浙江省交通運輸廳工程質量監(jiān)督局 杭州 311215
摘要:隨著國家科學技術的發(fā)展,鉆孔灌注樁是廣泛應用于建筑方面,也得到了長足的發(fā)展,我國的鉆孔灌注樁的設計與施工水平。本文首先闡述了土木工程基礎施工技術在我國的現(xiàn)狀和樁型原理,然后從六大方面詳細探討了土建工程鉆孔灌注樁施工技術要點,最后對其施工中常見技術問題及防治對策進行了闡述。
關鍵詞:建筑工程;樁基;鉆孔灌注樁;施工技術
一、土建工程鉆孔灌注樁施工技術要點
(一)鉆孔機的安裝與定位
安裝鉆孔機的基礎如果不穩(wěn)定,施工中易產生鉆孔機傾斜、樁傾斜和樁偏心等不良影響。因此要求安裝地基穩(wěn)固。對地層較軟和有坡度的地基,可用推土機推平,在墊上鋼板或枕木加固。
為防止樁位不準,施工中很重要的是定好中心位置和正確的安裝鉆孔機,對有鉆塔的鉆孔機,先利用鉆機的動力與附近的地籠配合,將鉆桿移動大致定位,再用千斤頂將機架頂起,準確定位,使起重滑輪、鉆頭或固定鉆桿的卡孔與護簡中心在一垂線上,以保證鉆機的垂直度。鉆機位置的偏差不大于2cm。對準樁位后,用枕木墊平鉆機橫粱,并在塔頂對稱于鉆機軸線上拉上纜風繩。
(二)埋設護筒
鉆孔成敗的關鍵是防止孔壁坍塌。當鉆孔較深時,在地下水位以下的孔壁土在靜水壓力下會向孔內坍塌、甚至發(fā)生流砂現(xiàn)象。鉆孔內若能保持壁地下水位高的水頭,增加孔內靜水壓力,能為孔壁、防止坍孔。護筒除起到這個作用外,同時好有隔離地表水、保護孔口地面、固定樁孔位置和鉆頭導向作用等。
(三)泥漿制備
鉆孔泥漿由水、粘土(膨潤土)和添加劑組成。具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤滑鉆具,增大靜水壓力,并在孔壁形成泥皮,隔斷孔內外滲流,防止坍孔的作用。調制的鉆孔泥漿及經(jīng)過循環(huán)凈化的泥漿,應根據(jù)鉆孔方法和地層情況來確定泥漿稠度,泥漿稠度應視地層變化或操作要求機動掌握,泥漿太稀,排渣能力小、護壁效果差;泥漿太稠會削弱鉆頭沖擊功能,降低鉆進速度。
(四)鉆孔
鉆孔是一道關鍵工序,在施工中必須嚴格按照操作要求進行,才能保證成孔質量,首先要注意開孔質量,為此必須對好中線及垂直度,并壓好護筒。在施工中要注意不斷添加泥漿和抽渣(沖擊式用),還要隨時檢查成孔是否有偏斜現(xiàn)象。采用沖擊式或沖抓式鉆機施工時,附近土層因受到震動而影響鄰孔的穩(wěn)固。所以鉆好的孔應及時清孔,下放鋼筋籠和灌注水下混凝土。鉆孔的順序也應實事先規(guī)劃好,既要保證下一個樁孔的施工不影響上一個樁孔,又
要使鉆機的移動距離不要過遠和相互干擾,一般可采用的順序鉆孔。
(五)清孔
鉆孔的深度、直徑、位置和孔形直接關系到成裝置量與樁身曲直。為此,除了鉆孔過程中密切觀測監(jiān)督外,在鉆孔達到設計要求深度后,應對孔深、孔位、孔形、孔徑等進行檢查。在終孔檢查完全符合設計要求時,應立即進行孔底清理,避免隔時過長以致泥漿沉淀,引起鉆孔坍塌。
對于摩擦樁當孔壁容易坍塌時,要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30 cm;當孔壁不易坍塌時,不大于20 cm。
2、對于柱樁,要求在射水或射風前,沉渣厚度不大于5 cm。
3、清孔方法視使用的鉆機不同而靈活應用。通常可采用正循環(huán)旋轉鉆機、反循環(huán)旋轉機真空吸泥機以及抽渣簡等清孔。其中用吸泥機清孔,所需設備不多,操作方便,清孔也較徹底,但在不穩(wěn)定土層中應慎重使用。
(六)灌注水下砼
砼灌注分為首批砼灌注與后續(xù)砼灌注及后期灌注三個過程。在前一過程中,砼灌注量與泥漿至砼面高度,砼面至孔底高度,泥漿的密度,都與導管內徑及樁直徑有關??讖皆酱螅着嘧⒌捻帕吭蕉?。由于砼量大,攪拌時間長,因此可能出現(xiàn)離析現(xiàn)象,首批砼在下落過程中,由于和易性變差,受的阻力變大,常出現(xiàn)導管中堵滿砼,甚至漏斗內還有部分砼,此時應稍拉導管,晃動漏斗,以便迅速向漏斗加砼,這樣能使砼順利下滑至孔底,下滿后,繼續(xù)向漏斗加入砼,進行后續(xù)灌注。在后續(xù)灌注中,當出現(xiàn)非連續(xù)性灌注時,漏斗中的砼下落后,應當牽動導管,并觀察孔口返漿情況,直至孔口不再返漿,再向漏斗中加入砼。
二、鉆孔灌注樁施工中常見技術問題及防治
(一)孔壁坍陷
鉆進過程中,如發(fā)現(xiàn)排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡,或泥漿突然漏失,則表示有孔壁坍陷跡象。其造成原因是土質松散,泥漿護壁不好,護筒周圍未用粘土緊密填封以及護筒內水位不高。鉆進速度過快、空鉆時間過長、成孔后待灌時間過長和灌注時間過長也會引起孔壁坍陷。
其防治措施為:在松散易坍的土層中,適當埋深護筒,用粘土密實填封護筒四周,使用優(yōu)質的泥漿,提高泥漿的比重和粘度,保持護筒內泥漿水位高于地下水位。搬運和吊裝鋼筋籠時,應防止變形,安放要對準孔位,避免碰撞孔壁,鋼筋籠接長時要加快焊接時間,盡可能縮短沉放時間。成孔后,盡量減少待灌時間,并控制混凝土的灌注時間,在保證施工質量的情況下,盡量縮短灌注時間。
(二)縮頸
縮頸即孔徑小于設計孔徑。其造成原因:塑性土膨脹或沖擊鉆鉆孔時遇巖石錘頭磨損變小的原因。
其防治措施為:采用優(yōu)質泥漿,降低失水量。成孔時,應加大泵量,加快成孔速度,在成孔一段時間內,孔壁形成泥皮,則孔壁不會滲水,亦不會引起膨脹?;蛟趯д魍鈧群附右欢〝?shù)量的合金刀片,在鉆進或起鉆時起到掃孔作用。如出現(xiàn)縮頸,采用上下反復掃孔的辦法,以擴大孔徑。對于遇到巖石的情況,應經(jīng)常檢查沖擊鉆的錘頭直徑及外形,如由變化應及時進行修補或整形。
(三)卡管
水中灌注混凝土過程中,無法繼續(xù)進行的現(xiàn)象。其造成原因:初灌時,隔水栓堵管;混凝土和易性、流動性差造成離析;混凝土中粗骨料粒徑過大;各種機械故障引起混凝土澆筑不連續(xù),在導管中停留時間過長而卡管;導管進水造成混凝土離析等。
其防治措施:使用的隔水栓直徑應與導管內徑相匹配,同時具有良好的隔水性能,保證順利排出。在混凝土灌注時,應加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必須具備良好的和易性,配合比應通過實驗室確定,坍落度宜為18-22cm,粗骨料的最大粒徑不得大于導管直徑和鋼筋籠主筋最小凈距的1/4,且應小于40mm。為改善混凝土的和易性和緩凝,水下混凝土宜摻外加劑。應確保導管連接部位的密封性,導管使用前應試拼裝、試壓,以避免導管進水。在混凝土澆筑過程中,混凝土應緩緩倒入漏斗的導管,避免在導管內形成高壓氣塞。
(四)埋管
導管不能從混凝土中提出,我們稱之為埋管。其造成原因有導管埋深過大,灌注時間過長、混凝土已初凝,塌孔嚴重等原因。埋管輕則損壞導管,重則毀樁。因此灌注時間盡量不要太長,導管埋深要嚴格控制在2m~6m范圍內。
其防治措施為:一旦發(fā)生埋管,可先卸掉料斗,用卷揚機或吊車直接吊拉導管。吊拉時應全力、小幅、間隔、快速提動導管,不可猛提硬拉,待導管活動開后再提卸。一般經(jīng)過這樣折騰后的導管尤其是法蘭變形嚴重,應檢修并做水密實驗,合格后再用。
三、結束語
總之,土木工程的鉆孔灌注樁施工技術質量具有重要的意義,因此,在施工過程中,要嚴格控制和管理鉆孔灌注樁施工質量,確保施工工序的順利進行,保證成樁的質量,從而促進土建樁基工程施工的質量,實現(xiàn)土建工程的快速發(fā)展。
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