试谈钻孔灌注桩的施工与常见问题的防治_论文发表__墨水学术,论文

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:230

副标题#e#
　　试谈钻孔灌注桩的施工与常见问题的防治
　　徐华英
　　广东省丰顺县建设工程公司
　　摘要:钻孔灌注桩技术，因其对各种土层的适当性强、无挤土效应、无震害、无噪音、承载力高等优点，在各类房屋及民用建筑中都得到了广泛的应用。主要通过对泥浆护壁钻孔灌注桩的施工方法、施工中常见问题的发生原因和防治措施的详述，为桩基础工程选取钻孔灌注桩施工时提供一些参考。
　　关键词:钻孔灌注桩常见问题防治措施
　　桩基础工程中多采用泥浆护壁的钻孔灌注桩施工，是先由钻孔设备进行钻孔，为防止在钻孔过程中塌孔，在孔中注入相对密度有一定要求的泥浆进行护壁，侍孔深达到设计要求后即进行清孔，放人钢筋笼，然后进行水下浇筑混凝土而成桩的一种施工方法。
　　钻礼灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中的任何一个环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大经济损失和不良社会影响。必须防治在钻孔及水下浇筑混凝土过程中出现的常见问题，使桩基础工程能按工期、保质量地完工。
　　一、钻孔灌注桩的施工
　　(一)材料要求
　　各种材料一律要求合格以上。水泥、钢筋、电焊条要有出厂合格证及化验单。砂为河砂(中粗)，桩芯砼用的碎石粒径在20-40mm，中砂含泥量控制在2%以内，碎石含泥量控制在1%以内。钢筋符合设计图纸要求。各种材料实行先采样试验合格后才可使用。
　　(二)准备工作
　　1、施工前作好场地了解和查勘工作。如有架空线、地下电缆、地下管道以及妨碍施工或对安全操作有影响的，均预先会同建设单位商议先作清除或迁移处理，对场地不平整、标高较低的均以回填土并夯实，而且场地要采取排水措施，排水坡度不小于1%，以确保排水畅顺。
　　2、备好并熟悉掌握工程的地质报告、设计图纸、变更记录和图纸会审记录。预先做好各级的技术交底和安全交底，并检查各种材料的抽检试验报告等有关资料。在各机械进场前，放置好桩位位置，并会同建设单位及设计单位人员做好工程基线复核签证和单位工程座标定位量记录，明确建筑物士0•00标高控制。
　　(三)施工工艺
　　钻孔灌注桩的成孔机械有回转钻机、潜水钻机、冲击钻机等，其中以回转钻机应用最多。钻孔灌注桩的施工过程为:测量定位→埋设护简→泥浆池挖设→钻孔→钢筋制安→清孔→浇灌混凝土→成品保护。
　　1、测量定准桩位。根据设计图要求放样测量，打下小木桩或钢筋定下桩位，以示标记，全部定位后要复核无误才进行下一工序。
　　2、在桩位上埋设护筒。护筒用3~5mm厚钢板做成，其直径比钻头宜大100~200mm，在上部设有1~2个溢浆口，便于泥浆流回泥浆池。护筒有导间、保护孔口、防止塌孔的作用。护筒位置应准确并稳定，其中心线与桩位中心线偏差不大于50mm。护筒埋置应牢固密实，当埋于砂上中不宜小于1.5m，埋于粘土中不小于1.0m，露出地面0.4-0.6m，护简与坑壁间用粘土分层夯实。
　　3、泥浆池挖设。根据桩数量规模定出泥浆池规格大小，一般约3-5m3。
　　4、桩机就位。桩机安装测试正常，按现场施工组织设计方案设定的钻孔顺序方向行进到所要钻孔的位置。
　　5、钻孔，同时注人泥浆。在粘土和亚粘土层中成孔时可注人清水，以原土造浆护壁。由于泥浆的比重比水大，加大了孔壁内水压，从而可防止塌孔。因此在成孔过程中严格控制泥浆的比重很很需要。在砂土和较厚的夹砂层中，泥浆的比重应控制在1.1~1.3；在穿过砂夹卵石层或容易塌孔的土层中，泥浆的比重控制在1.3~1.5；排渣泥浆的比重控制在1.1~1.2。施工过程中应经常测定泥浆比重，并及时给以调整。
　　6、清孔。钻孔到达要求深度后，即时清孔，可用压缩空气喷翻泥浆，同时注入清水，被稀释的泥浆便夹杂着沉渣逐渐流出孔外。当孔壁土质较好#p#副标题#e#不易塌孔时，可用空气吸泥机清孔;当孔壁土质较差时，用泥浆循环清孔。清孔过程中，必须及时补给足够的混浆，并保持浆面稳定。
　　7、吊装钢筋笼。钢筋笼制作按设计图要求施工，焊缝一定要饱满。在清孔后即进行吊装钢筋笼，沉至设计高度后，在桩顶加以固定并使钢筋笼与孔壁的净距离为一致，不得偏斜，以控制好钢筋笼的保护层。
　　8、浇筑混凝土。清孔后应及时进行水下浇筑混凝土。水下浇筑混凝土目前常用导管法。开始浇筑前，导管下口先用木球塞堵住，从管中用绳子或铁丝吊住。当导管下口沉至离孔底0•3m时，即可剪断铁丝，球塞被管中混凝土冲开，混凝土就进人孔底水中，木塞即浮起回收。以后边均衡浇筑混凝土，边将导管缓缓提起，并注意导管下口始终在桩孔中混凝土表面下不小于1.0m处。提升导管过程中边反插边提升，以插捣实混凝土。
　　9、浇筑完毕后，及时用木板铺盖柱顶加以保护。
　　二、钻孔施工中出现的常见问题及防治措施
　　1、护筒冒水
　　护筒外壁冒水，严重的会引起地基下沉，护筒倾斜和移位，造成钻孔偏斜，甚至无法施工。
　　造成原因:埋设护筒的周围土不密实，或护简水位差太大，或钻头起落时碰撞。
　　防治措施:(1)在埋筒时，坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。(2)在护筒的适当高度开孔，使护简内保持1.0~1.5m的水头高度。(3)钻头起落时，应防止碰撞护筒。(4)发现护筒冒水时，应立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或移位时，则应重新安装护筒。
　　2、孔壁坍陷
　　钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。
　　造成原因:孔壁坍陷的主要原因是土质松散，泥浆护壁不好，护筒周围末用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。
　　防治措施:(1)在松散易坍的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和粘度，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。
　　(2)搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。(3)成孔后，待灌时间一般不应大于3时，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。
　　3、缩颈
　　缩颈即孔径小于设计孔径。
　　造成原因:塑性土膨胀。
　　防治措施:(1)采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀。(2)在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。
　　4、钻孔偏斜
　　成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。
　　造成原因:钻机安装就位稳定性差，作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致;地面软弱或软硬不均匀;土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。
　　防治措施:(1)先将场地夯实平整，轨道枕木宜均匀着地;安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线，钻杆位置偏差不大于2Ocm。(2)在不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机。(3)进人不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要打慢档。(4)安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的万法。钻孔偏斜时，可提起钻头，上下反复扫钻几次，以便削去硬土，如纠正无效，应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上，重新钻进。
　　5、桩底沉渣量过多
　　造成原因:清孔不干净或末进行二次清孔;泥浆比重过小或泥浆注人量不足而难于将沉渣浮起;钢筋笼吊放过程中，末对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底;清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。
　　防治措施:(1)成孔后，钻头提高孔底10-20cm，保持#p#副标题#e#慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟。(2)采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不要用清水进行置换。(3)钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度，减少空孔时间，从而减少沉渣。(4)下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为30-40mm，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋人混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。
　　6、钢筋笼上浮
　　钢筋笼的位置高于设计位置的现象。
　　造成原因:钢筋笼放置初始位置过高，混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升;当混凝上灌至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端距离钢脐笼仅有1m左右时，由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼的上浮;由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此时导管底端末及时提到钢筋笼底部以上，湿凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。
　　防治措施:(1)钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝上顶层进人钢筋笼时流动性变小，混凝土接近笼时，控制导管埋深在1.5-2.0m。(2)灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端2-3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m，不宜大于5m和小于1m，严禁把导管提出混凝土面。(3)当发生钢筋笼上浮时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。
　　7、断桩
　　混凝土凝固后不连续，中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。
　　造成原因:出于导管底端距孔底过远，湿凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充;受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸人混凝上水灰比增大，形成桩身中段出现湿凝土不凝体;由于在浇注混凝土时，导管提升和起拨过多，露出混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，出现桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开的现象;浇注湿凝土时，没有从导管内灌人，而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土，产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬，个别孔段出现疏松、空洞的现象。
　　防治措施:(1)成孔后，必须认真清孔，一般是采用清水或泥浆清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，清孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。
　　(2)灌注湿凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次湿凝土灌注量。混凝土浇注过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，并严格遵守操作规程。(3)严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。
　　(4)在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行
　　处理，止水成功后方可灌注混凝上。灌注混凝土应从导管内灌人，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝上要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。(5)绑扎水泥隔水塞的铁丝，应根据首次混凝土灌人量的多少而定，严防断裂。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上开高度而定，切勿起拔过多。
　　三、结束语
　　总之，钻孔灌注桩的施工过程，就要掌握现场施工实际情况与工艺情况，掌握灌注桩缺陷的防治措施，这样才能对钻孔#p#副标题#e#灌注桩成孔质量与浇筑混凝土工艺的施工进行控制，确保灌注桩质量达到设计要求。
　　参考文献
　　1、《建筑施工手册》中国建筑工业出版社(第四版)，2003年。
　　2、《住宅工程质量通病防治手册》，中国建筑工业出版社，1997年。