钢筋笼施工及质量控制

钻孔灌注桩的钢筋笼施工及质量控制钻孔灌注桩由于对多种地质条件的适应性、施工简朴易操作且设备投入一般不是很大，因此在各类工程中得到广泛应用。钻孔灌注桩的钢筋笼质量很重要，如下是笔者在钢筋笼施工的一点点经验。一、钢筋骨架制作、寄存与安装(一）、钢筋骨架制作1、制作措施在《公路工程质量检查评估原则》中规定了钢筋笼制作的容许偏差，钢筋笼制作容许偏差如下表所示项次 项目 容许偏差/mm1 主筋间距 ±202 箍筋间距或螺旋筋间距 ±103 钢筋笼直径 ±54 钢筋笼长度 ±10各项控制指标,,对于每一段来说都不难做到。不过由于每段钢筋笼的偏差可正可负，尤其是对主筋间距和钢筋笼直径这两项指标，在两段钢筋笼焊接时会发生困难。为了克服这个困难，我们采用了如图所示的纵向钢筋定位模板进行钢筋笼的制作。为了不阻碍螺旋筋的绑扎，再每隔2M左右采用加强筋成型法。加强筋设在主筋内侧，并用三角内撑将它加固，在加强筋外侧点焊主筋，主筋与加强筋必须垂直，再绑扎箍筋，钢筋笼的加工，必须严格按照施工设计图和规范规定，配制好主筋的焊接长度为10D(双面焊)，但施焊时，由于起落点都不饱满，达不到施工规定，因此长度加1CM，接头位置错开，距离应不少于规范规定，为了以便施工，结合钢筋笼的长度取一种工人易记的数字(最佳是整十位数)。钢筋笼由于一般都比较长,重量重，并且受钻机门架高度(一般不都超过10M)的影响，施工中，钢筋笼要采用分制作，每根桩的钢筋笼，由几节钢筋骨架构成,计算钢筋笼长度尺寸时,除要注意接头位置错开,还要注意计算上焊接长度。2、保护层的设置钢筋笼竖直对准孔口中心后要缓缓下放，力争不使“︺”筋（也称钢筋耳朵）刮伤孔壁。但实际上这是很难做到的，为此我们采用如图所示的垫块。通过施工表明，此种垫块可以减小孔壁的刮伤及增长钢筋笼保护层的均匀性。然而钢筋笼的弧形垫块在吊装过程会常常会被破坏，为此再事先制作某些圆形垫块，钢筋笼一边下放，再一边安装圆形垫块；垫块为砂浆预制块，中间穿孔，插入与箍筋同规格钢筋，点焊在骨架上，安装时注意圆钢筋纵向与骨架纵向一致，垫块可以在骨架下放时滚动，一起固定骨架居中，二起保护层作用,三又不会刮伤孔壁。(二）、钢筋笼的寄存制好后的钢筋笼必须放在平整、干燥的场地上。寄存时，在加劲筋与地面接触处垫上等高的木方，以免粘上泥土。每组骨架的各节要排好次序，挂上小牌，注明第几节及其长度，不得混杂寄存，防止搞错，导致质量事故。寄存时骨架还要注意防雨、防锈。(三）、钢筋笼的起吊和就位质量控制为了防止钢筋笼在吊运过程中发生纵横方向不可自动复原的变形。除了规定起吊措施对的，不可采用错误的措施（尤其注意下端不可拖地）之外，必要时还可采用临时加强刚度的措施，使用纵向抗挠屈加劲杆，我们在骨架内部教临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度，由于它体直，质轻，便于安装、拆卸。采用两点吊法，第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间。起吊时，先提第一吊点，使骨架稍提起，再与第二吊点同步起吊。待骨架离天地面后，第一吊点停止起吊。伴随第二吊点不停上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一吊点，检查骨架与否顺直。当骨架进入孔口后，应将其扶正渐渐下降，严禁摆动碰撞孔壁。然后，由下而上地逐一解去绑扎杉木杆的绑扎点。解去后，杉木杆受水的浮力自行浮出水面后即可取去。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍靠近孔口时，可用型钢穿过加强箍下方，将骨架临时支承于孔口，将吊钩移到骨架上端，取出临时支承，继续下降到骨架最终一种加强箍处，按上述措施临时支承。此时可吊来第二节骨架，使上下两节骨架位于同一竖直线上，进行焊接。焊接时应先焊顺桥方向的接头。最终一种接头焊好后，可下沉骨架，如此循环，使所有骨架降至设计标高为止。骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复查对后再焊接。在定位钢筋顶端的顶吊圈内插入两根平行的工字钢。将整个定位骨架支托于护筒顶端。两个工字钢的净距应不小于导管外径30CM。然后撤下吊绳，用用4根φ25短钢筋将工字钢及定位筋的顶吊圈焊于护筒上。使钢筋笼定位于孔中心。首先可以防止导管或碰撞而使整个钢筋骨架变位或落入孔中，另首先也可起到防止骨架上浮的作用。二、在灌注施工过程，钢筋笼上升是常常有的事，为了防钢筋骨架上升，可采用如下措施：钢筋笼上升，除了某些显而易见的原因是由于导管上提时钩挂所致外，重要的原因是被砼顶托上升，当砼表面靠近钢筋骨架时，导管底口处在钢筋笼底口3M如下和1M以上处，砼灌注的速度过快，使砼下落时冲出导管底口向上反冲，其顶托力不小于钢筋笼的重力所致。为了防止钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼底部3M至高于钢筋笼底1M之间，以及砼表面在钢筋笼底部上下1M之间，应放慢砼灌注速度，容许的最大灌注速度与桩径有关，经验表明，本工程的灌注速度最大的灌注速度为是每分种孔内砼上升不不小于半米。孔内砼进入钢筋骨架4M左右,合适提高导管,减小导管埋置长度,以增长骨架在导管口如下的埋置深度,从而增长砼对钢筋骨架的握裹力。克服钢筋上升，除了重要从上述灌注方面着眼外，还应从钢筋笼定位方式加以考虑，钢筋定位方式在上述已提到。三、施工中无论是制作、安装还是灌注砼时，必须配专人负责，记录，应到达《规范》规定。四、通过数年的施工经验阐明，通过采用上述施工措施，钢筋笼施工基本可以满足设计规定及施工规范。钻孔灌注桩施工质量问题控制与防治措施一、序言钻孔灌注桩是民用和工业建筑广泛应用的一种基础形式，具有适应性强、施工操作简朴、设备投入不大等长处。不过由于钻孔灌注桩的施工大部分是在地面如下进行，其施工过程无法直接观测，成桩后也不能进行直接开挖验收，它又是最轻易出现质量问题的一种基础形式。分析钻孔灌注桩在施工过程中也许发生的事故，进行必要的防备是保证钻孔灌注桩成桩质量，保证基础工程安全的重要措施[1-10]。本文根据作者数年来从事钻孔灌注桩设计和施工经验，简要分析钻孔灌注桩施工过程中也许存在的几种质量问题以及对应的防备措施，意在为类似工程提供借鉴。二、无套管施工法中孔壁坍塌及对策无套管灌注桩施工过程中由于土壤的持力层发生变化等原因，将会出现因漏水、漏浆等导致的孔壁坍塌的质量事故。钻进过程中，如发现排出的泥浆中不停出现气泡，或泥浆忽然漏失，则表达有孔壁坍陷迹象。根据对此类问题的分析，发现导致施工事故的原因重要在于：①护筒的长度不够，护筒变形或形状不合适；②保持的水头压力不够；③地下水位有较高的承压力；④在砾石层等处有渗流水或者没水，孔中出现跑水现象；⑤泥浆的容重及浓度局限性；⑥成孔速度太快，在孔壁中来不及形成泥膜；⑦用造孔机械在护筒底部造孔时触动了孔周围的土壤；⑧沉放钢筋时，碰撞了孔壁，破坏了泥膜及孔壁；⑨造孔机械的机械力过大，致使护筒与土层之间的粘着力减弱；针对这种问题，应采用的对应处理措施为：施工现场在埋设灌注桩的护筒时，坑地与四面应选用最佳含水量的粘土分层扎实，必须注意保持护筒安装垂直，在护筒的合适高度开孔，使护筒内保持1.0-1.5m的水头高度。当发现地基有地下水时，应亲密注意与否夹有不透水层。当下层的承压地下水的水头比下层的地下水位高时，必须能保持足够的泥水压力，在施工前的地质状况勘测中，一定规定给出地下水的压力、出水量、水流方向等要素条件。泥浆的比重以1.02~1.08左右为宜。此外，在成孔时，假如碰到砾石层等土层产生大量漏浆时，应考虑与否改成其他施工措施。当中断成孔作业时，要着重监视漏水、跑浆的状况。在反循环钻孔法的成孔施工中，钻孔速度不适宜过快，假如孔壁未形成有效泥浆膜，施工中将易出现孔壁坍塌的质量事故。成孔速度应根据地质状况并参摄影应规范选用，对于淤泥质等非常软弱的地质，假如成孔速度过快，造孔的桩孔将很不规则，对于砂、砂砾等土层若成孔速度过快，会产生桩的径向摆动，而发生孔壁坍塌现象，在现场调查中发现，孔中水的向下流速超过12m/min，在负压的作用下，孔壁非常轻易发生坍塌现象。为防止此类问题的发生，在施工中，规定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保证成功施工的关键原因，塌孔的桩孔应及时回填，当地层展现稳定状态后，应合适的停置3~5天后再度施工为宜。在钢筋笼的沉放过程中，多采用边沉桩边射水搅拌的施工方式，然后用空气升液法、砂泵等设备抽出搅混的泥浆，同步，要注意防止射水压力过大，破坏钻孔的完整。三、缩颈缩颈是钻孔灌注桩最常见的质量问题，重要由于桩周土体在桩体浇注过程中产生的膨胀导致。针对这种状况，应采用优质泥浆，减少失水量。成孔时，应加大泵量，加紧成孔速度，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。此外，可采用上下反复扫孔的措施，以扩大孔径。四、钢筋笼上浮用全套管法成孔后，在浇筑混凝土时，有时钢筋笼会发生上浮，其原因及对应对策如下：①套管底部内壁黏附砂浆或土粒，由于管的变形，使内壁产生凹凸不平，在拔出套管时，将钢筋笼带上来。此时，应注意在成孔前，必须首先检查最下部的套管内壁，当堆积大量粘着物时，一定要及时清理。如确认有变形，必须进行修补，待成孔结束时，可用张大锤式抓斗，使其反复升降几次，以敲掉残存在管内壁上的土砂，保证孔底水平。②当钢筋笼的外径及套管内壁之间的间隙太小，有时套管内壁与箍筋之间夹有粗骨料时，会发生钢筋上出现象，出现这种问题处理的措施是，使箍筋与套管内壁之间的间隙要不小于粗骨料的最大尺寸的2倍。③钢筋笼自身弯曲，钢筋笼之间的接点不好、弯曲，箍筋变形脱落，套管倾斜等，使得钢筋与套管内壁的接触过于紧密时，也将导致钢筋笼上浮。在处理此类问题时，应注意提高钢筋笼加工、组装的精度，防止钢筋笼在运送工程中的碰撞等原因引起的变形。在沉放笼时要确认钢筋笼的轴向精确度等，不得使钢筋笼自由坠落到桩孔中，不得敲打钢筋笼的顶部，在贯入套管时，必须注意汽锤制度。④由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已靠近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同步也带动钢筋笼上升。当此类现象发生时，应立即停止灌注混凝土，并精确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提高导管后再进行浇注，上出现象即可消失。⑤钢筋笼放置初始位置过高，混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升。钢筋笼初始位置应定位精确，并与孔口固定牢固。加紧混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混凝土靠近笼时，控制导管埋深在1.5-2.0m。⑥除此之外，在浇筑混凝土之前，一定要将套管稍稍往上提一点，以确认钢筋笼与否存在上出现象。五、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，通过清孔应尽量的使桩孔中的沉渣所有清除，使混凝土与岩基结合完好，提高桩基的承载力。施工中发生桩底沉渣的重要原因及处理的措施如下：①桩底的沉渣过多重要由于施工中违犯操作规定，清孔不洁净或未进行二次清孔导致的；施工中应保证灌注桩成孔后，钻头提高孔底10-20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟，然后将锤式抓斗慢慢放入孔底，抓出孔底的沉渣。②当使用的泥浆比重过小或泥浆注入量局限性时，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。工程中需采用性能很好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不能用清水进行置换。③钢筋笼吊放过程中，假如钢筋笼的轴向位置未对准孔位，将会发生碰撞孔壁的事故，孔壁的泥土会坍落在桩底；因此，钢筋笼吊放时，务使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，防止碰撞孔壁。在钢筋笼的加工工艺上，可选用冷压接头工艺加紧对接钢筋笼速度，减少空孔时间，从而减少沉渣。下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范规定，则应运用导管进行二次清孔，使用措施是用空气升液排渣法或空吸泵反循环法。这种措施是用已经有的空吸泵、空压机，在导管上备有承接管，它无需特殊设备，在任何施工措施中均可采用。④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如下1.0m以上，以运用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，到达清除孔底沉渣的目的。六、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状况，将导致混凝土离析、流动等质量事故，在桩身上留下致命的质量隐患。因此要严格施工管理，不得发生泥浆水进入导管的质量事故。一旦生发上述事故，可采用如下的处理措施：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，建筑混凝土。在任何状况下，都应当尽量的将导管底部深深的埋在混凝土中，当发现导管上提明显过量时，应迅速将导管插到混凝土中，运用小型水泵或小口径的抽水设备，将导管中的水抽到之后，再继续浇筑混凝土。七、断桩由于混凝土凝固后不持续，中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。导致原因及防治措施如下：①施工中若发生导管底端距孔底过远，则混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，导致混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充。为防止质量事故的发生，桩孔钻成后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣状况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，防止孔底沉渣超过规范规定。这就规定在灌注混凝土前，应认真进行孔径测量，精确算出全孔及初次混凝土灌注量。②有时受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体。在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。帮扎水泥隔水塞的铁丝，应根据初次混凝土灌入量的多少而定，严防断裂。保证导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。③在浇注混凝土时，由于导管提高和起拔过多，露出混凝土面，或因停电、待料等原因导致夹渣，出现桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开的现象。施工中应明确规定，混凝土浇注过程中，一旦开始浇筑工序，一定要持续完毕改作业，保证在混凝土初凝时间内持续浇注，在灌注混凝土过程中应防止停电、停水。并随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提高导管要精确可靠，严格遵守操作规程。④施工中还会发生浇注混凝土时，没有从导管内灌入，而采用从孔口直接倒入的措施灌注混凝土，产生混凝土离析导致凝固后不密实坚硬，个别孔段出现疏松、空洞的现象。因此，施工规定中要严格确定混凝土的配合比，使混凝土有良好的和易性和流动性，坍落度损失亦满足灌注规定。灌注混凝土应从导管内灌入，规定灌注过程持续、迅速，准备灌注的混凝土要足量，防止埋下质量事故的隐患。八、钻孔内的有害气体由于地质构造或其他特殊原因，在灌注桩的成孔过程中，发现桩孔中产生沼气、天然气、硫化氢等有害气体，全套管施工中，当需要在孔口附近进行焊接钢筋骨架时，焊接的电火花会点燃桩孔内可燃性气体而发生爆炸的质量事故。为防止上述事故的发生，在进行焊接作业前，首先运用有害气体探测器或火绳等检查桩孔中与否存在有害气体，一般状况下，桩孔中的可燃气体，应用注水法排除孔中的有害气体；当气体量较少时，也可以运用火绳等将有害气体燃烧掉。九、结语本文根据作者数年来从事钻孔灌注桩设计和施工经验，分析了影响钻孔灌注桩施工质量的几种原因，包括孔壁坍塌、缩颈、钢筋笼上浮、桩底沉渣、导管进水、断桩、钻孔内有害气体，并提出了对应的防备和处理措施，可认为类似工程提供借鉴。灌注桩基础施工要点根据“施工前、施工中、施工后”三个阶段的划分，灌注桩工程质量监理的全过程控制可分为如下三个环节:（一）前期工作阶段前期工作阶段在监理工作中，事前控制是最有效的手段。灌注桩工序的不可逆转性和隐蔽性决定了其前期监控工作的必要性。1.编制监理细则:根据工程验收规范和实际规定，编制可行的监理实行细则。2.体系审查：动工前，应审查施工单位现场项目管理机构的质量管理体系、技术管理体系和质量保证体系，审查承建单位的资格、技术与管理水平、以往的施工业绩、特殊工种人员上岗证书等。3.审查施工组织设计:监理人员应重点审核施工方案、施工机械及打桩次序，尤其是关键工序的工程质量控制及保证措施，重要包括桩位控制、钻孔控制、钢筋笼制作及下放、混凝土灌注等。4.图纸会审及设计交底:图纸会审重要是研究工程地质勘察汇报、桩位图、施工图、复核桩设计承载力等；设计交底重要是设计人员讲明设计意图和施工技术要点、监理人员明确质量控制原则、施工单位进行施工图答疑等。5.审查进场原材料:审核钢材、水泥等的出场日期、力学及化学性能、出厂合格证、复检汇报等。6.桩位放线及标高复核:根据施工图，对桩位轴线放样状况及标高进行复核。（二）施工阶段施工阶段监理是保证整个桩基础质量的关键。灌注桩施工阶段的监理要点如下:1．原材料抽检:重要检查钢筋、水泥、石子、砂等重要原材料的质量。如水泥要进行原则稠度、凝结时间、抗压和抗折强度试验；钢筋要进行拉力、冷弯等试验；砂石要检测其级配、含泥量等。假如采用商品混凝土，则需要认真查对水灰比，保证符合现场地质条件。2．钻孔过程监督:在每次钻孔前应当重新复核该桩位及标高，保证无误；检测终孔的孔深、孔径、孔斜度及二次清孔后的沉浆密度、沉渣厚度。参照地质勘探汇报，检查与否已经到达设计持力层以及进入持力层的深度。施工中假如碰到地质变化，进入持力层深度不能满足设计规定期，应根据详细状况合适加深0.5m～1.5m，以保证到达设计承载力。沉浆密度应符合规范规定。沉渣厚度不不小于100mm。3．钢筋笼检查:重要检查钢筋笼的制作质量、下笼、焊接质量、搭接长度。分段制作的钢筋笼的长度以钢筋的定长为宜，但不适宜短于6m，连接时50%的钢筋接头应予错开焊接，且两钢筋轴心在一直线上。为防止灌注导管挂笼及钢筋笼上浮，笼底钢筋略成喇叭状。对非全长配筋的桩，钢筋笼顶标高下于地面时用吊筋将钢筋笼焊接牢固，防止下落。钢筋笼的保护层最佳是设置成混凝土滚轮，厚度为混凝土的保护层厚度，每隔2m均匀布置4个，穿在箍筋上，这样既保证保护层厚度，又能减少对孔壁的扰动。在夜间施工时要尤其注意焊缝的饱满程度。4．混凝土浇筑的旁站监理:根据建设部《房屋建筑工程施工旁站监理管理措施》的规定，对混凝土灌注桩的浇筑过程应进行旁站监理，重要应检查施工企业现场质检人员到岗、特殊工种人员持证上岗以及施工机械、建筑材料准备状况、执行施工方案以及工程建设强制性原则状况以及混凝土的搅拌、配比和浇注质量，对于导管的检查一定要进行水密承压和接头抗拉试验。灌注水下混凝土:灌注前应检查孔内的泥浆性能指标和孔底沉渣厚度，如超过规定应进行二次清孔。混凝土应有很好的和易性即流动性、粘聚性、保水性，只有这样才有良好的抗离析能力，才能真正保证桩身混凝土的质量。混凝土运至浇筑地点，应检查其均匀性