探究建筑桩基工程中旋挖钻孔成桩施工技术 尹逊彬

发表时间:2021/4/22   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:尹逊彬
[导读] 摘要:在工程具体的建设过程中,与以往的钻孔施工技术不同,应用旋挖钻机成孔灌注桩施工技术,不管是在施工质量以及钻进实效性方面,还是在技术自动化水平层面,都会取得相对良好的成效。
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        摘要:在工程具体的建设过程中,与以往的钻孔施工技术不同,应用旋挖钻机成孔灌注桩施工技术,不管是在施工质量以及钻进实效性方面,还是在技术自动化水平层面,都会取得相对良好的成效。基于此,以下对建筑桩基工程中旋挖钻孔成桩施工技术进行了探讨,以供参考。
        关键词:建筑桩基工程;旋挖钻孔成桩;施工技术
        引言
        在桩基施工阶段中,旋挖钻孔桩与其他钻孔桩施工工艺相比具有更优的工程综合效益,可以有效减少工程总体成本。这主要是由于后注浆法桩基础施工工艺能够提高桩基的安全性与工程质量,降低了桩基工程的安全风险。
        1旋挖钻机成孔技术的优势
        旋挖钻进成孔技术就是借助旋挖钻机底部带有活门的桶式钻头,对岩土进行破碎处理,并直接装入钻头内,随后借助钻机提升以及伸缩钻杆提取钻头进行卸土工作,随后再次进行钻孔取土和卸土操作,一直到钻进到原定施工设计深度为止。对于那些具备较好黏结性的地下岩土层,可以选择干式或者清水钻进工艺。而在土质松软的区域内使用旋挖钻机成孔技术,则需要使用静态泥浆护壁钻进工艺。与使用循环钻机相比,旋挖钻机是在岩土破碎之后将之取出,而循环钻机则是借助泥浆的循环将钻渣排出孔洞之外。因为旋挖钻机成孔技术是进行岩土的破碎取出,其成孔速度相对较快。同时,孔壁自身泥皮厚度较薄,使得桩基的侧摩擦力数值进一步提高,极大地提高了桩基的承载力,再加之孔底沉渣数量较少,清孔操作较为便利,成桩质量较为优秀。
        2旋挖钻孔成桩施工技术的施工工艺
        2.1泥浆制备
        因钻机施工中泥浆可以防止孔壁坍塌、抑制地下水、悬浮钻渣等作用,为此泥浆是保证孔壁稳定的重要因素。由于地基岩土中又夹有粉砂土层、亚砂层,地面水位较高的特点,调制出良好泥浆的各项性能指标尤为重要。泥浆池容积大小一般为施工孔体积的3倍,工程的桩身长度最长为40m,每根桩需要的泥浆为20.5m3,泥浆池的容积至少为62m3。结合场地的实际情况,泥浆池设置在场地适当位置并动态调整。施工过程中随时检测清孔后灌注砼时泥浆的各项性能指标,确保泥浆对孔壁的撑护作用,避免发生质量事故。
        2.2埋设钢护筒
        钢护筒的高度为3m,壁厚为10mm,内径为2000mm,上下口外围均焊接一圈加劲环,钢护筒的强度应符合施工要求。钢护筒埋设时,采用旋挖钻头加压将钢护筒静压入土体,护筒顶部露出地面高度为0.4m。钢护筒四周采用粉质粘土均匀回填并夯实,钢护筒的垂直度偏差≤1%,平面位置偏差≤50mm。
        2.3清孔
        清孔分2次,清孔方法为反循环清孔,采用高压泵将孔底沉渣和泥浆吸到钢制泥浆池中,将制备好的泥浆再注入孔内,第一次清孔要求泥浆比重为1.2,孔内泥浆的含砂率≤8%。下放钢筋笼后进行第二次清孔,二次清孔后,要求泥浆比重为1.15,孔底沉渣厚度≤50mm,孔内泥浆的含砂率≤6%。
        2.4干孔混凝土灌注
        混凝土采用干孔导管法进行灌注,导管直径为250mm,底节长度为4m,其余采用标准节进行连接,导管下放之前应进行试拼和试压,确保导管不漏水。导管下口与孔底的距离为0.3~0.5m。采用管夹将导管固定在桩位中心,在导管内放置隔水球,由于孔深较深,混凝土下落高度较大,过大的落差容易对孔底产生较大的冲击振动,导致部分岩层出现掉落现象,隔水球能够有效地减缓混凝土下落的冲击力。混凝土的坍落度为180~220mm,根据施工时气候情况添加适量的缓凝剂,混凝土和易性应良好。首灌混凝土量必须封孔并确保导管埋入混凝土深度≥1m,为了确保混凝土的密实度,要求导管埋入混凝土深度≥3m,以保证有足够的压强。混凝土浇筑应连续,根据混凝土面的高程计算好拆管节数,及时拆管,桩顶混凝土应超灌1m,待灌注剩下5m时应插入振动棒进行人工振捣,提高混凝土的密实度。


        2.5桩底后注浆
        桩基混凝土灌注完成7d即可进行桩底注浆作业。注浆材料为水泥浆,水泥采用P•O42.5,水灰比为0.5,注浆前采用加压的清水来疏通注浆管。注浆时应对称等量同时操作,初始注浆压力为1.5MPa,注浆速度≤75L/min,按照由外向内的顺序部署注浆,终止注浆的标准为注浆压力或注浆量符合设计要求。当注浆压力为6MPa并持续稳压注浆3min或注浆量为1.5t即可停止注浆。注浆过程中应观察地面情况,如果出现冒浆等情况,应停止注浆,采用间歇注浆方法重新注浆。
        3旋挖钻孔成桩施工技术施工质量的控制措施
        3.1钻孔质量的控制
        在进行旋挖钻孔施工前,施工人员需根据施工现场的地质环境和设计方案的工艺要求进行综合性考虑后,选择合适的进钻施工方式和速度。合适的进钻施工方式可提升施工效率;合适的进钻速度可防止钻头和孔壁间产生负压,使施工质量得到保障,避免出现孔洞的坍塌。若出现孔洞坍塌的情况,首先,查明原因并采取相应的措施防止坍塌面积的扩大化;其次,用吸泥机吸出坍入孔中泥土并恢复正常灌注;若孔洞坍塌的部位较深且无法得到及时有效地控制,需将护筒、钻头和钢筋拔出,最大限度保存住孔位,再进行回填作业并进行填土夯实后重新钻孔。
        3.2坍孔预防
        施工前根据地层勘察结果拟定钻进措施。预防坍孔首先要设计符合工况的合理的泥浆参数。护筒使用卷板机在制作车间卷制加工,护筒所用材料为5mm厚钢板,其内径应大于桩径20~30cm。为防止坍孔需要加强护筒整体刚度,采取的措施为在护筒焊接接头处设置15cm宽钢带,筒底设置50cm宽钢带作为刃脚,分段制作,通常每段长2m,施工现场接长。钢带焊接采用坡口双面焊,焊缝连续并保证不变形。钢护筒垂直度偏差不应超过1%,为控制护筒埋设垂直度,首先由人工挖孔,直至准确的平面位置,通常平面位置偏差≤5cm。护筒顶端高度根据地质、水位等情况按照技术规范的要求设置,护筒高度通常高出施工水位或地下水位1.0~2.0m,并应高出施工地面至少0.3m,埋置深度为2~4m。护筒四周用粘土夯实,满足技术规范要求。
        3.3钢筋笼质量的控制
        在钢筋笼制作前需对进场的原材料进行详细检测,进场钢材需提供可证明其质量符合国家相关标准的材料,进场后须严格按照规范要求进行取样和复检试验,确保原材料的质量符合国家标准和设计使用要求,严禁使用不符合国家标准的钢材进行施工。在进行钢筋笼的制作时需严格按照设计要求进行,对施工人员进行相关的培训,在焊接过程中需对焊接工艺、焊条规和品种进行严格要求,确保焊点的焊接质量达标。在钢筋笼下放到指定位置后进行加固处理,在下放的过程中,可以通过采取必要的技术措施,防止钢筋笼上升的情况发生。
        结束语
        与普通的钻孔施工技术不同,旋挖钻机成孔灌注桩施工技术的优点很多,并且有着明显的技术优势。然而,若技术的利用不够规范和标准,必然会影响施工的质量和效率。故而,在具体的施工作业开展过程中,应该强化对施工各个细节的把控,加大对施工质量的管理和监督,保证可以从根源促进成孔灌注桩施工质量的增强。
        参考文献:
        [1]陈玉国,王新涛.探析建筑桩基工程施工中旋挖钻孔成桩施工技术的应用[J].中国建材科技,2020,29(01):137+139.
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