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基坑工程钻孔桩施工技术研究论文

论文 时间:2019-10-21 我要投稿
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  摘 要:在城市快速发展的今天,高层建筑和超高层建筑工程如雨后春笋的涌现,地下结构工程的埋深也越来越大,基坑工程的设计要求也越来越高,同时对应施工难度也越来越大,钻孔桩施工技术作为基坑工程中最常见的基础形式,以下文章就对钻孔桩施工技术展开分析探讨。

  关键词:钻孔桩施工;施工技术;常见问题以及解决措施

  钻孔桩的基础形式能适应不同的地质条件,其承压能力强、成本低,因此被广泛应用到地基、路桥工程中。但是钻孔灌注桩成桩技术要求高、灌注水下混凝土施工工序多、工艺复杂、工作量大、并需在较短时间内快速完成灌注工作,且隐蔽性强,施工过程受人为因素影响大,稍有疏忽,就难免出现质量缺陷。文章根据自己多年来的工作经验首先分析了钻孔桩的施工工艺,然后提出了施工过程中常见问题以及解决措施,供大家借鉴。

  1 钻孔桩施工

  1.1 测量

  布设、加密导线控制网,使用全站仪准确测设墩位及钻孔桩位,用标准钢尺检查各墩位之间、各桩位之间关系符合设计及规范要求后,设护桩;全线水准点每200m设置一个,采用四等水准测设,采用自动安平水准仪,及时准确的定出各点位施工标高。

  1.2 埋设护筒

  护筒的埋设工作是钻孔桩施工的关键一步,其主要作用是能够保证孔内保持比地下水位高的水头,增加孔内静水压力,抵消孔壁外的静水压力,起到防止塌孔的作用。护筒按照规定制作好制作。桩基护筒埋设采用挖埋法。埋设应准确、稳定,护筒中心与桩位中心的偏差不允许大于50mm,垂直度偏差不大于1%,保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作。

  1.3 泥浆的制备

  护壁泥浆采用膨润土造浆,护壁泥浆可经泥浆净化装置(沉淀池)净化后重复利用;泥浆材料的选定及配合比:7~10%膨润土;0.5~1%工业用碱;0.1%羟甲基纤维素(CMC);拌和用水为自来水;可按下表性能指标及测试方法制备泥浆:

  1.4 钻孔

  (1)成孔时钻机定位应准确、水平、稳定、钻机回转盘中心与护筒中心偏差小于20mm,成孔过程中钻机搭架头部滑轮组,回转器与钻头应始终保持在同一垂直线上,保证钻头在吊紧状态下钻进。

  (2)钻孔过程中,首先必须控制好钻进速度。初期钻速不可太快,开孔时冲孔钻速度要慢,在覆盖层需减压钻进,泥浆指标变化情况要经常测试,为使钻进速度与泥浆排放量相适应,钻孔内泥浆浓度必须及时调整。

  (3)钻孔应连续进行不得中断,在钻孔排渣、提锤或因故停钻时,应保持孔内水位的高度泥浆比重及粘度符合规范要求,以防坍孔。

  (4)钻孔时要依据土层情况,控制钻进速度,为确保钻孔的垂直度符合设计要求,须保持桩机平整、钻具校正、加强检查、勤检勤纠。

  (5)钻进达到要求孔深停钻时,将钻头提离孔底100~150mm,继续维持泥浆正常循环,清除孔底沉渣直到返出泥浆的钻渣含量小于4%,泥浆密度不大于1.3g/cm?,且孔底沉渣厚度≤50mm为止;轻稳提升钻头,向孔内补入泥浆,保持孔内浆液面高度,以保证孔壁的稳定;

  (6)测孔径、孔深、倾斜度偏差。要求:孔的中心位置按群桩不大于100mm﹑单排桩不大于50mm,孔径偏差不小于设计桩径,倾斜度不大于1%,支承桩孔底沉渣厚度不大于50mm。在钻孔和清孔的全过程中,应随时注意保持孔内泥浆液面高度,确保孔壁的稳定。

  (7)钻进过程中,及时做好施工原始记录。

  注:钻孔桩钻进过程中若发现斜孔、弯孔、缩颈、塌孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉陷等情况,应停止进钻,经采取下列有效措施后,方可继续施工。

  ①当钻孔倾斜时,可反复扫孔修正,如纠正无效,应在孔内回填粘土或风化岩块至偏孔处上部0.5m,再重新钻进;

  ②钻进中如遇塌孔,应立即停钻,并回填粘土,待孔壁稳定后再钻;

  ③护筒周围冒浆,可用稻草拌黄泥堵塞漏洞,并压上一层泥、砂包。

  1.5 检孔清孔

  在钻孔过程中及成孔后,均需对钻孔进行成孔质量检查,以尽早發现问题,及时处理,确保最终的孔形和孔径满足规范及设计要求。

  (1)孔深和孔底沉渣厚度检查

  孔深和孔底沉渣厚度采用标准测锤检查。

  质量标准:

  孔深:不小于设计孔深;

  沉渣厚度:柱桩≤5cm。

  (2)孔形及竖直度检查

  检查方法:根据设计桩径制作检孔器入孔检查,检测时,将检孔器吊起,使检孔器的中心、孔的中心与起吊钢丝绳保持一致,慢慢放入孔内,如检孔器能顺利到达孔底,则表明孔形和竖直度符合要求,如检孔器中途被卡住,则表明在被阻部位可能有缩孔或斜孔现象。

  1.6 下放钢筋笼

  钢筋笼在施工现场按照规定的要求制作完成,钢筋笼入孔时,应对准孔位徐徐轻放,避免碰撞孔壁。下笼过程中如遇阻,不得强行下入,应查明原因处理后继续下笼。

  每节钢筋笼焊接完毕后应补足接头部位的缠筋,方可继续下笼。

  钢筋笼吊筋固定以使钢筋笼定位,避免浇筑混凝土时钢筋笼上浮。

  1.7 灌注混凝土

  根据孔深确定灌注砼导管总长。混凝土坍落度为180~220mm。集料的最大粒径不应大于导管内径的1/6~1/8和钢筋最小间距的1/4,同时不应大于40mm,采用水下灌注混凝土法施工。

  浇筑混凝土时导管下口置于离孔底0.25~0.4米处,导管上口接漏斗,接口处设隔水栓,首批混凝土量要计算,确保灌注下去的混凝土能埋住导管下口至少1-2米。随着混凝土不断灌入,及时测量混凝土上升面,并不断提升导管,直至灌、提完毕,注意导管提升不要过猛。为使浇注工作顺利进行,应尽量缩短浇注时间,坚持连续作业,使浇注工作在首批混凝土初凝以前的时间内完成。

  2 施工控制以及问题处理

  2.1 垂直度的控制

  垂直度控制是钻孔桩施工影响施工质量的重要指标,也是钻孔桩施工中的最大的难题。影响垂直度的原因有(1)钻机的底座位移或者或者不均匀沉降,使钻杆没有达到垂直的状态;(2)钻杆自身的刚度差,钻杆薄,重量太轻,钻进过程中挠度打,钻头自由摆幅过大;(3)钻杆本身弯曲,导致钻头摆幅过大,形成斜孔。

  解决措施:

  钻前预控措施:(1)钻机就位时首先固定钻机,防治钻进过程中位移以及不均匀沉降;控制好转盘中心、钻头与桩中心重合;(2)应采用大直径的钻杆,避免因钻杆刚度不够而出现钻头摆幅过大、钻进效率低、钻杆断裂等情况;(3)钻杆使用前应检查杆体和法兰,变形的钻杆应进行修复或者淘汰。

  钻进过程中的控制措施:(1)采用大配重减压钻进,始终采取重锤导向减压钻进、中低速钻进,严禁大钻压高速钻进,尽量减少钻具的自由变形长度,使得钻具在重力作用下一直保持垂直自由状态;(2)采用精密水准仪控制钻盘水平,钻进时超过6H或者怀疑钻机歪斜时应对底座进行检测调平;(3)根据地质资料对钻进参数进行分层控制,不同的地质采用不同的钻进速度、钻压和泵量,确保成孔的垂直度。

  2.2 卡钻

  (1)坍孔、落石或者工具掉进孔里、卡住钻头;(2)钻头经过岩层分界面时相邻岩层强度差别大,施工过程中没有及时的根据地质情况调整钻头;(3)没有及时的焊补钻头,钻孔直径逐渐变小,焊补时超限,钻头下放太猛烈,卡钻;(4)护筒的底部出现卷口变形,钻头卡在护筒内或者护筒的底部。

  处理措施:(1)坍孔产生的卡钻,可以用压缩空气管或者高压水管放入孔内,对卡钻处适当冲射一段时间,然后缓慢旋转钻机,等卡点松动后再慢慢的提出;如果是因为落石或者工具导致卡钻的,应先查明障碍物位置,先使用打捞钩打捞,不能打捞出来可用小钻头冲击障碍物,将其打碎或者压进孔壁;(2)如果是因为钻頭穿过岩层突变导致的卡钻,先采用爆破的方法进行处理;(3)将钻头缓慢旋转再上提,如果钻头卡死可用借助卷扬机或者大型浮吊上提;(4)拆除1-2节钻杆,临时固定剩余钻杆,放倒钻架,利用浮吊将钻杆上下左右移动,直到钻头松动。

  3 结语

  桩基工程的施工由于施工技术复杂、隐蔽工程多,其质量主要靠事前控制和事中控制,事后的检测和补救措施。因此,工程技术人员必须全面详细地熟悉整个施工工艺流程,事先提出质量控制和检验标准,监督施工方严格遵守和执行,调动有关各方同心协力把好质量关。

  参考文献

  [1] 吴雅荣.监理如何控制钻孔灌注桩施工质量[J].中国新技术新产品,2010(03):175.

  [2] YB9258-97,建筑基坑工程技术规范[S].1998.

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