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摘要:在建筑工程的基础施工中,钻孔灌注桩的应用比较广泛。本文以此为核心,首先介绍了施工工艺流程,然后指出常见的施工质量缺陷,并提出相应的处理方法,最后阐述了桩基质量的检测手段,以供参考。
关键词:钻孔灌注桩;施工;工艺流程;质量缺陷;处理
在道路桥梁、商业建筑中,钻孔灌注桩是常用的基础施工类型,具有作业简单、性能优良的特点。但是,由于桩基施工属于隐蔽工程,且现场施工会受到诸多因素的影响,例如地形地质、水文气候、机械设备、原材料、承载力等,因此容易产生质量缺陷。明确缺陷的形成原因,并采用有效的处理方法,是施工人员的工作重点。以下对此进行深入探讨。
1、钻孔灌注桩施工工艺流程
第一步,场地平整。按照设计图纸和施工要求,对施工场地进行平整,要求彻底清除杂物,对软土进行换填;如果存在浅水,可以采用筑岛法;如果位于陡坡,可以使用型钢搭设平台,确保钻机设备不会倾斜。
第二步,埋设护筒。护筒的作用是固定桩位、保护孔壁,并引导钻头的下钻方向。护筒内径要求比桩径大15-20cm,顶部高程高于地下水位1.5-2m;将平面偏差、垂直度偏差,分别控制在5cm、1%以内。
第三步,泥浆制备。泥浆主要是由粘土、水、添加剂组成的,能够填充不同土层的孔隙,将孔内水压维持在一定范围内,从而加固孔壁。泥浆制备过程中,应该合理设置密度指标,在夹砂层中控制在1.2左右,在夹卵石层中控制在1.4左右,并根据土质特征进行调整。
第四步,钻孔清孔。钻孔作业之前,应该保证钻机就位,促使桩孔中心、转盘中心、钻机顶部吊滑轮处于同一直线上。采用分班连续作业法,及时观察土质变化,保证图实相符;首先缓慢推进,当导向部位完全进入土层后,即可加快钻速,直至达到设计深度。清孔时,要求孔内水位在地下水以上1.5m,主要采用换浆法、抽浆法,彻底清理杂物和浮浆,但不能加深孔底。还要检查成孔的长度,成孔外径不能小于桩基直径。
第五步,下放钢筋笼。钢筋骨架下放至桩孔内,重点是对骨架顶部进行固定,防止混凝土灌注时会产生上浮力,将高程偏差控制在±5cm以内。另外,应该提前在钢筋骨架上设置混凝土垫块,用于控制骨架和孔壁之间的间距。
第六步,灌注混凝土。混凝土灌注前,应该检测坍落度指标,将混凝土温度控制在5℃以上,冬季施工需采取保温措施。导管底部距离孔底,应该保持在25-40cm,导管插入混凝土的深度控制在1m以上;还要控制好灌注速度,避免混凝土离析,桩基顶部的灌注高度比设计高度高出0.5-1m。
2、钻孔灌注桩常见施工质量缺陷及处理方法
钻孔灌注桩的施工质量缺陷,主要集中在钻孔、成桩两个阶段,应该分析实际施工情况,制定有效的处理方法。具体如下:
2.1导管堵塞
分析导管堵塞的原因,一是隔水塞制作不满足要求,直径过大或过小,导致混凝土卡管或发生离析。二是灌注期间导管漏水,混凝土发生离析,粗骨料聚集后堵管。三是混凝土的坍落度小,由于流动性差,在导管内的停留时间长,从而造成堵管。四是灌注时间延长,泥浆表面的沉淀物积聚后堵管。
对此,处理方法如下:灌注前使用清水冲洗管道,保证导管通畅;在保证混凝土质量的前提下,尽量加快灌注速度;发生堵管后,深度较浅可以使用长杆进行冲捣,深度较大可以对导管多次提升振动,必要时将导管拔出,清理堵塞部位后重新插入混凝土内灌注。
2.2孔壁坍塌
造成孔壁坍塌的原因,一是地质条件复杂,由于钻进过快,泥浆的护壁作用弱,或成孔后的空置时间长,就会造成塌孔。二是施工单位缺乏技术经验,没有正确处理施工意外。三是混凝土灌注期间,孔壁出现流砂、软塑土等,导致泥沙陷落。四是孔口周围排水不到位,或者钢筋笼下放时碰撞到孔壁。
对此,处理方法如下:钻机在钻进作业时,要控制好垂直度,在护筒的合适位置开孔,护筒内水头高度保持1.5m左右。采用反循环钻孔法时,应该控制好钻进速度,确保泥浆形成了有利的保护屏障。发生塌孔之后,使用粘土回填至桩顶,夯实并等待沉降完成后,重新进行钻进;如果塌孔严重,则要使用砂石和粘土对整个孔位进行回填,待性能稳定后重新钻进。
2.3钢筋上浮
安放钢筋笼后出现上浮现象,原因一是孔口固定不牢固,或者导管下放时绊住了钢筋笼;二是混凝土灌注期间,导管的提升时机不对,混凝土会对钢筋笼产生较大的冲击力,促使其上浮;三是混凝土性能不达标,例如坍落度大、容易离析,会造成钢筋笼难以插入混凝土,从而造成上浮;四是灌注时间过长,表层混凝土形成硬壳,对钢筋笼产生握裹力,而底部混凝土从导管流出后产生向上推力。
对此,处理方法如下:准确定位钢筋笼的初始位置,在孔口周围进行固定,或者将其焊接在护筒顶部的施工平台上。尽量加快混凝土的灌注速度,必要时可以使用外加剂,严格控制混凝土的性能指标,将导管埋深维持在1.5m左右。混凝土高度达到底口4m以上,应该拆除导管;发生上浮现象后,暂时停止灌注作业,计算导管埋深、混凝土标高,对导管进行适当提升后继续浇筑。
2.4桩底沉渣过多
桩底沉渣过多的原因,一是清孔不彻底,没有按照工序进行二次清孔;二是泥浆的比重小、灌注量少,无法促使沉渣浮起;三是钢筋笼在下放过程中,因碰撞孔壁导致泥土掉进桩底;四是清孔后的等待时间长,造成泥浆沉积。
对此,处理方法如下:钻孔作业完成后,将钻头提高15cm左右,进行慢速空转,将循环清孔时间控制在30min以上。泥浆制备时,应该采用性能良好的粘土,控制好稠度、比重等参数。下放钢筋笼时,钢筋笼的中心和孔位中心保持一致,避免接触孔壁,并且及时灌注混凝土。初次灌注时,应该保证足量的混凝土,保证导管埋入混凝土1m以上,达到清除沉渣的效果。
2.5导管拔出砼面
第一,导管拔出混凝土面,主要是发生在堵管时,如果导管上下提振操作不当,或者埋深较小,就会出现提漏现象。第二,泥浆的稠度过大,计算导管埋深时会造成误差过大,促使导管的提升拔出砼面。第三,灌注期间,将泥浆中的混合塌土层误认为是砼表面,也会造成导管拔出砼面。
对此,处理方法如下:按照规范标准,测量孔内混凝土的表面高程,为导管的提升提供数据支持。如果混凝土灌注量较小,可以采用气举反循环法,能彻底清除桩底泥浆,避免形成施工干扰。
2.6成桩断桩
断桩是一种严重的质量缺陷,形成原因一是混凝土自身性能差,发生离析后灌注会导致骨料卡管,提升导管就可能形成断桩;二是对于混凝土的表面标高计算出现差错,导致导管埋深小,导管拔脱就形成夹层断桩;三是首批混凝土的灌注量少,没有完全埋住导管底部。
对此,处理方法如下:如果断桩发生在灌注初期,可以对混凝土吸除,重新进行灌注。如果孔内灌注量较大,可以切割部分钢筋笼,并击碎混凝土,清除残渣后重新灌注。
3、桩基质量检测手段
为了保证钻孔灌注桩的施工质量,就要严格进行质量检测,以超声波透射法为例,探头会向桩体发射周期性的超声脉冲,然后接收信号并进行分析,通过能量损失、传播时间等指标,评价成桩质量。为了保证检测准确性,混凝土灌注之前,应该预埋一定数量的管道,以便探头渗入到桩体内部。
结语:
综上所述,钻孔灌注桩是建筑施工中常见的桩基类型,为了保证施工质量,要求制定科学的施工方案,将各种影响因素囊括其中,加强监督管理工作。针对导管堵塞、孔壁坍塌、钢筋上浮等质量缺陷,文中提出了针对性的处理方法,希望为实际施工提供参考,促进工程质量的提升。
参考文献:
[1]陈作强,王宗立,李相军等.煤化工灰渣水含固管线的问题与措施[J].河南化工,2012,29(12):25-27.
[2]苗新平.浅谈桥梁工程钻孔灌注桩施工质量缺陷及处理方法[J].数字化用户,2013,(15):50-50.