钻孔灌注桩(1).doc

摘要:介绍了钻孔灌注桩施工工艺流程,分析了施工中常见质量问题,并提出了预防措施。钻孔灌注桩由于其具有较强的适应性,能满足各种荷载的需要,并具有较好的抗震性能以及在造价、工期等方面的优点,所以近年来在高层建筑中被广泛采用。关键字：灌注桩，抗震性，钻孔，荷载前言1.钻孔灌注桩的施工工艺1.1施工准备 完成钻孔灌注桩的定位工作，平整场地，接通水、电，为钻机进场创造好条件。钻机、护筒、钢筋、泥浆箱及各种相关材料，准备到位。开工前召开现场技术交底会，使所有参与钻孔桩施工的施工人员明确本岗位的具体技术要求、职责，尽一切力量避免出现断桩。跟商品混凝土厂联系有关标号、配合比、坍落度及运输方面等事宜。处理好文明、安全施工有关事项，包括用电、排污、排放泥浆、三防等。备足有关配件材料，做到开钻后中途不停站，检查所有测量仪器及施工机械，确保无误。清理、清除钻孔桩桩位内杂物保证护筒顺利下放。对自备发电机组进行试机，并进行停电时的快速发电、通电检验，确保停电时能快速保证钻机重新开钻。位于旱地钻孔灌注桩采用挖孔埋设钢护筒；位于现状河道内桥梁搭好水上排架。排架竖向均采用6米长直径16厘米的松木桩，并用道钉连接，中间用剪刀撑加固。1.2施工方法采用GPS150型钻机，正循环回转法施工。钻头采用尖头笼式钻头（主要用于粘土层中）及平头笼式钻头（主要用于粉砂土中）。1.2.1测量放样1.2.2埋设护筒护筒采用钢护筒，用5mm厚钢板制成，确保在护筒埋设稍有偏差时，保证钻头能正确就位，并能顺利提钻。旱地里护筒长度为1.2m，位于现状河道内的护筒长为2m（并外套钢护筒），因为上部土质较差，大部分为杂填土。原则上保证护筒进入原状土50cm，并高出地面30cm左右，以确保不小于1m的水头压力，防止塌孔。如2m不够长，加长护筒。由于地质资料第一层土为粉质粘土，第二层均为淤泥质粉质粘土层，下为粉土夹粉质粘土，因此护筒埋深不宜穿透粉质粘土层，而使护筒外露段长一些有利。护筒就位用十字交叉法定位。护筒就位后，周围用粘土分层均匀填满夯实，确保泥浆不外漏，确保护筒位置正确牢固。如果底部土质很差。为防止护筒下沉，采取相应的加固措施，把护筒固定。护筒埋好后，测定好护筒顶标高，做好资料，请监理复核认可后，钻机就位。护筒埋好后，在桩机范围内整浇混凝土地坪，挖好泥浆排放沟。确保泥浆不外溢。1.2.3泥浆循环 在各桥位附近各设置一个四根桩泥浆容量的泥浆池（泥浆比重1：3），用于泥浆循环，并及时组织泥浆车进行外运。1.2.4钻孔开钻前，配制好比重为1.3-1.4的泥浆进入泥浆池及孔内。调平好钻孔工作平台，保证钻孔平台水平并确保牢固，在钻孔过程中不发生倾斜位移。调整好钻机，保证钻杆竖直，使钻架吊点、钻机的转盘中心和桩位中心三点在一垂直线上。在钻孔过程中，随时检查平台的水平度，发现倾斜，及时调整，确保成孔垂直度。在粘土钻孔过程中，及时检查泥浆比重，控制在1.21.3之间。粘度控制在1622秒，发现不符，及时调整。钻孔作业分班连续进行，不中断。升降钻具时，保证操作平稳，钻头提升时，防止发生碰撞护筒、孔壁及钩挂护筒底现象发生。在钻孔中因故停钻时，一是确保有规定水位及相应比重的泥浆，防止塌孔，二是钻头上提2m左右，以防钻渣沉淀而埋住钻头，造成质量事故。钻孔中采用轻压慢钻，使孔底不全部承受钻具重力，以避免或减少倾孔、弯孔和扩孔现象。在粉砂土控制进尺速度，加大泥浆比重至1.31.4，粘度2224秒。在粘土中控制中等转速，大泵量稀释泥浆，防止泥浆比重过大，影响成孔质量。当钻孔达到设计深度，及时停机。对孔径、孔深、孔斜率进行检查，自测合格后，报监理复测，同意后，开始清孔。1.2.5清孔达到设计深度后，开始清孔，用换浆清孔法。当泥浆比重为1.151.18时，再放钢筋笼。1.2.6下钢筋笼钢筋笼现场分节制作，长度根据定尺钢筋长度及钢筋笼长度确定。保证接头按50错开。同一根钢筋两个接头错开100cm以上。钢筋笼制好后，报监理验收合格方可使用。制作原则是：主筋顺直，距离均匀，箍筋间距均匀，点焊牢固，保护层垫块均匀合理放置，垫块采用圆垫块。钢筋笼连接采用单面搭接焊，长度为10d，持证上岗，保证焊缝饱满，长度满足规范要求。吊放钢筋笼，确保骨架垂直缓慢下放，控制好钢筋笼顶标高，用两根钢筋固定在正确的标高位置上，保证钢筋骨架不下沉不上浮。1.2.7放导管导管在使用前检验好水密性试验，不合格的接头不准使用。保证导管在填充水下混凝土中不漏水，不漏浆，确保桩的质量。根据孔深配制好相应的导管节数，保证安装时一次性到位。下放导管时，位置保证正确，卡口旋紧。导管底与孔底保证有30cm左右的空隙，防止导管进入沉淀中，混凝土无法涌出管外。另避免离孔底太高，使第一斗灌注混凝土无法埋住导管口或导管埋深太少，泥浆重新涌入导管内形成夹泥，影响成桩质量。1.2.8二次清孔放好导管后，通过导管进行二次清孔，测定好泥浆比重为1.10左右，沉淀10cm，孔径、孔深符合设计要求时，报监理同意后，开始浇注混凝土。1.2.9浇注混凝土钻孔灌注桩混凝土采用C25商品混凝土，坍落度宜控制在16cm22cm。浇混凝土前，隔水塞在导管一定高度内设置好，由初灌量计算确定，初灌量确定原则：当导管离孔底3040cm时，保证第一次混凝土下料使导管埋入混凝土中1m以上。斗内灌满混凝土，剪断铁丝，混凝土连续浇灌。用测绳测得导管埋深为6m，拆导管二节并保证拆导管后，导管在混凝土内埋深1m，再浇混凝土。也就是控制两点，第一，导管埋深不宜过大，控制在4-6m之间，过深导管无法拔出导致埋管形成断桩。第二，导管埋深必须保证最少有2m，防止操作中稍有失误，导管提升过高、过快，出现导管埋深过小或拔空，涌入泥浆，形成断桩、夹泥的质量事故。混凝土顶标高比设计桩顶标高出2米，确保设计桩顶以上1m内混凝土质量符合设计要求。配备一定数量泥浆车，保证泥浆顺利外运。1.3质量保证措施每道工序须请监理验收合格后再进行下道工序施工。确保钻孔垂直，钻头带导向，孔底减压钻进。开钻前预先配制好优质泥浆，用粘土或膨胀土为原料，控制比重在1.31.4之间。遇夹砂土层时，为防缩颈，把优质泥浆注入孔内。确保孔底沉渣小于10cm，采用二次清孔。商品混凝土严格控制坍落度及发料时间，确保混凝土连续下料。防止断桩、夹泥，备足第一斗。现场施工记录确保准确，每根桩均报现场监理工程师予以验收签字。为防止严重塌孔现象发生，钻孔采用梅花形间隔法（对角线）施工。若发生塌孔、斜孔，则回填粘土至塌孔处以上12m，重新钻孔。发生卡钻及落钻等现象，仔细分析原因，采取相应对策解决问题。保证每根桩成孔质量检测比例达到规定要求。在施工中严格按规范、标准执行，不合格坚决返工重做。若下雨浇注混凝土，斗上设防雨棚，防止雨水进入混凝土内。2.钻孔灌注桩实例通过地铁车站基坑围护结构钻孔桩施工实例，简要介绍了在钻孔灌注桩施工中的常见问题、成因及控制措施。 2.1工程概况 苏州地铁号线 -TS-01标 高速站站期为地下双层三跨岛式车站，车站主体采用明挖顺作法施工，基坑长276.4m，标准段宽20.9m。基坑开挖深度标准段为8m12.5m。车站主体采用钢筋混凝土双层三跨框架结构，钻孔灌注桩设计桩径800mm，沿车站结构外墙布置，桩间间距1200mm.基坑中部为1#桩，桩长21.05m，共计229根；东、西端头井为2#桩，桩长22.03m，共计125根。钻孔灌注桩采用C25混凝土浇筑；钢筋笼主筋为3028（双层），内加强筋为20，外螺旋筋为12。 2.2工程地质及水文 2.1工程地质根据地质勘察报告，车站的地层自上而下依次为： （1）人工堆积层：粉质粘土填土、杂填土，层底标高45.4342.61m。 （2）新近沉积层：粉土、粉粘土、粉细砂及粒径为1020mm的圆砾，D大=200mm，分布在标高38.0935.28m之间。 （3）一般第四纪沉积层：粉土、粉质粘土，层底标高36.3732.08m；粉细砂，层底标高35.0730.88m；粉质粘土、粘土层、粉土层、细中砂层，层底标高24.6920.88m；卵石、粉细砂，层底标高22.0910.52m；粉质粘土、粘土、粉土、细中砂，层底标高10.797.63m；粉细砂、粉质粘土，层底标高8.387.03m. 2.3水文地质 （1）潜水：含水层主要为圆砾、粉细砂，透水性好，水位标高为39.5141.59m，水位埋深为4.506.50m，处于车站结构站厅层中。此层地下水与地表水系联系密切，由于受附近水塘、湖渗漏影响，本层地下水直接接受地表水补给。 （2）第一层承压水。含水层主要为粉土、粉细砂，透水性一般，水位标高为32.4135.88m，水位埋深为10.1013.50m，处于车站结构站台层上部，水头高度14m.第一层承压水与地表水及潜水联系极密切。 （3）第二层承压水。含水层主要为卵石及粉细砂层、渗透系数大，为强透水层，水位标高为29.3333.13m，水位埋深为13.0016.40m，处于车站结构站台层下部，水头高度79m.。 2.4施工安排 根据工期要求，为加快工程进度，提高工作效率，结合场地及地质水文条件，采用旋挖钻机施工，直升导管灌注混凝土成桩的施工方法。另外配备一台冲击钻机（只做为辅助使用，当旋挖钻机难以通过卵石、圆砾地层时，可采用冲击钻机通过）配合施工。为防止钻孔时两桩相距太近或时间间隔太短，造成塌孔，采取按每间隔两孔分批跳孔施作的顺序。 2.5施工工艺流程图 钻孔灌注桩在施工中常见问题及过程控制措施 2.5.1孔壁坍落 （1）原因分析： 护壁泥浆密度和浓度不足，起不到可靠的护壁作用； 护筒埋深位置不合适，埋设在砂或粗砂层中； 成孔速度太快，在孔壁上来不及形成泥膜； 孔内水头高度不够或出现承压水，降低了静水压力； 掏除钻渣或下放钢筋笼时，撞击孔壁； 排除较大障碍物形成较大空洞而漏水致使孔壁坍塌。 （2）控制措施： 在松散砂土中钻进时，应控制进尺，对泥浆的密度、粘度和胶体率进行调整； 将护筒底部贯入粘土中0.5m以上； 根据地质情况合理选取成孔速度； 如地下水位变化大，应采取升高护筒、增大水头，或用虹吸管连接等措施； 从钢筋笼的绑扎、吊插以及定位垫块设置等环节均予以充分注意； 如孔口发生坍塌，应先探明坍塌位置，将砂和粘土混合物回填到坍孔位置以上12m，如坍孔严重，应全部回填，等回填物沉积密实后再进行钻孔。 2.5.2护筒冒水、漏浆 （1）原因分析：埋设护筒时周围填土不密实；起落钻头时碰动了护筒。 （2）控制措施：埋设护筒时，四周的土要分层夯实，发生冒水、漏浆时重新选用含水量适当的粘土填筑；起落钻头时要防止碰撞护筒；开始发现护筒冒水，可用粘土在四周填实加固，如护筒严重下沉或位移，则应返工重埋。 2.5.3缩孔 （1）原因分析：塑性土膨胀。 （2）控制措施：上下反复扫孔，以扩大孔径。 2.5.4钢筋笼安装不符合设计要求 （1）原因分析：钢筋笼堆放、起吊、搬运没有严格执行规范要求，支垫数量不够或位置不当，造成笼体变形；钢筋笼安放入孔时不是垂直缓慢放下；清孔时孔底沉渣或泥浆没有清理干净，造成实际孔深与设计要求不符，钢筋笼放不到设计深度。 （2）控制措施：在制作过程中，每隔2.0m设置加劲箍一道，并在笼内每隔4m装一个临时十字形加劲架，在钢筋笼安放入孔后拆除；对已发生变形的钢筋笼，进行修复后再使用；钢筋笼应垂直缓慢放入孔内，防止碰撞孔壁，加强入孔后的固定措施；清孔时应把沉渣清理干净，保证实际有效孔深满足设计要求。 2.5.5断桩 （1）原因分析：混凝土坍落度太小，骨料粒径太大，未及时提升导管或导管倾斜，使导管堵塞，形成桩身混凝土中断；混凝土供应跟不上，使混凝土浇注中断时间过长；提升导管时碰撞钢筋笼，使孔壁土体混入混凝土中；导管没扶正，接头法兰挂住钢筋笼；异常恶劣天气原因导致混凝土灌注被迫中断。 （2）控制措施：严格控制商品混凝土的质量，其塌落度及粗骨料粒径符合设计和规范要求；拔管时掌握导管埋深，避免导管脱离混凝土面；当导管堵塞，混凝土尚未初凝时，可吊起一节钢轨或其它重物在导管内冲击，把堵塞的混凝土冲开，使混凝土继续浇注；如果混凝土发生断桩，可用比原桩稍小的钻头，在原桩位钻孔，至断桩部位以下适当深度时，重新清孔，在断桩部位增加一节钢筋笼，其下部埋入新钻孔中，然后继续浇注混凝土；如果导管接头法兰挂住钢筋笼，钢筋笼埋入混凝土又不深，则可提起钢筋笼，转动导管，使导管与钢筋笼脱离；施工期间密切注意天气变化情况，尽量避开异常恶劣天气影响。 2.6、施工总结 实践证明，通过对以上常见问题原因深入分析，制定详细的安全、质量、环保等措施，并经过严格的过程控制，加强施工过程动态管理，在本工程钻孔灌注桩施工过程中，及时有效的解决了出