CN116145650A - 一种灌注桩施工工艺 - Google Patents

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CN116145650A
CN116145650A CN202310078231.3A CN202310078231A CN116145650A CN 116145650 A CN116145650 A CN 116145650A CN 202310078231 A CN202310078231 A CN 202310078231A CN 116145650 A CN116145650 A CN 116145650A
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邓远新
卢宾
欧阳波
张力文
朱海江
李翔
覃政和
张晓明
张洛川
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Guangdong No 3 Water Conservancy and Hydro Electric Engineering Board Co Ltd
Original Assignee
Guangdong No 3 Water Conservancy and Hydro Electric Engineering Board Co Ltd
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/34Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/38Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D15/00Handling building or like materials for hydraulic engineering or foundations
    • E02D15/02Handling of bulk concrete specially for foundation or hydraulic engineering purposes
    • E02D15/04Placing concrete in mould-pipes, pile tubes, bore-holes or narrow shafts

Abstract

本发明提供了一种灌注桩施工工艺,涉及建筑施工技术领域,包括以下步骤:施工准备;测量放样;埋设护筒;粘土和泥浆准备;构筑钻机平台;钢筋笼制作;钻孔施工;清孔;钢筋笼安装;灌注混凝土,采用后注浆灌注法,其中至少包括注浆管预埋和和注浆施工;在上述步骤中定期进行成孔质量检查和成桩质量控制,校核钻架及钻杆的垂直度,确定桩位、桩顶标高和成孔深度,并进行成桩质量检测,确定桩的承载力以及荷载和位移情况。本发明提供的一种灌注桩施工工艺通过成孔质量检查和成桩质量控制的数据分析以及现场的勘察,可以有效的对桩体进行控制检验,提高灌注桩的施工质量。

Description

一种灌注桩施工工艺
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域,具体涉及一种灌注桩施工工艺。
背景技术
水库放水塔的作用是当下游灌溉需水时,将水库中的水经塔中闸门的控制向下游渠道泄放,因此它是水库的输水隧道的咽喉。桩基础作为软弱地质条件下比较适用的基础形式,对解决地基承载力具有很高的适用性。
钻孔灌注桩成孔检测,常规情况下灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔,并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。但面对水库地区建设项目施工时往往会遇到地质条件复杂、地下水水位较高、腐蚀性较强等特点,为正常的施工带来诸多不便影响。同时,放水塔施工运输量大、分布面广、施工场地狭窄、施工强度高,干扰性大,增加了施工组织的困难性。因此,需要提供一种适用于水库放水塔的灌注桩施工工艺。
发明内容
基于以上问题,本发明的目的是针对上述问题提供一种灌注桩施工工艺及方法。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明提供了一种灌注桩施工工艺,具体包括以下步骤:
施工准备;测量放样;埋设护筒;粘土和泥浆准备;构筑钻机平台;钢筋笼制作;钻孔施工;清孔;钢筋笼安装;灌注混凝土,采用后注浆灌注法,其中至少包括注浆管预埋和和注浆施工;
在上述步骤中定期进行成孔质量检查和成桩质量控制,校核钻架及钻杆的垂直度,确定桩位、桩顶标高和成孔深度,并进行成桩质量检测,确定桩的承载力以及荷载和位移情况。
优选地,灌注混凝土,采用后注浆灌注法,具体包括:注浆管制作、注浆管布置、注浆管安装、注浆前压水试验、注浆施工及注浆后承载力试验。
优选地,注浆管连接接头处设置有密封装置,若干根注浆管底部设有单向注浆阀,且固定在所述钢筋笼上;所述钢筋笼上、下端各设置不少于4根与所述注浆管相同长度的导向钢筋;注浆管安装过程中,提前测量孔深,注浆管与钢筋笼一起进入孔内,在每节钢筋笼下放结束时,向注浆管中注水检查管道的密封性能;放置完成钢筋笼后,对钻孔灌注桩孔进行第二次清孔,注浆管上端无异常后,用塞子密封;
在桩形成2-3天后,开始注浆,注浆分两次完成,达到终止注浆条件后中止注浆。
优选地,所述终止注浆条件至少为以下的一种:①注浆量达到要求;②注浆压力大于3.0MPa并持荷3min,且注浆量达到要求量的80%。
优选地,注浆压力控制在0.4-0.8MPa范围内,流速控制在32-47L/min以内,每根注浆管均注入均等量的水泥浆。
优选地,若注浆施工过程中发生注浆管堵塞,至少采用以下措施中的一种:①预埋多根注浆管,发生堵塞更换注浆管继续注浆;②像注浆管中通入高压气流进行疏通。
优选地,确定桩位、桩顶标高和成孔深度的操作至少包括:
复核护筒位置,检验成孔深度和调整钻进参数。
优选地,在护筒定位后复核护筒的位置,控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm;在桩架就位后复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录,根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。
优选地,钻孔施工过程中,在提出钻具后用测绳复核成孔深度,若测绳的测深比钻杆的钻探小,则重新下钻杆复钻并清孔;所述测绳在使用前预湿后重新标定,并在使用中定期复核。
优选地,调整钻进速度,并描绘出钻进成孔时间曲线,且钻进过程中复核钻头直径,若发现所述钻头磨损超过10mm则进行更换。
与现有技术相比,本发明有以下优势:
本发明提供的一种灌注桩施工工艺,依据传统的灌注桩施工工艺对桩体进行浇灌,可以将此类方法进行大规模的推行,而通过成孔质量检查和成桩质量控制的数据分析以及现场的勘察,可以有效的对桩体进行控制检验,不会因为施工过程的不规范造成钻孔深度不够,沉渣过多现象的出现,而且可以有效的提高灌注桩的施工质量。针对水库放水塔的软土地基,采用后注浆灌注法,其中至少包括注浆管预埋和和注浆施工,保证工程质量,使桩周土体固结,提高注浆区土体的强度。
附图说明
图1为本发明一种灌注桩施工工艺的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本申请的描述中,需要理解的是,指示的方位或位置关系的术语均为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
如图1所示,本发明提供了一种灌注桩施工工艺,涉及灌注桩施工,放水塔桩基长15m,共设12根,施工工艺流程包括:施工准备、测量放样、埋设护筒、粘土和泥浆准备、构筑钻机平台、钢筋笼制作、钻孔施工、清孔、钢筋笼安装、灌注混凝土、成孔质量检查和成桩质量控制。具体包括以下步骤;
第一步:施工准备。
钻孔前的准备工作主要包括桩位放样,整理平整场地,布设施工便道,设置供电及供水系统,制作和埋设护筒,制作钻孔架,泥浆的制备和准备钻孔机具等。具体包括下述操作:
(1)场地整理:施工前,施工场地按不同情况进行处理。对于处在水中的钻孔桩基础都搭设施工平台,桩基处在旱地时,清除杂物后夯压密实。
(2)本工程钻孔桩均使用钢护筒。为保证其刚度,防止变形,在护筒上、下端和中部外侧各焊一道加劲肋。根据钻孔桩直径,护筒直径比钻孔桩直径大20cm。护筒埋设时,护筒高度为1.5m,其轴线对准测量所标出的桩位中心,护筒周围和护筒底接触紧密,保证其位置偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%。
(3)泥浆的制作:制浆前,先把粘土(粘土可采用外购膨润土)尽量打碎,使其在搅拌中容易成浆,缩短成浆时间,提高泥浆质量。制浆时,可将打碎的粘土直接投入护筒内,使用冲击锥冲击制浆,待粘土已冲搅成泥浆时,即可进行钻孔。多余的泥浆用管子导入钻孔外泥浆池贮存,以便随时补充孔内泥浆。
(4)钻机就位:埋设好护筒后,即可进行钻机就位,就位时,只要使钻锥中心对准测量放样时所测设的桩位即可,其对中误差不得大于5cm。
第二步、测量放线。
施工前要复核测量基线、水准基点及桩位,标明桩位编号及施工顺序。根据设计单位交付的测量资料进行检查核对,测定标准中心线和标明钻孔桩位置,补充必要的测量点,结合泥浆循环系统,合理安排场地。
依据测量控制桩点及设计图纸定出的桩孔平面位置,采用测量以其精确定位,同时以桩中心为交点纵向、横向埋设护桩,经监理工程师确认无误后方可进行施工。同时施工中要经常进行复测,测量控制点及水准点必须特殊加以防护,一旦桩点被破坏根据护桩及时进行恢复。
第三步、埋设护筒。
为了保护挂孔孔口,避免孔口坍場,隔离地面水,形成孔内水头和定入钻孔,并保持钻孔内泥浆表面高程。在挖埋护简时,挖坑直径比护筒大0.2-0.4m。
护筒采用3mm厚钢板制作,重复使用。为增加护筒刚度防止变形,可在护筒上下端及中间的外侧各焊一道加劲肋。护筒的安设方法采用挖埋法,埋设深度控制在1.5m-2.0m之间。护筒的顶端宜高出地面30cm,以防止杂物等进入孔口,并方便排浆。护筒上设2个溢水口,护筒中心与桩位中心的偏差不得大于5cm。并严格保持筒的垂直度。
护筒位置正确固定后,四周均匀回填最佳含水量的粘土,并分层夯实,以保证其垂直度及防止泥浆流失。
第四步、粘土和泥浆准备。
灌注桩钻孔过程中,采用泥浆护壁,考虑采用粘土掺加膨润土造浆,施工前准备足够的粘土,能及时补充孔内液面高度,泥浆储备应为钻孔容积的2倍,采用自流式供浆的方式。
泥浆由设在建筑物端头的泥浆制备厂集中生产,通过泥浆管道输送至各个施工平台上的泥浆池中,供钻孔使用。泥浆搅拌机采用GZJ-2000型搅拌机。
制浆前先将粘土打碎,使其易制成泥浆,缩短搅拌时间,粘土在水中浸透并搅拌均匀。对新制泥浆及再生泥浆设专人采用仪器进行质量控制。
第五步、构筑钻机平台。
钻机平台根据钻孔方式采用垫道板和枕木相结合来构筑,钻机平台略高于周围场地。并要求钻机平台平稳牢固,保证在施工中不发生倾斜和移动,钻头对准孔位时钻机与打桩机保持垂直。施工前钻机先试运转检查,以防止成孔或灌注中发生故障。
第六步、钢筋笼制作。
钢筋笼骨架在钢加厂加工成型,按设计配筋图分节制作,制作时要确保钢筋的正确位置、根数和间距,并按规定焊接牢固。运到现场分节组装,钢筋表面应洁净、无锈斑。
钢筋骨架设有强劲的内撑架,防止钢筋骨架在运输和就位时变形。
钢筋骨架上事先安设控制钢筋骨架与孔壁净距的混凝土垫块,这些垫块可靠地以等距离绑在钢筋骨架周径上,其沿桩长的间距不超过2m,横向圆周不得少于4处,以保证图纸要求的保护层得到满足。
钢筋笼由平板拖车运至施工现场,由施工平台上的吊架分节吊装就位。
第七步、钻孔施工及操作要点。
成孔采用冲击钻钻孔,正式施工开始前应进行工艺试验,检验钻孔机具和工艺措施对地层的适应性。
将钻机调平对准钻孔,把钻头吊起徐徐放人护筒内,对正桩位,启动泥浆泵和转盘,等泥浆输到孔内一定数量后,方可开始钻孔。具有导向装置的钻机开钻时,应慢速推进,待导向部位全部钻进土层后,方可全速钻进。
钻进时,必须注意连续补充泥浆,维持护筒内应有的水头,避免坍塌。
施工中注意以下事项:
①钻孔开始前全面检查钻机,并进行润滑。
②下钻至孔底后,提起50-80mm;先启动泥浆泵,使泥浆循环2~3min,再开动转盘;然后慢慢将钻头放到孔底,轻压慢转数分钟后再教售增加钻压和转速。
③在初钴时稍提吊钻杆,低档慢速钻进,孔深未超过10m时不世加压,以免发生孔斜。
④在钻进过程中不可进尺太快,要给泥浆护壁一定的护壁时间。
⑤在钻进过程中经常检查钻头尺寸。
⑥施工过程中如发现地质情况与原钻探资料不符,立即通知设计、监理等部门及时处理。
⑦在护筒底部出现漏浆时,应提起钻头,向孔内倒入黏土块,再放入钻头倒转,直至胶泥挤入孔壁堵住漏浆后,方可继续钻进。
⑧加接钻杆时先将钻具提离,待泥浆循环3~5min后,再拧卸、加接钻杆。
⑨造松散、软弱土层中钻进应少加压或不加压(一般用钻具自重加压即可),并根据泥浆补给情况适当控制钻进速度。
⑩在易塌孔地层中钻进时,应适当加大泥浆的密度和黏度。
若在卵石层施工困难时,改用冲击钻进行钻孔,直至设计深度。
表1成孔检测标准表
编号 检查项目 允许偏差
1 孔径(mm) 不小于设计桩径
2 孔深(mm) 符合设计要求
3 倾斜度 ≤1%
4 沉渣厚度(mm) 不大于设计与规范要求
第八步、清孔
钻孔至设计标高后,使用长度和外径符合施工技术规范要求,用II级钢筋制作的检孔器吊入孔内,检查孔径大小及垂直度等,得到监理工程师同意后采用换浆法清孔,清孔后,以开口铁盒检查泥浆,孔内沉淀指标应达到规范规定标准(一般不超过20cm)。清孔时,保持孔内水位在地下水位或河流水位以上1.0~1.5m防止塌孔。当孔底沉渣的粒径较大,泥浆清孔难以将其带上来时,或长时间清孔孔底沉渣厚度仍超过规定要求时,改用其它方法清孔。
排出的钻渣用12t载重汽车运输到指定位置,不得污染环境。
第九步、钢筋笼制作和安装,具体包括以下操作:
(1)制作前先将主筋调直,清除钢筋表面油污和杂物等。使用的所有钢筋应具有出厂日期和质量证明书,检验合格后才能使用。
(2)钢筋下料要准确控制下料长度。钢筋在钢筋加工场集中加工,成品钢筋运输到现场进行制作。每节长度不大于12米,对于大于12米的钢筋笼分节时应考虑主筋接头按规范要求错开及能在一定范围内移动主筋,对接端预留一段螺旋筋不绑扎。桩基主钢筋笼各段之间主筋采用焊接,电焊条采用506电焊条,单面焊时焊缝长度大于10d,双面焊时焊缝大于5d,要求焊缝饱满,焊缝深度和宽度满足规范要求。
(3)加强筋弯制成型后点焊待加强和主筋连接成一个整体后再施焊,加强筋点焊后必须用扳手消除弹性变形、焊工必须持证上岗。
(4)钢筋笼在制作时在平整的场地上选行,要求用混凝土施工焊接用地坪,以保证制作的钢筋笼的整体直度和主筋焊接接长时的对位、用自制平板拖车托运至孔位处,吊装入孔,在井口焊接接长、钢筋笼加工时在钢筋笼内部隔一定距离设置十字撑,以提高钢筋笼的整体刚度,防止钢筋笼在加工和运输过程中的变形。
(5)检测管为采用057钢管,连接方式为套管焊接连接,当钢舒差分节绑扎时,检测管亦应根据钢筋笼长短分节连接,检测管限位采用910號筋加工成的形,一侧与竖向主筋焊接,另一侧穿入套管钢管中,留有足多空隙利于检测管自由转动。并在检测管限位断面以上20cm处焊接
Figure BDA0004066770480000071
钢筋,防止检测管滑落孔中(或采用/>
Figure BDA0004066770480000072
钢筋加工成Ω形直接焊在加强箍筋上)。管底采用钢板焊封,检测管对接完成后即将管身与钢筋焊接在一起。管顶高出桩顶50cm,灌满水后用木塞封堵,防止灌桩时混凝土灌入。
第十步、灌注混凝土,具体包括以下步骤:
由于放水塔地基上部地质情况为冲洪积砂层地基,承载能力较小,下部为冲积细砂,较松散,因此为软土地基,需要采用后注浆的方式,后注浆的目的是通过加强桩底沉渣和桩身泥皮来增加桩端阻力和桩侧摩擦力,从而提高单桩承载力,减少桩基沉降。工程实践证明,该技术的运用能有效提高桩端土的承载力。
(1)预埋注浆管
注浆管由内径32mm,壁厚3.5mm的无缝钢管制成,采用单向阀式注浆器。每根桩设置2~3根注浆管(桩径小于1 000mm,一般设置2根注浆管;桩径大于1000mm一般需要设置2~3根注浆管,具体根据设置要求来定),注浆管要求均匀分布并用铁丝绑扎在钢筋笼上。注浆管总长度由桩的长度决定,每节长度根据无缝钢管原材料以及施工方便性确定,节与节之间用螺纹套筒连接,为了避免浪费及顺利施工,可制备几个短节注浆管。
注浆管连接接头采用螺纹套筒连接,外丝接头采用相应直径的无缝钢管通过机械加工制成,连接时在丝牙部分缠裹脱脂带,以确保接头的机械强度和密封性能。注浆阀采用单向阀,要求能承受不小于1MPa的静水压力;注浆器下端为锐角,周向表面为梅花状。灌浆孔分布均匀,孔径不大于8mm。注浆管与钢筋笼的固定采用10~12号铁丝绑扎,牢靠固定于钢筋笼内侧,并均匀分布,与钢筋笼整体下放,绑扎间距为2.0m。钢筋笼上、下端各设置不少于4根与注浆管相同长度的导向钢筋(一般采用相同的钢号),导向钢筋采用间距为1.5m的箍筋固定;注浆管下部伸至桩底30~50cm,上端高出地面0.2m,对露在孔口的注浆管必须用堵头拧紧,以防止碎屑和泥浆落入注浆管内,确保管道畅通,下端与单向阀式注浆器相连。
注浆管与钢筋笼一起进入孔内,并在下笼前先测量孔深。在管道安装时,技术人员必须检查现场安装的质量。在每节钢筋笼下放结束时,必须向注浆管中注水检查管道的密封性能。注浆管注水后,管道的稳定性保持10s不变。如果发现漏水,必须对钢筋笼进行检查,在排除故障后,可以继续降低笼子。放置完成钢筋笼后,对钻孔灌注桩孔进行第二次清孔,完成后,应重新检查管道的水面。注浆管上端无异常后,用塞子密封。
注浆前压水试验是后注浆技术的一道重要流程,一般在灌注桩成桩后7~8h内进行。压水试验的目的如下:检查管路系统及单向阀的密封性与完好率;疏通注浆管道;清除单向阀周围凝土中沉渣和泥浆;将沉渣和泥浆中的细粒部分压至加固范围内;确定注浆初压及确定注浆起始浓度和注浆配合比;压水量一般控制在0.2m3以内,压水时间2~3min,以压通为准(压通的标志是泵压明显下降)。如果在桩侧或桩端呈现扩孔、塌孔或充盈系数较大等现象,需要提前进行压水试验,以确保较厚的混凝土覆盖层能被冲走。在试验期间,由专人记录冲破压力值及管道的疏通情况。
(2)注浆施工
宜在成桩5~7d后进行灌浆,一般情况下,桩身混凝土强度需达到设计强度的70%以上,注浆采用二次注浆工艺,第1次注浆量为60%,间隔2h后进行第2次注浆,如注浆压力小于2MPa时,间隔1h后再增加注浆量。基于灌浆量,辅以压力控制。根据地质条件合理选择灌浆参数。如当桩端是致密砂砾或卵石层时,可以考虑采取大注浆量和较大的注浆压力,以注浆量为主要控制指标;如果桩侧为密实的沙土层,可以注浆压力为主要指标,注浆量为参考指标。
在桩形成2~3d后,开始注浆,注浆应该是低速和缓慢的,先稀后浓。低速慢压可以有效地防止压力突然增加,不能进行灌浆,也可以防止浆料沿桩或其他地方逸出,使桩端或桩周土体被水泥浆液较均匀的渗透,逐渐填充,随着灌浆量的增加,压力自然逐渐增加,以获得最佳的增强效果。注浆分两次完成,第一次注入60%的水泥浆量,第二次注入剩余的40%水泥浆量,间隔2h。如果注浆压力小于2MPa时,则在1h间隔后适当增加注浆量。注浆压力应控制在3MPa范围内,一般情况下取0.4~0.8MPa,流速控制在32~47L/min以内,每根注浆管均注入均等量的水泥浆。注浆完毕后立即将堵头拧到注浆管上,以免因回浆而降低注浆效果。每完成1根桩的注浆工作,都要编制相关的施工记录,要求做到及时、真实、准确。如果注浆量达不到设计要求,注浆就会从地面冒出来,应暂停注浆,并用缓凝型水泥浆代替灌浆管中的水泥浆。再停止约1h再注浆,如此往复,直至达到设计注浆量。
如果发生意外堵塞,必须采取下列措施确保注浆成功。
(1)在每个桩身上均匀安装3根灌浆管。如果1根注浆管被堵塞,可以从另外两根注浆管中完全注入,如果3根注浆管全部堵塞,则必须采取疏浚和补救措施。
(2)若注浆管内是被泥浆或泥浆干燥后的土块堵塞,可采用高空气进行疏通。具体方法为将直径15mm的承压管插入注浆管中,并利用空压机注入高压气流,从上往下疏通管道。后注浆施工完成后,进行单桩竖向抗压静载荷试验。
第十一步、成孔质量检查
成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分,其质量如控制得不好,则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等,还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。因此,在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作。
(1)成孔质量检查:孔深采用操作室内液晶深度显示器控制,成孔后以测绳检验,待清孔后,再次以测绳检验,检验之差即为沉渣厚度,沉渣厚度不得大于100mm。
(2)采取隔孔施工程序:钻孔混凝土灌注桩是先成孔,然后在孔内成桩,周围土移向桩身土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初始,桩身混凝土的强度很低,且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的,故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。
(3)确保桩身成孔垂直精度:这是灌注桩顺利施工的一个重要条件,否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求,应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固,经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施,并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。
(4)确保桩位、桩顶标高和成孔深度:
①在护筒定位后及时复核护筒的位置,严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm,并认真检查回填土是否密实,以防钻孔过程中发生漏浆的现象。在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化,为准确地控制钻孔深度,在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录,以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。
②虽然钻杆到达的深度已反映了成孔深度,但是如在第一次清孔时泥浆比重控制不当,或在提钻具时碰撞了孔壁,就可能会发生坍孔、沉渣过厚等现象,这将给第二次清孔带来很大的困难,有的甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉渣。因此,在提出钻具后用测绳复核成孔深度,如测绳的测深比钻杆的钻探小,就要重新下钻杆复钻并清孔。同时还要考虑在施工中常用的测绳遇水后缩水的问题,因其最大收缩率达1.2%,为提高测绳的测量精度,在使用前要预湿后重新标定,并在使用中经常复核。
③为有效地防止塌孔、缩径及桩孔偏斜等现象,除了在复核钻具长度时注意检查钻杆是否弯曲外,还根据不同土层情况对比地质资料,随时调整钻进速度,并描绘出钻进成孔时间曲线。当钻进粉砂层进尺明显下降,在软粘土钻进最快0.2m/min左右,在细粉砂层钻进都是0.015m/min左右,两者进尺速度相差很大。钻头直径的大小将直接影响孔径的大小,在施工过程中要经常复核钻头直径,如发现其磨损超过10mm就要及时调换钻头。
(5)钢筋笼制作质量和吊放
钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料,检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上,这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的,因此,吊环长度是根据底梁标高的变化而改变,所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度,以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中,应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量,对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时,要注意钢游笼能否顺利下放,沉放时不能碰撞孔壁;当吊放受阻时,不能加压强行下放,因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象,应停止吊放长寻找原因,如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的,应提出后重新垂直吊放;如果是成孔偏斜而造成的,则要求进行复钻纠偏,并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。
(6)灌注水下混凝土前泥浆的制备和第二次清孔
清孔的主要目的是清除孔底沉渣,而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣,使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态,再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔,最终将桩孔内的沉渣清干净,这就是泥浆的排渣和清孔作用。从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的护壁和清孔作用,我们可以看出,泥浆的制备和清孔是确保钻子L桩工程质量的关键环节。因此,对于施工规范中泥浆的控制指标:粘度测定17-20min;含砂率不大于6%;胶体率不小于90%等在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制,不能就地取材,而要专门采取泥浆制备,选用高塑性粘土或膨润土,拌制泥浆必须根据施工机械、工艺及穿越土层进行,配合比设计。
灌注桩成孔至设计标高,应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔,直到孔口返浆比重持续小于1.10-1.20,测得孔底沉渣厚度小于50mm,即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管。沉放导管时检查导管的连接是否牢固和密实,以防止漏气漏浆而影响灌注。由于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部,最终不能被混凝土冲击反起而成为永久性沉渣,从而影响桩基工程的质量。因此,必须在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔。当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后,应立即进行水下混凝土的灌注工作。
第十二步、成桩质量的控制
(1)为确保成桩质量,要严格检查验收进场原材料的质保书(水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告),如发现实样与质保书不符,立即取样进行复查,对不合格的材料(如水泥、砂、石、水质),严禁用于混凝土灌注桩。
(2)成孔后,应加快施工节奏,控制工序间的时差,尽可能缩短间隔时间,如下钢筋笼、下导管、二次清孔等。钢筋笼每节长度宜在10m以上,接头宜采用冷挤压接头。吊装钢筋笼时必须保持垂直,以防碰撞孔壁,待放钢筋笼、下导管等各项工序完成时,应进行二次清孔,二次清孔主要以降低泥浆比重为目的,清孔时间控制在2-3小时以内,清孔时回浆均采用回浆池中的优质泥浆,灌注前的泥浆比重控制在规范要求以下。首批灌注混凝土的数量应满足导管初次埋置深度1.0m以上。灌注要连续紧凑进行,导管埋深宜控制在2-6m范围内。当井孔混凝土面接近和进入钢筋笼时,应使导管保持稍大的埋深,并放慢灌注速度,以减小混凝土的冲击力。在灌注末期时,导管上口的漏斗底口应高出桩顶不小于4-6m,以达到使导管内混凝土流布到导管外并将管外的首批混凝土顶升所需的超压力,以防止桩基上段产生缩孔、露筋现象。
(3)为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象,在混凝土灌注时加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度,混凝土坍落采用18cm-20cm,并随时了解混凝土面的标高和导管的埋人深度。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m-4m,不宜大于5m和小于1m,严禁把导管底端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高8m-10m时,及时将坍落度调小至12cm-16cm,以提高桩身上部混凝土的抗压强度。在施工过程中,要控制好灌注工艺和操作,抽动导管使混凝土面上升的力度要适中,保证有程序的拔管和连续灌注,升降的幅度不系数,柱身混凝土的充盈系数必须大于1。同时要认真进行记录。
(4)成桩质量检测
成在混凝土达到设计强度后,按照设计要求采用基桩无损检测方按来确定桩的承载力以及荷载和位移情况,并记录所有试验观测读数。
钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目,质量检查比较困难,如桩的各种动测方法基本上都是在一定的假设计算模型的基础上进行参数测定和检验,并要依靠专业人员的经验来分析和判读实测结果,同一个桩基工程,各检测单位用同一种方法进行检测,由于技术人员的实践经验的差异,其结论偏差很大的情况也时有发生。通过十几年来几十个钻孔灌注桩工程的施工实践,得出这样一个结论,即加强桩基工程检测是一个手段,要保证钻孔灌注桩的施工质量,其关键还在于人。强调现场管理人员要有高度责任心,以防为主,对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工,只有这样桩基的质量控制才能得到保证。
以上仅为本发明的部分实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种灌注桩施工工艺,其特征在于:
具体包括以下步骤:
施工准备;测量放样;埋设护筒;粘土和泥浆准备;构筑钻机平台;钢筋笼制作;钻孔施工;清孔;钢筋笼安装;灌注混凝土,采用后注浆灌注法,其中至少包括注浆管预埋和和注浆施工;
在上述步骤中定期进行成孔质量检查和成桩质量控制,校核钻架及钻杆的垂直度,确定桩位、桩顶标高和成孔深度,并进行成桩质量检测,确定桩的承载力以及荷载和位移情况。
2.如权利要求1所述的一种灌注桩施工工艺,其特征在于:
灌注混凝土,采用后注浆灌注法,具体包括:注浆管制作、注浆管布置、注浆管安装、注浆前压水试验、注浆施工及注浆后承载力试验。
3.如权利要求2所述的一种灌注桩施工工艺,其特征在于:
注浆管连接接头处设置有密封装置,若干根注浆管底部设有单向注浆阀,且固定在所述钢筋笼上;所述钢筋笼上、下端各设置不少于4根与所述注浆管相同长度的导向钢筋;注浆管安装过程中,提前测量孔深,注浆管与钢筋笼一起进入孔内,在每节钢筋笼下放结束时,向注浆管中注水检查管道的密封性能;放置完成钢筋笼后,对钻孔灌注桩孔进行第二次清孔,注浆管上端无异常后,用塞子密封;
在桩形成2-3天后,开始注浆,注浆分两次完成,达到终止注浆条件后中止注浆。
4.如权利要求3所述的一种灌注桩施工工艺,其特征在于:
所述终止注浆条件至少为以下的一种:①注浆量达到要求;②注浆压力大于3.0MPa并持荷3min,且注浆量达到要求量的80%。
5.如权利要求3所述的一种灌注桩施工工艺,其特征在于:注浆压力控制在0.4-0.8MPa范围内,流速控制在32-47L/min以内,每根注浆管均注入均等量的水泥浆。
6.如权利要求1所述的一种灌注桩施工工艺,其特征在于:若注浆施工过程中发生注浆管堵塞,至少采用以下措施中的一种:①预埋多根注浆管,发生堵塞更换注浆管继续注浆;②像注浆管中通入高压气流进行疏通。
7.如权利要求1所述的一种灌注桩施工工艺,其特征在于:
确定桩位、桩顶标高和成孔深度的操作至少包括:
复核护筒位置,检验成孔深度和调整钻进参数。
8.如权利要求7所述的一种灌注桩施工工艺,其特征在于:
在护筒定位后复核护筒的位置,控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm;在桩架就位后复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录,根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。
9.如权利要求7所述的一种灌注桩施工工艺,其特征在于:
钻孔施工过程中,在提出钻具后用测绳复核成孔深度,若测绳的测深比钻杆的钻探小,则重新下钻杆复钻并清孔;所述测绳在使用前预湿后重新标定,并在使用中定期复核。
10.如权利要求7所述的一种灌注桩施工工艺,其特征在于:
调整钻进速度,并描绘出钻进成孔时间曲线,且钻进过程中复核钻头直径,若发现所述钻头磨损超过10mm则进行更换。
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