度。成孔过程中及下放钢筋笼,混凝土导管都有可能造成孔体周围土体跌落孔底,因此灌注桩的沉渣厚度应在钢筋笼放入后,混凝土浇筑前测定,是二次清孔后的结果。吊放钢筋笼入孔时,不得碰撞孔壁,就位后应采取加固措施固定钢筋笼位置。沉渣厚度的检测应采用重锤或更为先进的沉渣仪测定。设计未要求时,端承桩的沉渣厚度不应大于100mm,摩擦桩的沉渣厚度不应大于300mm。
        7、规范浇注混凝土。混凝土浇注是最后一道施工工序,也是关键施工工序。水下灌注桩采用的混凝土宜为预拌混凝土,其最大粒径不宜大于40mm,混凝土配合比应通过实验确定,须具备良好的和易性,坍落度宜控制在180—220mm。灌注桩各工序应连续施工,钢筋笼放入泥浆后4小时内必须浇注混凝土。下放的混凝土导管应严密不漏水,表面光滑圆顺,直径宜为20—30cm,节长宜为2m。导管轴线偏差不宜超过孔深的0.5%,且不宜大于10cm。导管采用法兰盘接头宜加锥形活套,采用螺旋丝扣型接头时必须有防止松脱的装置。导管端部隔水球应有良好的隔水性能,并应保证顺利排出。桩孔必须经检验合格,方可浇注混凝土。开始灌注混凝土时,导管底部距孔底的距离宜为300—500mm,导管首次埋入混凝土灌注面以下不应少于1m,在灌注过程中,导管埋入混凝土的深度宜为2—6m。灌注水下混凝土必须连续施工,并应控制提拨导管速度,严禁将导管提出混凝土灌注面,直至灌注完毕,灌注过程中的故障应记录备案。灌注桩的实际浇注混凝土量不得小于计算体积,套筒成孔的灌注桩任何一段平均直径与设计直径的比值不得小于1.0。桩顶混凝土浇注完成后,应高出设计标高0.5—1米,并应确保桩头浮浆层凿除后桩基面混凝土达到设计强度。当气温低于零摄氏度以下时,浇注混凝土应采取保温措施,浇注时混凝土温度不应低于5摄氏度,当气温高于30摄氏度时,应根据实际情况对混凝土采取缓凝措施。
        结束语:混凝土灌注桩是实用性很强的一种桩基础形式,具有施工成本低、节约木材、便于施工、承载力高、噪声小、适合夜间和冬期施工等优点,是东北地区优选的建筑基础形式。建筑从业者应加强对这一基础类型的了解和掌握,从地质勘察、工程设计、施工等各环节加以把控,使其在建筑产品中发挥应有的作用。
        参考文献:
        [1]范小平.钢筋混凝土预制桩、灌注桩基础的施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(25):571-572.
        [2]江苏长江机械化基础工程有限公司.钢筋混凝土灌注桩基础结构:CN201820924264.X[P].2019-01-04.
       
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