钻孔灌注桩施工技术分析 陈小平

发表时间:2019/7/10   来源:《建筑学研究前沿》2019年6期   作者:陈小平
[导读] 钻孔灌注桩施工技术以其施工工艺稳定、地质适应性强等优点在工程建设中得到了广泛应用。

上海兴博建筑安装工程有限公司
        摘要:钻孔灌注桩施工技术以其施工工艺稳定、地质适应性强等优点在工程建设中得到了广泛应用。但在实际工程施工中,如果施工方案或施工工艺不合理,在后续使用过程中会逐渐诱发各种病害,影响使用效果。本文以某航运中心工程围护工程项目实例为研究背景,从钻孔施工、清孔施工、钢筋笼安装、水下混凝土施工等方面进行论述,希望给到类似项目一点启示。
        关键词:建筑工程;钻孔灌注桩;成孔;钢筋笼安装;水下混凝灌注
       
       
1工程概况
        某航运中心工程由8幢商业建筑、地下商业中心、地下停车库以及景观区,地下室三层。场地南部设有较大面积游船港池,基地占地面积41345㎡,总建筑面积约192570㎡,地下一层主要功能为商业娱乐和设备层,地下二、三层为地下停车场。该工程全长约290米,南北长120~150米,深基坑外圆周长770 m,面积35800㎡。本工程基坑采用钻孔灌注桩+φ850@600三轴搅拌桩止水的围护形式,钻孔桩与搅拌桩之间采用高压旋喷桩或压密注浆填充。
        2工程特点和难点
        2.1土质均匀性差,不利于工程施工。本工程场地内表层杂填土厚度较大,钻孔灌注桩施工穿过的土质以粉质粘土、淤泥质粉质粘土、灰色粘土为主,这几个土层厚度不等,而且场地内分布有较厚的第3粘质粉土夹层,该层土体砂性较重,渗透系数较大,在该层土中成孔时容易坍孔,需注意钻孔灌注桩的成孔质量和止水帷幕的有效性。
        2.2工程紧靠黄浦江,开挖深度较深,地下水渗透性较强,对钻孔灌注桩成孔带来不利影响,容易造成孔壁坍塌,基坑开挖过程中容易出现渗水现象,因此对围护工程的施工质量提出很高的要求。
        2.3由于本场地原为码头,地下遗留有众多的障碍物
        施工区障碍物主要分为两类。一是原银泰花园E楼工程桩及围挡桩。主要位于施工区北侧,埋置较深,在北侧有部分围护钻孔灌注桩位置与原有老搅拌桩重合,由于老搅拌桩强度较大,在老搅拌桩中成孔时,钻进困难且容易跑钻;第二类为本工程南侧的表层混凝土,该层混凝土厚度较大,而且表层杂填土中混有大量石块,建筑垃圾等物,清理难度较大。
        3钻孔灌注桩施工技术
        3.1施工工艺选择
        3.1.1综合考虑各种因素影响
        在施工工艺选择制定的过程中,应结合工程项目施工图纸、地质勘查条件、考虑到工程造价和施工质量要求等诸多因素,选择了正循环成孔工艺,确定了水下混凝土浇筑的施工参数。
        3.1.2正循环成孔特点
        正循环成孔施工工艺能够适用于各类型的土层结构中,如:填土层、淤泥层、砂土层等,且在施工中有着较高的效率。本工程所采用的GPS-10型钻机,在重量上相对较轻,具有较高的机动性和灵活性,能够在一些较为狭小的范围内开展施工,且操作较为简单,故障发生率较低。从工序上来看,正反循环成孔施工工艺大致相同,只是在成孔施工中循环方向相反。通常情况下,采用正循环成孔施工工艺开始一次、二次清孔时,所需要的时间均应超过30min。
        3.2钻机就位
        由于本工程所采用的GPS-10型钻机自身重量较轻,因此在钻孔施工过程中采用滚筒移位方式。通过在施工现场架设钢枕或木枕(20cmX20cm),利用滚筒来移动钻机,使其到达指定位置,准备钻孔施工。
        3.3成孔工艺技术要求和技术措施
        根据施工现场地层情况,此次钻孔施工中采用直径为950和1000的合金钻头,钻进施工中相关技术指标如表1、2、3所示。在才开始钻进时,应当降低钻进的速度,保持较小的钻压。在逐渐进入到正常施工状态后,适当增大钻进的速度,增加钻压,同时注意控制泥浆的性能指标。如果钻进施工土层为淤泥层、砂土层等交易变形的土层,对钻进速度、钻压以及泥浆性能应当尤其重视。当需要加接钻杆时,先将钻具提离孔底一段距离,然后等待2-3min再进行钻杆加接。
        表1 注入孔口泥浆性能技术指标
       

3.4清孔
        在第一次清孔过程中,采用钻具直接进行清孔,先将钻头提离孔底约150-200mm,然后向孔内注入泥浆,并在清孔过程中保持对泥浆比重的关注,将泥浆性能维持在较为稳定的状态。在第二次清孔过程中,主要通过灌注混凝土的导管来输入泥浆,此阶段输入泥浆的比重应控制在1.25以内,且保证完成清孔后泥浆比重<1.20,成渣厚度控制在10cm以内,且在清孔完成后的30min内进行混凝土浇筑。
        3.5桩孔验收
        在清孔完毕之后,应当邀请现场监理人员对孔深、孔垂直度、孔底沉渣厚度、泥浆性能等做出验收,在其验收合格并签字确认后方可进行下一道工序施工。
        3.6钢筋笼安装
        3.6.1钢筋笼的吊放与定位
        钢筋笼在吊放的过程中应注意做好防变形处理,所选择的吊点应控制在加强箍筋的位置。在将其吊放入孔的过程中,应当保持缓慢下放,在遇到阻碍时应当停止继续下放或者上下轻微活动看是否阻碍消失,严禁强行将钢筋笼放入。当钢筋笼全部吊放完成后,应立即测量放入标高,并在测定合格后立即对其进行固定,以免后期灌注施工时出现钢筋笼上浮现象。钢筋笼应安放于孔的中心位置,允许出现的偏差值应控制在±50mm内。
        3.6.2防止钢筋笼上浮措施
        首先应用吊筋将钢筋笼与机架进行固定。然后在浇筑施工过程中,当浇筑液面处于钢筋笼底部位置时,适当减缓浇筑速度,避免其引起钢筋笼上浮。钢筋笼在制作和吊放的过程中避免主筋向内弯折,在拔出孔内导管时应当保持垂直缓慢拔出,避免导管与钢筋笼连接,使得钢筋笼上浮。混凝土的坍落度应在18-22cm之间,过大或者过小也可能引起钢筋笼上浮。
        3.7水下混凝土施工工艺
        钻孔灌注桩需应用到水下混凝土浇筑施工工艺,灌注施工质量将对桩身质量产生较大的影响,因此在实际施工中应当对该工艺引起重视。使用直径为258mm的导管,在对其入孔应用前做漏水试验,在确定无泄漏现象后方可投入使用,导管下入的高度一般控制在距离孔底30-50cm左右位置,以便其内部的球胆隔水塞能够顺利的排出。同时,对下入孔内的每根导管都应当做全面细致的检查,将丝扣上的浮渣清除,并检查密封圈的完好性,且在连接导管时涂抹黄油,提升连接顺畅性以及接口的严密性。
        混凝土有专门的搅拌站搅拌配制,然后运输到现场使用,每根灌注桩都应当制作1组(3块)混凝土试块,每车混凝土在运送到现场后都需做坍落度测试(18cm-22cm),确保浇灌混凝土的质量。在混凝土浇灌施工前应做好充分的准备工作。第一,加强与混凝土供应商的沟通,保证混凝土浇筑可以连续不间断施工,单桩灌注桩的施工时间应控制在6小时内,以避免桩孔顶面混凝土流动性不足,造成灌注顶升困难,从而造成施工质量问题。
        在混凝土浇筑施工过程中,应安排专人对混凝土液面上升速度和孔内友水情况进行检查和记录,及时准确有效的提升导管,并对其进行分段拆除。导管底端埋入混凝土液面的深度应在2-6m,每次导管的提升幅度不能超过6m,同时应当控制导管的轴线垂直度,避免在拔管过程中卡挂钢筋笼。通常在浇灌过程中桩顶部位应高出设计标高1m以上,以便后期对混凝土端面的处理。当灌注施工即将结束时,应当减缓导管的拔管速度,使砼面口缓慢弥合,避免快速拔出后出现泥浆混入的情况。
        每根混凝土桩都应进行1次以上的坍落度测量,进行1组(3块)的混凝土试块浇筑,并将试验过程进行记录。当试块制作24h后脱模,并对其进行标准养护,开始试验检验,将最终检验结果归入到档案之中。混凝土的实际浇灌量应当大于设计计算值,通常应控制在设计值的1.0-1.3倍。
        4结语
        本文分析了建设工程中钻孔灌注桩施工技术的特点和难点,并对钻孔灌注桩施工技术进行了全面分析。钻孔灌注桩施工技术的广泛应用离不开其自身的优良特性,但在实际操作中,应严格按照标准和实际情况进行,在施工过程中由于责任心不足或不严格控制就会造成断孔、缩颈与断桩等质量事故,造成一些不必要的经济损失,这样不仅影响了施工工期而且对工程质量产生一定要影响。因此,为了提高钻孔灌注施工质量,一定要严格按照施工规范的要求进行施工。本工程严格按照钻孔灌注桩施工方案进行,施工过程中的技术指标满足设计要求。
        参考文献
        [1]钻孔灌注桩技术在建筑工程施工中的应用策略[J]平克祥.山西建筑2019-02-10
        [2]钻孔灌注桩施工技术常见问题及解决措施[J]杨灿.河南水利与南水北调2019-02-28
        [3]钻孔灌注桩成孔工艺与质量控制问题探讨[J] 杨阳;汪贵临;胡洋;封凯;冯虎 城市住宅 2019-02-25

       

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