冲击钻钻孔灌注桩施工技术及质量控制分析

冲击钻钻孔灌注桩施工技术及质量控制分析 摘要 ：钻孔灌注桩是目前我国在道路网结构施工和沿海城市建设使用较为广泛，由于是基础工程，桩体本身在土层内部，所以施工完毕后的验收检查难度较大，本文通过分析常见质量问题及成熟的处理方法及多年的施工经验，简述在施工过程中的重点控制因素，通过技术交流提高施工方法的先进与科学性。 关键字：垂直精度 扩大桩径 浇筑连续性 埋入深度 一 、施工质量控制要点 1、成孔质量的控制 钻孔质量的好坏是直接影响混凝土灌注桩施工质量一个重要因素，如在施工中质量控制不当，将会造成塌孔、缩径、桩孔 偏斜及桩端承载能力达不到设计持力层要求等，还会造成桩承载力下降。所以施工中要注意以下几点： 1）采取隔孔施工程序。 钻孔混凝土灌注桩则是先成孔，然后在孔内成桩，桩周围土体对桩身产生侧向压力，压力可能会随着深度加深压力大小也不一样，特别在浇筑混凝土初期，桩身混凝土的强度不够，很容易受到土压力影响，出现塌孔和缩径问题。所以通过隔孔施工可以达到一定稳定的技术要求，最大限度降低土体对桩身的损坏。 2）保证成孔的垂直精度 成孔精度是保证灌注桩施工顺利进行的一个重要前提条件，如果发生偏差，将会造成钢筋笼无法放入等 现象，同时，由于偏心的误差产生，桩体垂直承载能力降低，桩身将会受到较大的剪切应力破坏。为了满足成孔垂直精度要求，应加大桩机设备的支承面积，加固桩机稳定性能，间隔一段时间要校核钻架及钻杆的垂直度等方法，施工完成后还要进行桩径、桩井倾斜做精密检测。 3）保证桩位、桩顶标高及成孔设计深度要求。 护筒确定位置后，要随着施工的进程及时进行校核，严格将偏心误差控制在不大于规范要求的 5cm，加强对回填土密实度的检查力度，防治钻孔位置发生漏浆现象。由于基础施工本身存在的高低不平及地面标高的变化，为了较为准确的进行施工，应该 在桩机就位后对钻杆及底梁水平标高进行复测，并作好相关的记录工作，也可在钻杆固定架上标识出参照物，来及时校验桩身长度。由于一般在第一次钻孔中，钻具本身控制不当，会对孔壁产生影响，出现塌孔夹渣等质量问题，这会给第二次清孔带来较大的施工难度。此时一般要在钻杆伸出后，用尺丈量深度，如果发生测深比钻杆的钻探小，要重新进行清孔处理。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。4）钢筋笼制作质量和吊放 钢 筋笼施工前必须要对钢筋原材进行检查和送检试验，在现场进行直径、规格、数量进行核验后出具合格报告后方可进行施工。在验收中要时刻注意钢筋笼吊环尺寸是否满足钢筋吊放的准确性，由于吊环会随着底梁标高的变化而变化，所以时刻要观测底梁标高的变化，来确定吊环长度尺寸，来保证钢筋的下放标高的设计要求。在钢筋下放过程中，必须严格逐节检查钢筋的焊接质量，对所有焊接质量不符合规范要求的要进行及时的整改、有必要时进行补焊。同时，还要注意钢筋笼整体能否顺利完成，沉放时注意避免不能损坏孔壁；如果发生吊放受阻时，不可强行进行下放，否着将 会造成坍孔、钢筋受到挤压变形等现象发生，应及时停止下放操作，如明确是由于钢筋笼不垂直原因导致的，要提升出后重新进行吊放；如是钻孔偏移导致的原因，则必须进行复钻纠偏，必须在重新验收后，方可进行施工。钢筋需要进行接长处理时要缩短焊接时间。 5） 浇筑水下混凝土的关键环节 清孔是水下浇筑前的必须的环节，目的是为了孔底的渣泥能清理到位，不影响桩体密实度，保证强度。由于孔底沉渣清理不干净将直接影响桩的承载能力因素之一。清孔方式是通过泥浆的流动所产生的动能冲击孔底部泥渣，使得泥渣中的颗粒等处在悬浮状态，后利用泥浆本身 融入泥渣，使泥渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔内部，从而使孔底内部的泥渣被清理干净。以上处理作用，说明泥浆在钻孔成桩过程中的护壁与清理的作用的重要性，所以泥浆的清理作用是保证钻孔质量好坏的关键环节。也因此，在规范中泥浆的控制指标十分的严格：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检测控制，不可以用没有进行检测过的材料进行加工，而要专门采取泥选用高塑性粘土，同时，制拌泥浆必须依据施工机械设备、工艺及土层进行配合比设计。 当桩体成孔至设计规定的标高位置时，应 要充分利用钻杆进行第一次清孔处理，等到孔口返浆持续在低于 1.2 左右，经过测量孔底泥渣厚度要必须控制在小于5cm 范围内，同时，及时进行吊放钢筋与混凝土导管。放置导管时检查导管的连接是否紧密和牢固，防止由于漏浆而影响浇筑桩体质量。而在此过程中由于孔内原来的泥渣处在悬浮状态不能有效的清理干净，而在放置钢筋与导管是磕碰孔壁等原因都会造成泥渣再次沉底，导致厚度增加，这种沉渣可能是永久的，无法进行弥补处理，减小了有效桩长，进而影响桩体质量。所以必须要进行二次清孔处理。只有当桩孔口返浆比重及孔底沉渣厚度均满足规范要求后， 及时进行水下混凝土浇筑施工。 二、桩体质量控制 1.首先要对进场原材料进行严格的把控，检查材料的合格证与检测报告及使用说明，为了尽可能保证桩体质量，例如：水泥合格证、化验报告、砂石化验报告，如果发现材料与报告不符合，或是有感官的质量缺陷，要及时进行送检，进行复查对于不符合的原材要退场处理，严禁劣质品运用到工程中，从根本上杜绝由于材料本身问题导致的质量问题。 2.由于目前主要的钻孔灌注技术是运用水下导管进行混凝土浇筑施工，而由于混凝土在水下很容易出现离析现象，所以要控制好混凝土本身中的配合比，尽量减少离析 现象的发生，因而，混凝土的配合比要随原材如水泥品种、砂、石料品种含泥量及含水率的变化及时进行修整，达到最佳的配合比设计，为了达到此目的，较为准确的拌料，在搅拌前要复核配合比并校验计量的准确性，把控计量与测试工作，并及时进行记录。 3.浇筑混凝土时，经常可能由于塌孔、或是外力挤压等原因造成断桩、夹泥现象，由于操作失误管沉放不当堵管现象发生，在浇筑混凝土时应提高对混凝土搅拌时间及坍落度指标的控制措施。由于混凝土搅拌时间不够会直接造成混凝土强度下降，坍落度最好控制在 18cm 20cm 范围内，同时还要及时掌握混凝土灌入的高度和导管的埋入深度。导管最佳的位置应该埋入混凝土面以下 3 米左右的位置，并切不宜超过 5m 或是小于 1m，否则不利于施工、难于控制成桩质量。过程中严禁将导管提出混凝土表面。当浇筑高度距离桩顶标高 8m 左右时，由于此部位一般是承载的 中心区，所以要将坍落度调整到 14cm 左右的范围，从而提高桩身上部混凝土的整体抗压强度。同时在施工中，还要控制浇筑工艺和施工的操作质量，不断的上下提升下降导管，保证有规律的进行拔管和连续浇筑施工，操作幅度不可过大，如果抽把导管幅度过大容易造成对孔壁的破坏，使孔壁土体塌陷或是孔壁下坠、夹泥，以上现象在流沙层发生的几率会更高。在浇筑过程中，要做到每浇筑 3 方左右混凝土测一次上升的高度。同时要认真进行高度记录，做好备案为了以后可以追溯质量问题的发生。 三 、 钻孔桩的质量通病与处理 措施 1.钻孔 灌注桩桩底部承载能力不 足 原因：桩 底端没有能够 支承在 有效的承载 层 上 。 预防 措施： 可以进行施工区域钻芯处理，通过对土层内部的结构分析，判断持力层所在的深度范围，而这种需要进行取芯的区域 一般 较为 复杂 。如果无法进行取芯检测可以参照临近取芯结果进行判断 ， 同时还 要 依据 钻 杆下降速度与 泥浆返上 情况 及钻进 深度 情况 及 工程地质 勘察 资料进行综合考虑。 如果持力层深度超过探测范围，要进行桩体加宽或是桩体间距减小措施，如果还是不能满足，就进行其他方式进行承载施工。 2.桩底 泥渣沉 量 大 原因：清孔 工作不认真操作过快 没有 及时 进行二次清孔。 预 防 措施： 清孔处理过程中，钻杆的旋转频率、出杆速度及泥浆的粘接度进行 认真 把控 ，采用 合理 的 测量工具 ， 如果第一次清孔不到位时，要及时进行过程控制 ， 可以重新下钻清理，可以通过 改善泥浆 配合比 ， 提高其本身的粘接性能，延长 清孔时间等 措施 。 在安装完毕钢筋笼后 ，再 次 检查沉渣量， 如果 沉渣量 还是超过 设计 要求，应 及时 进行二次清孔 处理 。 而 二次清孔可 利用 一个清孔 接头管 ，一端 接导管，一 端 接胶管，在导管 下放至深度后 ， 管端距离桩底要高于 0.5 米 ，在胶管 端口 接上泵 使 泥浆 进行 循环。 进行二次清孔可以最大限度的降低泥渣对桩体的影响， 及时有效保证桩底 干净。 3.孔壁发生缩径 原因： 有地质原因：饱和性粘土由于吸水性较强，吸水后导致体积增大，由于钻杆钻入后，极易破坏桩孔内部结构，使得土体从软塑状变为流动状，这种变化只有当侧向压力与孔内泥浆下压力达到平衡才能停止；软硬土层相差过于明显导致原本土体内部压力较为明显的转向软弱土层，上下交界处的径向应力过于集中，造成桩体缩径。 施工原因：施工中拔管速度过快，加之混凝土本身塌落度过小和易性较差，导致混凝土施工时，混凝土本身无法扩散均匀，从而导致发生缩径现象。 防治措施： 成孔前，勘察不同土层地质情况，如果软土厚 度较厚，应进行孔壁固化或是用扩孔处理，保证即使缩径也可保证桩体的有效直径长度。施工中避免过快拔管速度，同时，注意成孔时适当加大泵送量，达到孔壁形成泥皮层，这样可以有效减少渗水情况的发生。 4、钢筋笼上浮 形成 原因： 浇注混凝土时，由于混凝土出管时对底部会形成较大冲击力，再加之如果拔管提升过快，致使混凝土落差距离加大，进一步造成对底部的冲击，进而导致钢筋笼上浮现象的发生 ； 在浇注时，如果不能连续进行作业，导致间断时间过长，致使混凝土开始初凝，管道上部的混凝土与钢筋已经粘接有一定的强度，如果在此进行提升管道， 将有可能使钢筋笼整体提升 。 防治措施： 混凝土浇筑时，注意标高的把控，随时进行测量。管道埋深情况，注意管道尽量不要埋入混凝土过多，施工注意浇注频率，配合振捣棒及时捣实混凝土，如果发生上浮现象，即使停止，将钢筋笼下降到标高处后，再行施工。 5、 桩体内部形成 夹泥层 形成 原因： 泥浆和易性本身过低，加大了浇注的施工难度，如果打导管被堵住，将不能立即进行浇注，当冲压达到可以将管内混凝土挤出时，由于瞬时冲力过大，石子砂子等可能被散落冲出，导致浇注层标高处形成夹渣现象发生 ；由于本身孔壁土层压力，可能存在淤泥不断灌 入桩孔内部，积聚的渣泥将阻断桩体影响质量 。 同时，由于已经浇注的混凝土已经开始凝固，而新入的混凝土无法与之进行有效的结合，导致断桩现象的发生。断桩对桩体承载能力有直接的影响，所以属于较为严重的质量事故。 防治 措施 ：认真 清理孔内泥浆，注意浇注的连续性，浇注速度要快，注意管道封堵后，不可过急的进行压力冲击操作，将管内清理干净后再行施工；尽量保证混凝土的流动性能，防止堵管。 结束语：钻孔桩施工中加强人为的控制力度，严格把控每一道施工程序，并做好相应记录，提