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钢筋混凝土钻孔灌注桩施工技术

发布时间:2018-4-4  新闻类别:行业知识 点击次数:23

钢筋混凝土钻孔灌注桩是应用范围最广的桥梁基础形式,钻孔灌注桩约占所有桥梁的80%左右,本文通过对钢筋混凝土钻孔灌注桩的整个施工工艺做了大量的调研,对以后的施工建设提出相应的建议。


钢筋混凝土钻孔灌注桩适应性强、对邻近构筑物影响较小、抗震性强、施工噪音小、无振动、所需的设备简单、操作方便、施工安全等特点,而且钢筋混凝土钻孔灌注桩能将所有上部结构传来的动载和静载均匀的传递到深层稳定的土层中去,从而大大减少了基础沉降和不均匀沉降,所以钢筋混凝土钻孔灌注桩被广泛采用。


由于钢筋混凝土钻孔灌注桩是在地下而且在水中成孔、灌注水泥混凝土、加之成孔方法各异、地质条件的各种变化、水泥混凝土浇注时间的长短、施工技术人员水平及经验的高低等因素,钢筋混凝土钻孔灌注桩极易出现各种缺陷,因此要提高桥梁钻孔灌注桩基础施工技术的质量。


钢筋混凝土钻孔灌注桩施工技术


土木工程、水利工程


一、钻孔灌注桩施工技术分析

钻孔灌注桩因地质适应性强、承载力高、施工方便,为大中型桥梁基础的首选形式。但其施工质量受工程地质条件、水下混凝土灌注工艺、现场管理等因素的影响,桩质量离散性大,缺陷事故时有发生,工期及造价也因此较难控制。为保证工程的质量,必须要提高施工工艺的技术,加强质量控制,严格质量检测。


1.钻进工艺选择与孔径控制的技术


开钻时应轻压慢转,及时加入重块,降低钻具重心,防止倾斜。正常钻进时,应根据土层变化、孔径、孔深等因素,合理地选择钻进参数,结合常见地质特点:


①杂填土,松散,该层钻进速度快,钻进参数选用中等压力,快转速,大泵量,采用高粘度、大密度的泥浆护壁,力求快速钻穿;

②粘土,可塑,厚度2~3m,钻进参数选用中等压力,快转速,大泵量,低密度泥浆;

③淤泥,饱和,软塑,厚度10~15m,宜用笼式钻头钻进,采用快转速,大泵量,低密度泥浆并反复扫孔;

④粉质粘土,中硬塑,厚度3~5m,选用中等压力,快转速,大泵量,低密度泥浆;

⑤强风化花岗岩,厚度变化大,采用四翼刮刀钻头钻进,钻进参数选用中等压力,中等转速,大泵量,优质高密度泥浆;

⑥中风化花岗岩,采用金刚牙轮钻头钻进,选用中等压力,大泵量,优质高密度泥浆。孔径的大小与钻头的直径有直接的关系,选用钻头的直径宜比设计桩径小50mm左右,为减少因钻头晃动而产生超径,应使用同心度好的钻头。钻进时,应保持孔内有足够的水头高度和合理的泥浆技术指标,平衡土层压力,防止缩孔及塌孔。施工时应经常测定泥浆比重,定期测定粘度、含砂量和胶体率,及时调整泥浆技术指标,必要时使用泥浆添加剂。

钢筋混凝土钻孔灌注桩施工技术


2.终孔及孔底沉渣控制的技术


在终孔鉴定中,渣样是判断的重要依据,钻孔原始记录和钻渣的捞取要及时、准确,决不允许回记记录及假造钻渣,施工过程中钻进的速度与阻力对于判断岩上层的穿越,定性较可靠;对泥浆循环的观察也是重要的辅助手段。


孔底沉渣直接影响着嵌岩桩端承作用的发挥,必须进行严格控制。下钢筋笼、导管后,在灌注混凝土前,进行二次清孔,同时调制优质泥浆,使其能降低颗粒下沉速度;采用先进的反循环清孔工艺,沉渣测定符合要求后,立即灌注混凝上,保证二次清孔后至第一盘混凝土间隔时间不超过 30min,防止土渣回落;尽量加大混凝土初灌量,利用初灌量的冲力,冲开残余孔底的少量沉渣。


3.水下混凝土灌注的技术


水下混凝土灌注是成桩的最后一道工序,也是保证桩身质量的最关键的工序。一般采用导管法灌注水下混凝土技术进行灌注。第一盘混凝土的灌注采用剪球工艺,根据不同桩径计算混凝土的初灌量,保证第一盘混凝土灌入时能将导管埋入2m以上的深度。灌注混凝土时,随着灌注高度的不断上升,要及时提升导管,提升时要保证导管底端埋入管外混凝土以下的深度不少于4~6m,但也不宜大于8m,严禁将导管底端提出混凝土面,避免造成断桩或局部离析。混凝土灌注时应随时上下抽动导管,确保混凝土的密实性。混凝土灌注时应经常测量导管内外混凝土面高度,控制导管在混凝土内的埋深。避免出现质量事故。


钢筋混凝土钻孔灌注桩施工技术


4.灌注桩的桩身质量检测技术


根据钻孔灌注桩荷载传递原理,桩身质量是制约基桩承载力的一个主要因素,对桩身完整性、桩底沉渣等情况进行检测是必不可少的一项工作。其原理是在桩顶施加一脉冲力,应力波沿桩身向下传播,当桩身存在明显波阻抗差异的界面(如断桩和混凝土严重离析等部位)或桩身截面变化部位(如缩径或扩径),将产生反射波,经接收放大、滤波和数据处理,可识别来自桩身不同部位的反射信息,据此判断桩身完整性、确定缺陷类型及具体位置。由于低应变动测检测面广,准确性较高,操作方便,越来越广泛地应用于钻孔灌注桩的桩身质量检测。另外,可采用钻孔取芯法对个别桩进行检测,直观地判别桩身混凝土的完整程度,并通过芯样抗压试验定量评定桩身混凝土强度等级,同时对低应变动测的准确性加以检验。


5.桩身质量补救技术


桩基施工中,因受诸多因素的影响,发生桩身混凝土严重离析甚至断桩、桩底沉渣过厚等工程事故是在所难免的。如何可靠、快速、低耗地处理桩基质量问题,直接影响到工程的质量、工期及造价。


1.孔壁坍塌


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。应采取措施;护筒四周选用最佳含水量的粘土分层夯实,在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0~1.5m的水头高度;为避免此类问题的发生,在施工中,要求施工人员要严格按施工规范进行施工,深入理解设计意图是确保成功施工的关键因素,塌孔的桩孔应及时回填,当地层呈现稳定状态后,应适当的停置3~5天后再度施工为宜。


2.缩孔


缩孔是钻孔灌注桩最常见的质量问题,主要由于桩周土体在桩体浇注过程中产生的膨胀造成。针对这种情况,应采用优质泥浆,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。或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。另外,可采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。


钢筋混凝土钻孔灌注桩施工技术


3.桩底沉渣量过多


清孔是灌注桩施工中保证成桩质量的重要环节,通过清孔应尽可能的使桩孔中的沉渣全部清除,使混凝土与岩基结合完好,提高桩基的承载力。当使用的一泥浆比重过小或泥浆注入量不足时,桩底的沉渣浮起困难,沉渣将堆积在桩底,影响桩与地基的结合。工程中需采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度,不能用清水进行置换。清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。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,使导管一次埋入混凝土面以下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。


4.导管进水


在浇注混凝土过程中,有时会发生由于过量上提导管,使接头部分产生漏水等情况,将造成混凝土离析、流动等质量事故,浇筑混凝土之前,若发现导管口出现漏水现象时,应立即提起到导管进行检查,对漏水部位进行严格的防水处理后,再重新放入桩孔中,浇注混凝土。


钻孔灌注桩施工是桥梁工程中一个关键的分项工程,其施工的质量直接关系到工程的安危。因此要提高施工的技术水平,对操作人员进行定期的培训和考核,除此之外,监理人员要加强监控,以保证钻孔灌注桩的质量。


 
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