【摘要】鉆孔灌注樁是灌注樁系的重要組成部分,主要在工程施工現(xiàn)場用于地基打樁,通過機械和人力挖掘、鋼管擠土等方式形成樁孔,以便于安插鋼筋和澆灌混凝土。鉆孔是地基施工中的一項關(guān)鍵程序,在施工中有著嚴(yán)格的操作要求,以此來保證成孔的質(zhì)量和深度。實際施工中,由于鉆孔灌注樁沉渣引起的工程問題屢見不鮮,本文結(jié)合這些問題,找到控制沉渣的方法措施。
【關(guān)鍵詞】鉆孔灌注樁 沉渣 清孔 控制措施
鉆孔灌注樁在各類建筑工程中廣泛應(yīng)用,對于固定鋼筋,澆筑混凝土具有重要作用。而鉆孔灌注樁沉渣問題會導(dǎo)致灌注樁承載力下降,對建筑物造成沉降,嚴(yán)重影響了其正常功能的發(fā)揮,給建筑施工帶來消極影響。近些年來,建筑行業(yè)迅猛發(fā)展,在工程施工中使用的鉆孔灌注樁直徑日益加大,深度也越來越深,其中操控環(huán)節(jié)程序繁多,對于灌注樁的承載力的影響因素也比較多,在實際使用過程中,許多問題都需要進(jìn)行詳細(xì)的探究,旨在找到對應(yīng)的解決辦法,提高施工質(zhì)量和效率。
一、鉆孔灌注樁沉渣的定義和規(guī)范要求
鉆孔灌注施工需要使用正循環(huán)和反循環(huán)鉆機進(jìn)行鉆孔,在鉆孔時必然會產(chǎn)生巖石泥土等廢渣和碎屑,被鉆機切割后產(chǎn)生的巖土碎屑和自身性質(zhì)松軟的土層塌陷,和泥漿進(jìn)行了融合。這些巖土廢渣碎屑和塌陷土層與泥漿混合后會在鉆孔底部沉積,形成沉渣。如果不對沉渣進(jìn)行清理,那么鉆孔灌注樁內(nèi)的沉渣物質(zhì)會越來越厚,最終影響鋼筋的安置和混凝土澆灌工作。國家對于樁孔灌注樁的設(shè)計承載力和其對地表的沉降程度做了明確的規(guī)定。沉渣的形成和累積會影響鉆孔灌注樁的目標(biāo)效果,達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。
其中,工業(yè)建筑施工和民用建筑施工對灌注樁沉渣的要求是:根據(jù)其不同的鉆孔方式,來確定其沉渣容許厚度。采用螺旋鉆鉆孔方式,孔底沉渣厚度不能超過100mm;如采用潛水鉆或沖擊成孔的方法,端承樁孔底沉渣厚度應(yīng)小于等于100mm,摩擦樁沉渣小于等于300mm。
二、判斷沉渣過厚的方法
鉆孔灌注樁在實際的使用過程中,往往會出現(xiàn)承載力小于設(shè)計目標(biāo)承載力,原因很多,主要是由于樁身混凝土離析或強度過低,孔底沉渣過厚使摩阻率下降,灌注樁的承載能力不能得到充分發(fā)揮。對于沉渣過厚現(xiàn)象,有其自身的判斷標(biāo)準(zhǔn),筆者在此簡要介紹一下沉渣過厚的判斷方法。
首先需要利用測量鉆桿長度的辦法對灌注樁的終孔深度有初步的了解,終孔的長度包括鉆桿程度和鉆頭長度。其次可以分析靜荷載實測曲線,如果出現(xiàn)沉渣過厚的現(xiàn)象,那么s-lgt曲線會出現(xiàn)極大值。通過動靜測實驗可以判斷出沉渣是否過厚。
三、鉆孔灌注樁沉渣處理控制措施
不同的成樁方法,所對應(yīng)的沉渣處理控制措施也有所不同,需要的機械器具和步驟方法也不相同。本文探討的鉆孔灌注樁沉渣控制主要針對于孔內(nèi)的有害沉淤部分。沉渣分為兩種,一種是在鉆孔過程中產(chǎn)生的巖土碎末,碎末直徑顆粒比較大,一般是在鉆孔后沒有將其清理排出,在鉆孔灌注完成后,這些巖土碎末就沉積到孔底。這類沉渣沉淀后不易清除。另一種是泥漿中的雜質(zhì),這些細(xì)微的顆粒雜質(zhì)在鉆孔完成后要經(jīng)過一段時間沉淀,在孔底形成沉渣。這類沉渣顆粒較小, 可以采用清孔的方式進(jìn)行控制處理。
(一)清孔處理
1. 第一次沉渣處理
清孔處理一般要分兩次進(jìn)行,才能保證清孔的效果。第一次沉渣清孔處理應(yīng)當(dāng)注意以下幾個方面的操作。首先是在利用鉆孔灌注樁打孔到既定的目標(biāo)深度之后,不要立刻使用提升成孔的的機械器具,要進(jìn)行排土工作。將孔底的沉渣及時清理出來,以免發(fā)生沉積現(xiàn)象。在成孔完成的過程之間,利用空壓泵,對鉆孔內(nèi)部進(jìn)行空轉(zhuǎn)處理,空轉(zhuǎn)時間約為20到30分鐘??辙D(zhuǎn)過程中會有大量大顆粒沙土被轉(zhuǎn)出孔外,在鉆頭開啟一定時間后,觀察孔內(nèi)有無大顆粒沙土被鉆出。對于使用抓斗的方法,在成孔完成后,等待幾十分鐘,利用抓斗攪動,利用套管將沉渣吸上來。
2. 第二次沉渣處理
第二次沉渣處理(清孔)通常是在鋼筋安置完畢后,要進(jìn)行混凝土澆筑之前。所采用的方法主要是正循環(huán)和反循環(huán)方式,利用液壓和吸泵進(jìn)行排渣。對于沉渣清理要求較低的摩擦樁,可以采用導(dǎo)管正循環(huán)的方式進(jìn)行,主要靠供漿泵的壓力使孔底的沉渣翻起,并在泥漿的作用下使沉渣上浮并排出。對于非超長樁,可以采用空吸泵的方式來吸取沉渣,然而對于深度大于50米的超長樁來說,空吸泵的效果就難以發(fā)揮,原因是其驅(qū)動壓力比較低。對于超長樁,可以使用空氣升液排渣法,該法適用于10m以上的樁,原理是利用了鉆機桿內(nèi)外液體的重度差來帶動,深度并不能影響沉渣的抽取速度??諝馍号旁ㄔ絹碓蕉嗟厥褂迷阢@孔灌注樁沉渣控制處理中,發(fā)揮了重要的作用。
(二)沉渣處理配套措施
沉渣處理是保障施工效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,但它不是獨立存在的,需要與其它配套措施相結(jié)合。以下筆者將分析一些相關(guān)的和比較重要的沉渣處理配套措施。
1. 泥漿的參數(shù)和性能
對沉渣進(jìn)行二次處理時,應(yīng)當(dāng)選擇參數(shù)符合要求的泥漿,要求泥漿的性能要好。此時對沉渣的處理要求徹底,對灌注樁孔進(jìn)行全置換式的清理。如果孔內(nèi)沉渣清理不徹底,泥漿不均勻,不利于泥漿中顆粒的沉淀。泥漿中顆粒沉淀速度過快不利于混凝土的澆筑。根據(jù)筆者的實際工作經(jīng)驗,泥漿參數(shù)達(dá)到以下幾個標(biāo)準(zhǔn),有利于沉渣清理和混凝土澆筑。泥漿的相對密度在1.15—1.18,粘度達(dá)18—22,含砂率小于等于4%,PH在7—9之間。
2. 初灌混凝土
初灌混凝土?xí)绊懝嘧兜馁|(zhì)量和承載力。在混凝土灌注前,要保證期和易性,并選擇合適的隔水栓。混凝土澆灌到達(dá)灌注樁孔底,能夠起到翻漿的作用。初灌混凝土的過程也可以對孔底的沉渣進(jìn)行沖擊,使其翻起。
(三)檢查沉渣處理情況和效果
檢查沉渣的處理情況可以在鉆機打孔完成后,馬上對樁孔的深度進(jìn)行測量,記錄深度數(shù)據(jù)。在第二次沉渣處理之后,對孔深再次進(jìn)行測量,將兩次測量的結(jié)果進(jìn)行對比,看數(shù)據(jù)是否有所下降,如果下降說明沉渣清理效果比較明顯。對于測量孔深這個問題,就目前施工的實際情況來看,測量的準(zhǔn)確度存在誤差。原因是測量工具的使用,一般使用測繩進(jìn)行,但測繩測量主要根據(jù)測量者的手感進(jìn)行,不同的人有不同的測量手法。因此這種方法誤差較大,為避免誤差過大,施工中一般更多采用測針側(cè)餅法。測針能夠探測深度,測餅使其能到達(dá)孔底,但不會陷入沉渣中,在基本相同的時間內(nèi)對深度進(jìn)行測量,準(zhǔn)確度較高。
四、結(jié)論
鉆孔灌注樁的是關(guān)系到地基施工的一項重要環(huán)節(jié),與后續(xù)的施工環(huán)節(jié)緊密相連。處理好鉆孔灌注樁的沉渣問題,必須根據(jù)實際的地質(zhì)環(huán)境、樁型和樁孔深度來選擇不同的方法,從鉆孔到清孔都要遵循施工流程。施工中應(yīng)當(dāng)重視沉渣清理問題,在工藝上采用注漿的方式,既節(jié)約成本,效果也比較好。
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