浅谈钻孔灌注桩施工工艺和质量控制

发表时间:2021/6/3   来源:《基层建设》2020年第36期   作者:王兆伟 孔艳 徐静静 张义祝
[导读] 摘要:钻孔灌注桩具有施工时无振动、无挤土、噪音小等特点,还具有较高的安全性及较强的稳定性,在水利工程建设基础应用中十分广泛。
        连云港市市区水工程管理处  江苏连云港  222000
        摘要:钻孔灌注桩具有施工时无振动、无挤土、噪音小等特点,还具有较高的安全性及较强的稳定性,在水利工程建设基础应用中十分广泛。根据钻孔灌注桩施工实践,总结钻孔灌注桩的施工工艺流程,分析钻孔灌注桩施工质量控制要点,不断提高灌注桩施工质量。
        关键词:水利工程;钻孔灌注桩;质量控制;
        1.钻孔灌注桩施工流程
        灌注桩施工的工艺流程为:施工前准备工作(场地平整、确定桩位坐标点)→埋设护筒→泥浆池的设置→泥浆配制→搭设钻孔平台和钻机就位→钻孔清孔作业→钢筋笼吊装→导管的拼装与吊装→浇筑混凝土→拆除护筒。
        施工中的灌注桩成孔、钢筋笼制作、安装及混凝土浇筑等均应严格按有关施工规范执行。在时间顺序上,根据先主后次的原则,满足工期控制需要。
        2.施工工艺
        做好施工前准备工作:一是进行场地平整、清除杂物,回填土应夯打密实;二是设置测量控制网,进行桩位测量放样,确定桩位坐标点。
        (1)埋设护筒
        钢护筒具有足够的刚度,每节钢护筒长1.5~2米,上、中、下设加强箍,节与节用法兰联结,联接缝处垫弹性材料,确保不漏水。护筒内径比桩径大200mm。护筒有固定桩位、引导钻进方向的作用,故在护筒埋设时,顶端应高出地下水位和孔外水位1.0m~2.0m,且高出地面0.3m,底端埋置深度不小于1m,且护筒的接头处,要求能耐拉、压,不漏水。护筒中心竖直线与桩中心线重合,除设计另有规定外,护筒安装水平允许偏差不得大于5cm,护筒垂直线倾斜不得大于1.0%。护筒埋设完成后,均用精密水准仪测量钢护筒顶面高程,并监理工程师复测后,将护筒高程记入有关原始记录表格。
        (2)泥浆池的设置
        泥浆池和沉淀池可因地制宜,合理布置相邻几个桩基共用一套泥浆循环系统,为减少对周围环境的污染,对沉碴和灌注时溢出的泥浆,采取随清随运,防止泥浆溢流污染周围环境,严禁将泥浆直接排入河道。
        (3)泥浆配制
        泥浆制备选用高塑性粘土,造浆用的粘土塑性指数应大于15,小于0.05mm的粘粒含量大于50%。经常测定泥浆比重,泥浆比重,应控制适当,过稠影响钻进速度,过稀不利于护壁排渣,注入干净泥浆的密度控制在1.1 g/cm3左右,排出泥浆的密度应在1.3g/cm3以下,含砂量不大于4%,用手触应无粗粒感觉。
        (4)搭设钻孔平台和钻机就位
        本工程搭设陆上钻孔平台。钻孔工作平台搭设由方木、板木等组成陆上钻孔工作平台,工作平台装有纵移和横移系统,便于钻孔移动就位。在工作平台上安装钻机底盘,并初步定位,然后安装钻架、钻机转盘、钻机、电动机以及起吊系统等,最后反复调整钻机底盘水平,并使吊点中心、转盘中心和桩位中心位于同一铅垂线上,中心偏位不大于50mm。钻机就位以后,经监理工程师复查无误,将钻机底盘固定牢固。
        (5)钻孔、清孔作业
        开钻之前要再一次复核桩的位置,同时要检查钻机平台是否水平,稳固。钻机顶部的起吊滑轮缘、转盘中心和桩孔中心三者应在同一铅垂线上,其偏差不得大于2cm。钻孔过程中,根据土质情况,采取不同的钻进速度,密切注意钻孔的扩孔系数。同时严格按照操作工艺,以尽量减少塌孔、偏孔、扩孔和缩孔、坚硬物落入孔中。
        清孔时将钻具稍向上提升30-40cm,用转杆底部输出的循环泥浆将钻渣浮起溢出孔口。经检查孔底钻渣沉淀层厚度小于或等于图纸规定并经监理工程师复测确认孔底沉淀层厚度符合图纸规定,即停止清孔。

清孔过程中始终保持孔内水位高于地下水位或孔位水位1.5-2.0米以上。清孔结束,立即拆除钻杆及钻头,拆除时同样要按上述要求保持孔内水位。拆除钻具后,对孔径,孔形和倾斜度,采用专用仪器测定,特殊情况下,采用外径D等于钻孔桩钢筋笼直径加100mm(但不大于钻头直径),长度不小于4D-6D的钢筋笼检孔器,吊入钻孔内检测,若检孔器在孔内从上到孔底顺利通过,则孔径、孔形符合要求。倾斜度亦可测量,当检孔器在孔底时,测得吊绳斜度即为钻孔的倾斜度。检测时,在有监理工程师在场的情况下进行,检查合格后进行下道工序的施工。
        (6)钢筋笼制作、吊装
        钻孔灌注桩的钢筋骨架,事先在钢筋制作场断配成型,运至现场绑扎电焊成型,接头采用搭接单面焊,焊缝长度为10d,同一断面内接头面积不超过50%,钢筋骨架焊接质量经监理工程师复查合格后方放入孔内。
        (7)导管的拼装与吊装
        钢筋骨架定位后,立即吊放导管。导管整体拼装后,由下向上用油漆标注尺以便计算导管的总长度和精确计算导管在砼中的埋置深度。下放导管时,使导管尽量位于孔的中心部位垂直下沉,防止导管碰撞钢筋骨架。导管底端距离孔底距离约为30cm,导管总长根据孔深和浇筑平台的高程经计算确定。导管上升与下降可用钻机上副卷扬机进行起吊。导管吊装定位后立即吊装储料斗,储料斗的提升用钻机上主卷扬机。储料斗的大小主要考虑浇筑首批砼能确保导管埋深在1.0米以上。
        (8)灌注水下混凝土。
        水下混凝土灌筑时,应保证导管埋入深度不小于1m,经常用仪器探测孔内混凝土面的标高,及时调整埋管深度。一般埋管深度控制在2~4m左右,但不得大于6m,提管采用钻机自身进行。并防止导管上浮,以免出现断桩事故。
        (9)拆除护筒。灌注工作完成后,砼强度达到规范要求后,即可拆除护筒。
        3.质量控制要点
        (1)测量控制准确。以工程勘测单位交付的工程基点为基础,测量定出轴线及桩位中心点。钻孔前需要校核桩位,钻孔过程中要随时复核桩位。确保灌注桩位置不发生变化。
        (2)钻机就位。这是一项很重要的工作,关系到钻孔桩平面位置和垂直度的准确性,钻孔就位后,反复调整,仔细检查纠正,直至完全符合要求。
        (3)钻孔、清孔连续作业。钻孔前,应对钻机及配套设备运行状况进行检查,钻孔必须连续作业,不得间断。钻孔结束后,应立即进行清孔处理,清孔采用不停钻、不进尺,直到孔内沉淀厚度达到要求。
        (4)配备发电机,保证设备连续运行。遇到突发情况停电时,能够保证砼灌注的连续性。
        (5)控制导管埋深。灌注混凝土时要控制好导管的埋深,防止发生断桩。
        (6)保证导管充实。尽量保证导管内混凝土充实,当导管内含有空气时,后续混凝土应缓慢灌入,防止管内形成高压气栓塞,导致导管漏水或者造成混凝土出现夹层或离析。
        4.结束语
        钻孔灌注桩的施工质量水平,关键在于现场施工管理。现场施工需要严格遵守和执行有关的施工质量规范,严格执行各项操作规程,施工前应进行技术交底,施工操作人员对施工的每个环节熟悉掌握,提高全员质量意识,确保质量管理贯彻整个施工过程。
        参考文献:
        [1]彭建.浅谈钻孔灌注桩的施工工艺[J].城镇建设.2020(03),753.
        [2]李兆明.浅谈钻孔灌注桩的施工工艺[J].科技向导.2013(06),192.
        作者简介
        王兆伟(1984—),男,山东省日照市人,研究生,工程师,从事工作:水利工程建设管理。
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