浅析旋挖钻孔灌注桩施工技术

1 工程概况

本工程位于广东佛山南海区桂城千灯湖附近, 该机房楼楼层共4层, 设有地下室一层, 房屋高度为22.525m, 建筑面积约21865.67m2;上部结构体系采用框架结构, 基础采用旋挖钻孔灌注桩施工方案进行施工。桩径分别有1000 mm、1400mm、1600mm、1800mm, 共计99根, 桩端持力层为强风化岩, 桩基础底部嵌入持力层≥1500mm, 桩端持力层承载力特征值qpa=900kpa, 其基础设计安全等级为二级。地下室土方已开挖至-7.2m, 设计采用强风化岩4-2为桩端持力层。根据设计要求:孔桩终孔时, 应进行桩端持力层检验, 按规范用可靠方法检验桩底下3D或5m深底岩体, 确保该范围内无空洞、破碎带、软弱夹层等不良地质条件。

2 钻孔灌注桩的施工

旋挖成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土, 并直接将其装入钻头内, 然后再由钻孔机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土, 这样循环往复, 不断地取土卸土, 直至钻至设计深度。

2.1 钻机基本就位以后, 钻机操作手配合测量

人员将钻机对中、就位、调平, 确保钻机水平, 同时要确保钻孔机工作正常

钻机就位时应反复调整, 仔细检查纠正, 经自检合格并报监理工程师批准后方可开钻。

2.2 钻孔

钻孔机采用钻头开孔, 钻进工艺如下:

钻机就位后, 进行桩位校核, 保证就位准确。

在准确放样的前提下埋设护筒, 埋设护筒的方法和要求, 应符合JTJ041-89的规定。钢护筒埋设工作是旋挖钻孔机施工的开端, 钢护筒平面位置与垂直度应准确, 钢护筒周围和护筒底脚应紧密, 不透水。为护止钻击护筒时护筒底部变形, 在护筒最上部的外圈焊一条15cm高、12mm厚的钢板保护, 其上部宜开设2个溢浆孔。

钻孔机成孔为干式施工工艺, 无需泥浆护壁;若有地下水分布, 且孔壁不稳定, 可向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。

成孔质量保证与检测:

(1) 用钻头的直径来保证, 钻头的直径一般比设计直径小2~3公分, 通过钻具的上下提升成孔直径可比钻头直径大出4~5公分。成孔完毕后, 孔径可以用和设计直径相同的探孔器来检测。

(2) 钻孔中遇到斜孔、塌孔, 应停止施工, 采取措施后再施工;待孔底进入持力1500mm后, 组织有关单位验收后, 方可进入下一道施工工序。

(3) 为了保证成孔深度满足要求, 开钻前根据护筒顶标高、设计桩底标高推算需要的长度, 到深度以后, 用测锤检测孔深, 测锤用钢筋焊制, 长20~30cm, 重2~3kg, 上部用专用测绳连接。混凝土浇筑前需测量孔的深度, 其与钻孔深度的差值即为孔底沉渣厚度。

(4) 用钻孔机机身的水平度、机架的垂直度、钻头的自重来保证。

2.3 钢筋笼制作安放

先将主筋间距布置好, 待固定住架立筋后, 再按规定的间距点焊箍筋。主筋净距必须大于混凝土粗骨料泣径3倍能上能下。主筋与架立筋、箍筋之间的接点固定用电弧焊接方法。主筋一般不设弯钩, 根据施工工艺要求所变弯钩不得向内圆伸露, 以免妨碍导管工作。钢筋笼安放要对准孔位, 避免碰撞孔壁, 就位后应立即固定。

2.4 水下砼浇筑

桩基混凝土浇筑施工采用导管法灌注。开始浇注混凝土要满足首批砼需要量要求, 保证首批砼灌注后导管埋深0.8m~1.3m。对于直径为φ1000 mm的桩基础, 首批混凝土方量为2.0m3。单条桩按30米长度计算, 混凝土方量约23.55m3, 需在4小时内浇灌完毕, 混凝土浇注速度要求达到6m3/h。

灌注开始后, 应紧凑连续进行, 并注意观察管内砼下降情况, 及时测量孔内砼面高度, 正确指挥导管的提升和拆除。导管底部至孔底的距离为300~500mm, 首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度 (≥1.0m) 和填充导管底部的需要, 水下砼浇注时应边灌注砼边提升导管使导管埋深控制在2~6m范围内, 严禁导管提出砼面以防造成导管堵塞或断桩。

导管提升时应保持轴线竖直和位置居中, 逐步提升。当导管提升到法兰盘接头露头孔口以上一定高度后, 可拆除1节或2节导管, 导管要始终埋深混凝土5米。

砼浇筑面上升到钢筋骨架下端时, 为防止钢筋骨架被砼顶托上升, 浇筑速度适当放缓。

在砼灌注过程中, 当导管内砼不满含有空气时, 后续砼要沿导管壁徐徐灌入, 不可整斗地灌入漏斗和导管, 以免在导管内形成高压气襄, 挤出管节间的橡皮垫, 而使导管漏水。

在灌注将近结束时, 由于导管内砼柱高度减少, 超压力降低, 而导管外所含渣土稠度增加, 比重增大, 会出现砼顶升困难的情况, 这时可以在孔内加水稀释泥浆, 并掏出部分沉淀土, 使灌注工作顺利进行。在拔除最后一段长导管时, 拔管速度要慢, 以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下, 在桩头上形成泥心。

为确保桩顶质量, 砼浇筑标高应比设计桩顶标高高出80~100cm, 在浇筑完成后挖除多余砼, 但应留出80cm左右在桩基础达到强度后用风镐凿除至设计标高。

在灌注砼时, 每根桩应制作不少于1组 (3块) 的砼试验块。试块应妥善养护, 强度测试后, 应填入试验报告表。强度不合要求时, 应及时提出报告予以补救处理。

施工用的钢护筒的回收, 可在灌注结束, 砼初凝前拔出。当使用两半式钢护筒或木护筒时, 要待砼终凝后拆除。

有关砼灌注情况、灌注时间、砼面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生异常现象等, 应指定专人进行记录。

在砼浇筑过程中, 可以通过检查充盈系数I是否小于I来实时判断浇筑过程是否有断桩、坍孔或颈瓶桩等质量缺陷。

2.5 桩基检测

水下砼浇筑结束砼达到一定强度后才能进行桩基检测。检测合格可立即进行下部结构承台施工。

3 桩基质量保证措施

桩机就位后, 调整桩架机身水平, 并移机将钻头对准桩中心, 开钻后经常检查是否对中, 若有误差及时调整。

钻孔之前, 应在孔位处进行人工开挖, 在地表以下2m范围内查明有无地下管线, 确信无地下管线后埋设护筒再行钻孔。

钻孔连续进行, 不得中断, 钻孔过程中, 经常对孔位垂直度检查, 并做好钻孔填写记录, 在土层变化处捞取渣样, 判明土层, 以与地质剖面图相核对。

砼泵至灌注地点时, 应检查其均匀性, 坍落度一般控制在18~22cm, 和易性或有无离析泌水现象, 不合格的砼不得使用, 每根桩随机取样抗压强度试件两组。

在灌注砼开始时, 导管底部至孔底应有40cm的空间, 首批砼灌注的数量应能满足导管初次埋深大于1米和填充导管底部间隙的需要。浇筑过程的埋深控制在2~6m m, 。

砼应连续灌注, 直至灌注至桩顶面, 高出设计桩顶不小于0.8m, 并立即将表面已离析的混合物和水泥泥浆清理干净, 以保证全部砼具有满意的质量。

4 结语

钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目, 要依靠专业人员的经验来分析和检测。保证钻孔灌注桩的施工质量, 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。

摘要：本文结合工程实际, 介绍旋挖钻孔灌注桩施工工艺和施工质量控制措施。

关键词：旋挖钻孔,灌注施工,质量控制