| 钻孔灌注桩施工要点 |
 |
|
钻孔灌注桩施工要点 本文从施工的角度，较为详尽的阐述了钻孔灌注桩的施工技术要点，并对现阶段施工中存在的问题提出了建议。 1．引言 近几年，随着大批高层建筑及高等级公路的建设，作为桩基普遍采用的一种形式—钻孔灌注桩，在现阶段的施工中得到了广泛应用。但在施工过程中因工艺落后、地下施工情况不明确等原因仍存在较多问题。本文着重从工程实践的角度，对钻孔灌注桩的主要问题进行探讨。 2．施工要点 2．1成孔的垂直度 钻孔灌注桩的垂直度是保证设计承载能力的重要一环，目前绝大多数的施工现场不检查垂直度，有的单位没有检查设备，有的单位则因测孔斜费时费力不愿多此一举。斜率超标，桩的受力状态被改变，桩头偏位，影响上部结构质量，严重影响钢筋笼的安置。 为避免钻孔倾斜，在钻机就位和钻孔过程中，要随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜及时纠正。对于地基不均匀、土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形，施工前必须作好处理准备。在不均匀地层中钻孔时，钻具自重大、钻杆刚度大较为有利。进入不均匀硬层、斜状岩层和碰到孤石时，钻速要用慢档，并减压钻进。处理大孤石和坚硬岩石，采用自重大的复合式牙轮钻或换用冲击钻都是有效的方法。导正装置经工程实践表明，也是防止孔斜的简单有效的方法。终孔后再发现孔斜纠正起来费时费力，且修孔常使桩的充盈系数增大。 2．2孔深 孔深的量测在实际操作中应注意的问题有： (l)测量有误达不到设计深度。一般施工队常用的测绳一经水泡就会出现收缩现象，有的收缩量可达lcm／lm左右，测50m的孔就会产生0.5m左右的误差。更大的测量误差是由于测绳易断引起的，断了以后不知道的人仍以断处为起点继续使用，往往可差数米。采用测绳要当心数标松动错位。彻底避免误测的办法是在施工现场或附近地面上设置长度标记作为准绳，每次终孔测深前应校实测绳。 (2)钻孔入岩深度达不到设计要求，较多的是由于地层分布不均匀的缘故，如岩层分布成倾斜状或起伏变化剧烈，导致钻孔偏斜，测深判断失误。因此入岩深度的控制应引起设计和施工部门的共同重视。入岩深度的控制因钻孔工艺不同而有所区别。反循环工艺和冲击钻成孔的桩，可采用岩样鉴别法。此外，还需注意每根桩的入岩和终孔的岩样最好留样备案，直至工程使用正常，沉降稳定。 3.孔径 在湖、塘、沟、谷与河漫滩地段新近沉积的粘性土和粉土中，钻孔容易出现缩孔现象。尤其要重视液性指数IL＞0.75呈软塑状态粘性土，在IL＞1.0呈流塑状态的淤泥质软土层中成孔的缩孔现象更不可避免。在砂土类地层中孔壁极易塌孔。与孔径有关的质量问题有： (l)由于孔径小于规范要求，桩的截面缩小，承载能力降低，实际上降低了桩的安全系数。 (2)软弱土层一般都分布在地层上部，缩颈现象也发生在此段，而桩的内力也是上段大，容易造成桩身抗压强度不够而破坏。 (3)由于孔径达不到要求，导致钢筋笼无保护层，桩的抗压弯能力削弱或丧失。防治的主要措施是加强对孔径的检测与控制，提高泥浆质量，增大泥浆比重和粘性及稠度。钻头直径应适当加大，也可采用处理孔斜的导正器法，在导正器上焊一定数量的合金刀片，在钻进或起钻的过程中起扫孔作用。此外在易于产生缩孔的土层中施工，减少空孔时间也是非常重要和有效的措施。 4.泥浆 在钻孔灌注桩的施工中，无论对于成孔质量还是最终对桩的承载能力的发挥，泥浆质量都是相当重要的因素。目前桩基施工队伍绝大多数缺乏对泥浆质量和泥浆管理的重视，泥浆质量差，其后果是： (1)形成不了护壁泥膜或形成的泥皮粘附力差，易于脱落，导致孔壁稳定性差，在砂性土地层易于塌壁，在流塑状粘土层则易于缩孔。 (2)泥浆稠度大、比重大，含砂率高，形成的泥皮质量差、厚度大，大大降低桩的侧摩阻力。 (3)稠浆在钢筋笼钢筋上沉积粘附，导数钢筋与砼握裹力降低。泥浆比重过大，使得砼水下灌注阻力增大，降低砼的流动半径，使砼骨料大部分堆积在桩芯部位，而钢筋笼外几乎无骨料，不仅桩身质量不好而且桩的侧摩阻力也难以发挥。 5.沉渣与沉淤 一般把沉渣与沉淤混为一谈，凡是孔底的沉积物统称沉渣，实际上是有区别的。沉渣是钻孔过程中钻机切削和孔壁塌落的岩土，主要是砂、砾石和碎岩硝等。而沉淤则是比重大、稠度大的劣质泥浆由于空孔时间过长沉淀而成的流塑状混合物。沉淤的厚度往往大于沉渣，沉渣与沉淤均在桩底形成软弱隔层，可能导致端承力丧失殆尽。沉淤的控制主要是提高泥浆质量和减少空孔时间。沉渣的清除采用反循环成孔工艺能达到较好的效果。 无论采用反循环还是正循环成孔工艺，都应重视砼灌注前的清孔。灌注前抽吸30分钟左右，一方面抽出一定的沉渣，另一方面泥浆的抽吸作用导致一部分沉渣、沉淤上浮，而且短时间内不会沉淀。此时灌注砼，砼坠落的巨大冲击力还能溅除最后残余的部分沉渣与沉淤，可基本上将孔底沉渣排除干净。 6.砼灌注 砼灌注是最后一道也是最关键的一道工序。首先必须严格按设计强度配制砼。在保证砼质量合格的前提下，砼灌注时要克服很大的灌入阻力以保证砼桩身质量，所以必须有相当大的冲击力，冲击力越大，完成每一斗砼灌注的时间越短，砼桩身越均匀。由于砼是由水泥、砂、石子配制的混合料，不同材料、不同粒径则摩擦系数不一样，因此仅靠静力平衡产生的超压力缓慢流淌，则易造成砼粗骨料在桩芯堆积，随半径增大而递减。桩身不匀，则影响桩的抗压强度。 6．1目前最常见的水下砼灌注法的缺点是： (l)在向大斗投料过程中，砼的绝大多数势能在撞击大斗壁的碰撞中损耗掉，砼料落人导管中不连续，形不成较大的冲击能量，使砼没有足够的力量向四周挤压、扩散，导致桩的侧壁摩阻力严重降低。此外，还容易使桩身不均匀。 (2)砼料绝大多数要经过反弹再落入导管，容易造成砼离析和堵管。 (3)砼料的下落没有足够的超压，造成砼料在导管附近堆积成钟形断面。由于不能将隔浆层水平顶升，在钟形断面塌落时容易裹入泥浆，造成夹泥芯的桩身。 6．2鉴于以上缺点，应倡导施工单位使用大体积砼冲击灌注法，如桩的初斗砼灌注一样，每一斗灌注都是将2至3方砼在大斗中积蓄够量，出料口直接插入导管，然后打开活门一次连续冲击下去，其优点是： (l)功能大，冲击力强。物体的冲击能量与质量和速度有关，在速度相同的情况下就取决于质量。在巨大冲力的作用下，砼的向上顶升力和侧向挤压力就有了保证，桩的摩阻力和桩身砼密实性都得以提高。 (2)首斗砼灌注冲力大，沉渣、沉淤被推溅上举，桩端与持力层能较好地结合，确保了端承力的发挥。 (3)灌注时间短，桩身骨料分布均匀，桩身段强度能得到保证。 6．3用大体积砼冲击灌入法应注意以下几个问题： (1)必须注意排气技术，防止形成气堵，使砼料灌不下去。大斗出料口与导管不可用螺扣联接成一体，会形成气堵，应改为插入联接方式。大斗出料口外径比导管内径小2至3cm。若大斗出料口与导管用螺扣联接，大斗出料口与导管成一体时，可采取在导管上口放置一根出气钢管的办法进行排气。 (2)砼料最好通过网筛(网眼8~10cm左右)进入料斗，防止夹杂大直径块石、水泥块等造成卡管。 (3)砼和易性要好，如砼离析，则容易在料斗下部和出料口处形成堆积，导致出料困难，同时也容易堵塞导管。 (4)导管的最小埋置深度从理论上讲应与灌注深度成正比。灌注深度较大时，超压力和冲击力较大，导管最小埋置深度宜较大，以缓和超压力和冲击力，使冲出导管底口的砼缓缓上升，否则，新灌砼可能冲破首批砼，置到其上面，将泥浆沉淀物裹入桩中，形成夹层或断桩。灌注后期，灌注深度小，超压力小，最小埋置深度也不宜小于2m，因为灌注后期首批砼表面的泥浆沉淀增厚，有时还夹有小量坍土，若导管埋深太小，特别是在探测砼表面深度不精确时，容量造成导管提漏进浆，造成夹层或断桩。当砼灌注到桩顶部位时，为了保持足够的冲力，必须注意导管要留有一定的长度，一般为导管底口在超灌标高以下10m左右，灌注时及时上拨，保证高度产生冲力，使桩头部分的砼质量不至降低。 7.结语 综上所述，为了不断提高建设工程钻孔灌注桩的质量，施工单位应严格工序质量的控制，并下断进行研究、改进、提高和完善管理水平，以工序控制和事前控制为主，建立系统化的动态管理制度。 |