浅谈旋挖钻孔灌注桩施工质量控制.docx

浅谈旋挖钻孔灌注桩施工质量控制 摘要：旋挖钻孔灌注桩是介于水钻孔灌注桩与人工挖孔桩之间的一种桩基施工工艺。与水钻孔灌注桩相比，旋挖钻孔灌注桩具有成孔速度快、质量好、环保、施工现场干净、行走方便、对地层适应能力强等优点；与人工挖孔桩相比，旋挖钻孔灌注桩具有安全性高、进度快、成本低等优点。因此桩基施工中采用旋挖桩的工程将越来越多。 关键词：旋挖桩质量控制 在2010年开始的房地产调控政策中，除了差别化货币信贷政策和财税政策外，一个有力的铺垫便是大量的保障性住房将被推向市场。目前南京市四大组团、1000万平方米的保障房项目正在建设中，工期目标是明年年底将全部完工交付。我公司在南京代建的某保障房项目总建筑面积约13万平方，最高层数33层，总工期仅580天。为确保按期交付，在桩基设计过程中，与设计单位进行充分沟通后，决定将原水钻孔灌注桩改为旋挖钻孔灌注桩。下面结合工程实例，对施工过程中的质量控制进行全面论述。 工程及地质概况 1.1工程概况 该项目用地25865平方米（约38.8亩），规划总建筑面积约13万平方米，拟建6栋高层住宅（其中2栋18层、2栋27层、2栋33层）和1栋3层会所。全部精装修；地下车库面积约28782平方米，可停放车辆831辆。 该项目基础设计中，抗压桩基直径分别为600、700、800，桩长21-28米（孔深27-34米）入岩深度2米，数量788根；抗拔桩直径为800，桩长分别为10米、15米（孔深16米、21米）无入岩深度要求，数量214根。 1.1地质概况 该项目地势较平坦，地勘报告显示，该场地岩土按照时代、成因、物理力学性质分为4层，具体情况如下： 杂填土：灰褐色，由可塑软塑粘性土混合碎石、碎砖等杂物组成，填龄小于5年，厚度在0.3-8.4m之间，平均1.08m。 粉质粘土：黄褐色，硬塑，局部可塑，稍有光泽，厚度在3.20-15.30m之间，平均11.25m。 强风化细砂岩：砖红色，岩芯手捏易碎，岩体较破碎，厚度在7.70-20.90m之间，平均厚度13.75m。 中风化细砂岩：砖红色，细砂质结构，层状或块状构造，泥质胶结，局部为含砾细砂岩，厚度在1.3-20.10m之间，平均7.47m，该层未穿透。 地下水位稳定埋深为1.10-1.50m，地下水位年变幅约0.5m左右，地下水对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。 工艺流程 旋挖钻机就位埋设护筒钻头轻着地后旋转开钻当钻头内装满土砂料时提升出孔旋挖钻机旋回,将其内的土砂料倾倒在土方车或地上关上钻头活门,旋挖钻机旋回到原位,锁上钻机旋转体放下钻头钻孔完成,清孔并测定深度放入钢筋笼和导管进行混凝土灌注拔出护筒并清理桩头沉淤回填,成桩。 成孔质量控制 3.1桩位放样 在进行场地整平后,由专业测量放样人员将所有桩位放出,钉好十字保护桩,做好测量复核,并记录放样数据备案。 3.2护筒埋设 埋设护筒前在桩位处用钻头边刀挖一个比护筒外径大200mm、深度比护筒略小300mm的圆坑。并在坑底填筑200mm的黏土，然后将护筒采用钢丝绳对称吊放进坑内，用水平尺(或吊线锤)校验护筒竖直后，并保证护筒中心与桩位中心位移不能超出20mm，方可在护筒周围回填最佳含水量的黏土，分层夯实且要防止护筒倾斜。 3.2成孔 采用钻头钻进,根据不同层次的土质结构选择不同的转盘转速和进尺进行控制。在砂层钻进和进入强风化层后,因土层太硬会引起钻锥跳动及偏斜、加大钻杆摆动,故应选择低档慢速,成孔深度按设计要求进行控制。 3.3成孔质量控制 成孔是旋挖桩施工中的一个重要部分,施工过程中容易出现塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等问题。为确保成孔质量，应按以下要求对成孔过程进行控制： 3.3.1采取跳挖施工 旋挖桩施工是先成孔,后成桩,因此，必然造成孔壁周围的土体对桩产生动压力。且桩混凝土浇筑的前期,桩身混凝土的强度很低,极易出现缩径现象，所以采取跳挖的方式，对防止成孔过程中的坍孔和缩径是一项重要的技术措施。 3.3.2控制成孔深度 在施工过程中，必须准确地控制孔深,在旋挖桩机械本身测量外，还应进行人工测量，并作好记录； 在施工中常用的测绳遇水后，可能存在缩水的问题,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。 3.3.3控制成孔垂直度 采取扩大桩机支承面积的方式，使桩机稳固； 测量定位后，采用设置十字校核点的方式，施工过程中经常校核桩身垂直度等。 3.3.4坍孔的预防和处理 在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。 发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。 如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填混凝土到坍孔处以上1m-2m，如坍孔严重时应全部回填，待混凝土达到初凝后再行钻进。 清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻中，可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。 吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。 3.3.5扩孔、缩孔 扩孔比较多见，在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因与坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。 缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提外鸣叫的迹象。缩孔原因有两种：一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。对于有缩孔可能性的孔位,钢筋笼就位后须立即灌注,以免桩身缩径或露筋. 3.4 清孔与沉渣厚度控制 清孔是灌注桩施工中保证成桩质量的重要环节，通过清孔应尽可能的使桩孔中的沉渣全部清除，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主要原因及处理的措施如下： 桩底的沉渣过多主要由于施工中违犯操作规定，清孔不干净或未进行二次清孔造成的；施工中应保证在成孔后，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。 钢筋笼吊放过程中，易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，避免碰撞孔壁。 下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，使用方法是用空气升液排渣法或空吸泵反循环法。这种方法是用已有的空吸泵、空压机，在导管上备有承接管，它无需特殊设备，在任何施工方法中均可采用。 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以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。 4.钢筋笼制安 钢筋笼的制安必须严格按照设计图纸进行,主筋、箍筋应焊接均匀,搭接长度及焊缝应符合规范要求,安装时应安装护块,以确保周正及保护层厚度,钢筋笼的制作偏差应符合设计及规范要求。 4.1钢筋笼制作前首先要检查钢材的质量保证资料,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。 4.2主筋接头采用直螺纹连接，上下两节钢筋笼采用焊接。每一截面上接头数量不超过50%，单面焊时，焊缝长度大于10d，双面焊时，焊缝要大于5d，焊缝饱满，焊缝深度和宽度符合规范要求。 4.3为了确保桩混凝土保护层，钢筋笼需设置定位环。 4.4在钢筋笼吊放之前,应逐节验收钢筋笼的连接质量,对质量不符合规范要求的，必须整改。 4.5钢筋笼安装采用大吨位汽车起重机吊装钢筋笼，骨架入孔时应慢慢下放，严禁摆动碰撞孔壁。分节吊装时将第一节钢筋笼临时支撑于护筒口，再起吊第二节钢筋笼，使上下两节骨架位于同直线上进行焊接。焊接完成后通知监理工程师对连接段焊接质量进行检查，合格后方可将第二节钢筋笼下方。 4.6钢筋笼下放要过程中，应注意钢筋笼能否顺利下放,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,应停止吊放并寻找原因。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。 4.7成孔完成与钢筋笼下放以及混凝土浇筑的搭接应连续、合理安排。 5.混凝土浇筑 砼导管底端到孔底距离控制在0.4m左右,开始灌注前储料斗内储备的混凝土量应不少于1.0m3,以便将孔底沉渣挤出混凝土上表面。浇筑过程中应适时提升或拆卸导管,确保导管底端埋入混凝土面以下14m,灌注应连续进行。一旦发生机具故障或停电停水及导管堵塞或进水等事故时,应采取有效措施进行处理,以便尽快恢复灌注混凝土,同时做好记录。 5.1导管进水的解决方法 5.1.1为了避免进水,作业前要采取相应的预防措施,检查导管密封性及焊缝是否结实,核算初灌量,计算导管深度； 5.1.2如发生因首批混凝土储量不足或是储量足够,或导管口距孔底的间距较大,混凝土下落后不能埋设导管口,以致泥水从导管口涌入的情况，应立即将导管拔出,用空气吸泥机、水力吸泥机或抓吊清除,也可以用反循环钻机的吸泥泵吸出,或提起钢筋笼,采用复钻清除,然后重新灌注； 5.1.3如导管密封不严,接头处橡皮垫破裂,或是导管焊缝破裂引起的进水，应视具体情况,拔除导管,重新下管,但灌注前应将进入导管内的水和污泥抽出或取出,方可继续灌注混凝土,续灌的混凝土配合比应增加水泥量,提高稠度灌入导管内,灌入前将导管小幅度振动片刻,使原混凝土损失的流动性得以弥补,以后续灌可恢复正常配合比。 5.2卡管的预防和处理 5.2.1灌注前仔细检查检修灌注机械,并准备备用机械,发生故障时,立即调换机械,同时采取措施,加速混凝土灌注,必要时,可在首批混凝土中掺加缓凝剂,以延缓混凝土的初凝时间； 5.2.2当灌注时间已久,孔内的首批混凝土已初凝,导管内堵塞有混凝土时,将导管拔出,重安钻机,利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土吸出,用冲抓锥将骨架逐一拔出,然后用粘土掺砂砾填塞井孔,待沉实后重新钻孔成桩。 5.3成桩质量的控制 5.3.1为确保成桩质量,要严格控制商品砼的质量，确保强度、坍落度等批标满足设计及规范要求，按规范留设试块并进行养护，规定时间送检。 5.3.2为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象。在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度,混凝土坍落茺采用18cm22cm； 5.3.3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2m3m。不宜大于4m和小于0.8m,严禁把导管底端提出混凝土面； 5.3.4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,升降的幅度不能过大,如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁,导致孔壁下坠或坍落,桩身夹泥,这种现象尤其在砂层厚的地方比较容易发生。 6.桩基质量检测 在做好过程中质量控制的同时，在桩基施工过程中和桩基施工完成后，我们委托专业检测机构对成孔质量和桩基质量进行检测，检测结果显示本项目桩基质量满足设计及规范要求。 6.1成孔质量检查 除委托专业监理单位对成孔垂直度、孔径、孔深进行跟踪检查外，本项目还委托专业检测机构按10%的比例对孔径、垂直度、沉渣厚度进行抽查。专业机构出具的检测报告显示本项目成孔最小孔径不小于设计尺寸、垂直度偏差均在1%以下，沉渣厚度均在50mm以内，成孔质量满足规范及设计要求。 6.2桩基质量检测 桩基完成后，及时委托专业机构按3%的比例对成桩进行静载试验，单桩竖向承载力及抗拔力均满足设计要求；在破桩头完成后，对桩径700以下（含700）的桩基全部进行了小应变检测，未出现类桩，对桩径800的桩按30%的比例进行超声波检测，对另70%的桩进行小应变检测，结果均满足设计及规范要求。 7.结束语 该项目桩基施工过程中采用4台旋挖机，每台旋挖机配备一台吊机、一台汽车，平均每