钻孔灌注桩施工工艺与常见问题的处理

发表时间:2021/7/8   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:唐修
[导读] 摘要:钻孔灌注桩具有入土深、承载力高、可水下施工等优点,被广泛应用于桥梁等工程中,如何保障工序的顺利进行,灌注桩质量的优异,以及遇到突发事故的处理也成为了热门的问题。
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        摘要:钻孔灌注桩具有入土深、承载力高、可水下施工等优点,被广泛应用于桥梁等工程中,如何保障工序的顺利进行,灌注桩质量的优异,以及遇到突发事故的处理也成为了热门的问题。本文通过介绍钻孔灌注桩施工工艺,与灌注桩施工中常见事故的处理,规范钻孔灌注桩流程,提供钻孔灌注桩施工中一般问题的处理方法。
        关键字:钻孔灌注桩;施工工艺;问题的处理
        一.钻孔灌注桩施工工艺
        1施工工艺
        (1)孔位测量
        采用全站仪测设桩位,并探明有无管线埋在地下,当管线与桩位相冲突的时,报告设计及监理后共同研究解决后,方可埋设护筒。桩位利用十字线引到护筒位置以外打设四根木桩,根据四根木桩的交汇点埋设护筒,护筒埋设好后再用全站仪进行复验,并对桩中加以标识,以便钻机就位时对中。
        ⑵泥浆制备和使用
        施工过程主要靠制作泥浆对孔道进行护壁,其各项指标要求见表。泥浆的性能指标根据实际钻进的情况进行调整。在桥墩之间每间隔一跨设置一泥浆池。
        布置原则:泥浆池原则上布置在便道的相对侧,每个墩位设置泥浆池,泥浆池的排列要整齐、有序,在施工便道跨越线路地段,泥浆池位置可根据现场情况作适当调整。
        二.施工要点
        1.钻孔前钻孔施工平台铺设30cm砖渣,碾压密实、平整,保证桩基施工时不出现倾斜、晃动等不良现象。钻孔前施放桩位点,放样后四周设护桩并复测,误差控制在5mm以内。进一步确定是否有障碍物,必须待甲方或监理验收合格后方可进行成孔施工。
        2.设置护筒:根据桩位点设置护筒,护筒采用厚度为10mm的A3钢板卷制而成,内径比桩径大20cm,高度为2.5m一节,挖坑埋设,并在护筒周围对称、均匀地回填粘土,并分层夯实,埋臵深度不小于2m。严格控制护筒的位置和垂直度,护筒顶面高出地面30cm或高出施工时的水位1m以上,以防止杂物、地面水流入井孔内。
        3.钻进成孔
        ①钻机就位:首先用石棉线通过护筒的直径方向交叉定出桩孔中心,利用护桩检查桩孔的中心位置是否正确,然后调整钻架,使钻架上的起吊滑轮线、冲击锥中心和桩孔中心三者在同一铅垂线上,其偏差不得大于20mm。钻机精确就位后,固定好钻机,启动卷扬机吊起冲击锥,把冲击锥徐徐放进护筒中准备冲击钻进,冲孔之前,对主要机具及配套设备需进行检查、维修。
        ②冲孔前,需经监理工程师同意后方可开钻。
        施工人员必须熟悉施工设计图纸所提供的地质、水文资料,以供对不同地层选用不同的钻头、冲程及适当的泥浆比重。钻进过程中,经常注意土层变化,在土层变化处均应捞取渣样,判断土层,记入施工记录表中,并与地质柱状图土层核对,是否满足承载力要求,作为终孔时的重要依据。
        ③钻进,钻机安装就位后,底座和顶端要平稳,不得产生位移和沉陷。初钻时进尺适当控制,采用小冲程,使最初成孔竖直、圆顺,防止孔位偏心、孔口坍塌。进入正常钻进后,采用4-5m中、大冲程,但最大冲程不超过6m。钻进过程中及时排渣,并保持泥浆的密度和粘度。同时经常注意地层的变化,在地层的变化处均应捞取渣样,判断地质的类型,填入记录表中,并与设计提供的地质剖面图相对照。
        4.终孔检查
        钻孔达到要求深度后,对孔深、孔位、孔径、孔形和倾斜度进行检查,并将检查结果填入终孔检查表。确认满足设计要求后,立即填写终孔检查证书,并经监理工程师签认,方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。孔径、孔形和倾斜度采用检孔器吊入钻孔内检测。
        清孔
        ①钻孔达到图纸规定深度或根据桩基终孔原则经监理工程师批准同意终孔后立即进行清孔。
        清孔采用换浆法,用换浆法清孔不需另加机具,且孔内仍为泥浆护壁,不易塌孔,但容易造成清孔不彻底,应特别注意,一定要保证清孔时间及清孔质量,避免出现缺陷
        (二次清孔后进行灌注水下砼。
        钢筋笼下放完毕,须进行二次清孔,当泥浆浓度、含沙率及沉渣厚度达到设计要求和规范要求后,并经监理同意,可以进行灌注水下混凝土。清孔后,从孔底提取的泥浆指标要符合规范要求,
        即相对密度:1.03~1.10;粘度:17~20Pa〃s桩。
        含砂率:<2%;胶体率:>98%。在灌注水下混凝土前,孔底沉淀物厚度不超过设计图纸的规定值,提前做好灌注水下混凝土准备工作,缩短清孔至灌注水下混凝土间隔时间。


        5.钢筋骨架
        ⑴骨架的加工及质量保证的措施
        钢筋接头采用搭接焊,其中双面焊焊缝长度不应小于5d,单面焊不应小于10d,同时焊接接头按规范要求进行检测试验合格后才准下一道工序进行。
        箍筋与主筋焊接时,应使箍筋的平面垂直主筋。控制主筋间距,保证箍筋的对接圆度。从而保证钢筋骨架的质量。
        ⑵注意事项
        ①钢筋连接处的保护层厚度应满足设计要求。
        ②分节制作钢筋骨架过程中,每节钢筋骨架都要进行编号,明确钢筋骨架的墩号、桩号和节段号,防止对接过程中出错。
        (3)钢筋笼吊装:
        ①采用三点吊。第一吊点在骨架的下部,第二吊点设在钢筋笼中部加劲箍筋处,第三吊点设在第一层加劲箍筋处(或根据钢筋骨架长度和施工现场具体情况确定)。
        ②对于长骨架,起吊前在骨架内部临时焊接Φ20钢筋以加强其刚度。当骨架进入孔口后,应将其扶正徐徐下降,严禁摆动碰壁。
        ③整个骨架吊装完毕后将其吊筋焊接在护筒上,同时用2根I20工字钢横挑住钢筋笼上设置的吊筋搁置在枕木上,防止钢筋骨架下沉或上浮。
        6.灌注水下混凝土
        ⑴砼导管安放
        砼导管采用直径为300mm钢导管丝扣连接,安放导管前进行水密性试验,试验方法是把拼装好的导管先灌入70%的水,两端封闭,一端焊输风管接头,输入0.8Mpa压力。导管需滚动数次,经过15min不漏水即为合格,可以用于灌注水下混凝土使用。
        ⑵混凝土的运输
        桩基施工采用商品砼,用混凝土罐车运输。
        ⑶灌注水下混凝土的技术要求
        ①灌注前,测定底沉淀层厚度。如超出规定厚度摩擦桩不大于10cm,则进行第二次清孔使沉淀厚度达到设计要求(≤10cm),然后立即灌注首批水下混凝土。首封混凝土的浇筑应注意,在向漏斗中倾倒混凝土前,用塞球将导管顶口塞死,将联结塞球的钢丝绳挂在吊车小勾上,当混凝土倾倒入漏斗并满足首封混凝土方量的时候迅速提升吊车小勾,拔出塞球,将首封混凝土放入导管。
        ②灌注首盘水下混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部的需要。
        ③启动吊阀后,混凝土应连续灌注。在灌注过程中,导管的埋置深度宜控制在2~6米。经常测探孔内混凝土面的位置,及时拆除导管及冲洗。
        ④为防止钢筋骨架上浮,前期应减缓混凝土的灌注速度。当混凝土上升到骨架底口4米以上时,提升导管,使其底口高于骨架底部2米以上,即可恢复正常灌注速度。
        ⑤灌注的桩顶标高应比设计标高高出0.5~1.0米,多余部分浇筑承台混凝土前凿除。
        ⑥桩基础钻孔完成后迅速组织混凝土施工,以防止出现塌孔。施工时混凝土浇筑必须连续,并准备预备方案(配备发电机、混凝土搅拌设备),防止混凝土浇筑过程中出现意外。
        三、灌注桩工艺优化
        3.1清孔工艺优化
        旋挖钻孔清渣方法较多,我们提倡的是没有最好,只有合适,每一种工艺方法都必须与设备,人员,地层环境相适宜,能简单处理就不复杂处理。小直径桩,浅桩,由于桩孔断面小,清空深度小,采用泥浆正循环二次清空就能较好满足要求。
        对于大直径桩,超深桩,采用泥浆正循环清空速度慢,效果差,此时必须采用泥浆反循环清孔工艺。反循环清孔工艺中,根据桩径和孔深合理选择泵吸或者气举循环工艺。
        3.2桩头凿除的工艺优化
        在钻孔结束后安装钢筋笼前,将事先加工好的复合脱松套或PE管直接套入钢筋笼外露承台的主筋和声测管外端表面,将钢筋笼伸入承台的主筋和声测管全部包裹密封,使桩头混凝土和主筋不发生握裹。复合脱松套或PE管底端设在切割线下75mm处,下部采用胶带固定,胶带深入桩体5~10CM。为了保证复合脱松套或PE管的整体位置准确,在桩头内用细铁丝将缠绕在钢筋上的胶带绑扎固定,保证其不发生窜动,将其位置固定。
        参考文献:
        [1]廖世杰.钻孔灌注桩施工工艺及常见问题处理方法[J].城市建设,2010,(27):255-256.
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