钻孔压浆桩施工质量控制

摘要:在现代的建筑工程施工中,采取桩基础,既节省了施工工期,又保证了工程质量,并取得了相应的经济效益和社会效益。在工业与民用建筑中地下水位高,软弱土层较厚时广泛采用混凝土压浆桩工程。钻孔压浆桩是浇筑成型, 现场浇筑,施工大部分在水下进行, 施工过程难于观察, 施工质量不可控制和检查。所以在施工过程中, 严格贯彻执行施工工艺规范和设计要求, 就尤为重要。

关键词:钻孔压浆桩;施工;质量控制

1 钻孔压浆桩的应用

在现代的建筑工程施工中,采取桩基础,既节省了施工工期,又保证了工程质量,并取得了相应的经济效益和社会效益。

钻孔压浆灌注桩系用长臂螺栓钻机钻孔,在钻杆纵向设有一个高压灌注水泥浆系统,钻孔深度达到设计深度后,开动压浆泵,使水泥浆从钻头底部喷出,借助水泥的压方,慢提起,直至出地面后,移开钻杆,在孔内放置钢筋笼,再另外放入一根直通孔底的压力塑料管或钢管,并与高压浆管接通,向桩孔内设放粒径2～4cm碎石或卵石直至桩顶,再向孔内胶管进行二次补浆,把带浆的泥浆挤压干净,至浆液溢出孔口,不再下降,桩既告完成。桩径可达300～1000mm,深30m左右,一般常用桩径为400～600mm,桩长10~20m,桩混凝土为无砂混凝土,强度等级为C20。这种钻孔压浆灌注桩的特点是;桩体密致,单桩承载能力高,沉降量小;不用泥浆护壁,可避免水下灌注混凝土;采用高压灌浆工艺,对地层有明显的扩散渗透、挤密加固和局部膨胀扩径等作用;不需清理孔底虚土,可有效地防止止断桩、缩颈、桩间虚土等情况发生,质量可靠,能在复杂的地质条件下顺利成桩。施工无噪声、无振动、无排污;施工速度快,比普通打预制板工期缩短1～2倍,费用降低10%~15%。适用于工业与民用建筑中,一般粘性土、湿陷性黄土、淤泥质土,中细纱、砂软石土层采用钻孔压浆灌注桩工程。但在厚度较大,灵感度较高的淤泥和流塑状态的软弱土层采用时,应慎重对待,采取相应措施。

2 施工准备

2.1 材料要求

2.1.1 水泥用32.5级或42.5级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,要求新鲜无结块。

2.1.2 焊条(接桩用):型号、性能必须符合设计要求和有关标准的规定,一般宜用E4303牌号。

2.1.3 石子:用粒径20~40mm的碎石或卵石,含泥量小于3%。

2.1.4 钢筋:品种和规格均符合设计要求,并有出厂合格证及试验报告。

2.1.5 配合比:压浆采用纯水泥浆,水灰比为0.55。石子和浆液的体积比为石子:水泥浆液=1:0.75。

2.2 主要机工具钻孔机、高压泵车,机动翻斗车以及钢筋加工系统设备,铁锹、水泥浆搅拌桶,高压输浆管、钢制灰浆过滤槽,磅称。

2.3 作业条件

2.3.1地上、地下障碍物都处理完毕,达到“三通一平”。施工用的临时设施准备就绪。

2.3.2场地标高一般应为承台梁的上皮标高,并经过夯实或碾压。

2.3.3制作好钢筋笼。

2.3.4根据图纸放出轴线及桩位点,抄上水平标高木橛,并经过预检签字。

2.3.5要选择和确定钻孔机的进出路线和钻孔顺序,制定施工方案,做好技术交底。

2.3.6 正式施工前应做成孔试验,数量不少于两根。

2.4 作业人员

2.4.1 主要作业人员:钢筋工,焊工,混凝土工,钻机工,注浆工,技术员,电工,测量工。

2.4.2 钻机工电工和焊工应持证上岗,其余工种经过严格的专业技术和安全培训,并接受了施工技术交底。

3 钻孔压浆桩的成孔工艺

成孔是混凝土压浆桩施工中的一个重要部分,其质量如控制得不好,则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等,还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。因此,在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项。

3.1 采取隔孔施工程序

钻孔混凝土压浆桩是先成孔,然后在孔内成桩,周围土移向桩身土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初始,桩身混凝土的强度很低,且混凝土压浆桩的成孔是依靠泥浆来平衡的,故采取较适应的桩距对防止明孔和缩径是一项稳妥的技术措施。

3.2 确保桩身成孔垂直精度

为了保证成孔垂直精度满足设计要求,应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固,经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施。

3.3 确保桩位,桩顶标高和成孔深度

在护筒定位后及时复核护筒的位置,严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm,并认真检查回填土是否密实。以防钻孔过程中发生漏浆的现象。在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化,为准确地控制钻孔深度,在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录,以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。

3.4 钢筋笼制作与吊放规范

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的直径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋笼准确地吊放在设计标高上,这是由于钢筋笼吊放后是暂时固定在钻架底梁土的。因此,吊环度是根据底梁标高变化而改变的,所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度,以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中,应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量,对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时,要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,因为这将会造成明孔、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,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。钢筋笼接长时,要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。

3.5 泥浆的制备和二次清孔要求

清孔的主要目的是清除孔底沉渣,而孔底沉渣是影响压浆桩承载能力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击孔底部的沉渣,使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态,再利用泥浆被带出桩孔,最终将桩孔内的沉渣清干净,这就是泥浆的排渣和清孔作用。从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的护壁和清孔作用,我们可以看出,泥浆在制备和清孔是确保钻孔桩施工质量的关键环节。

因此,对于施工规范中泥浆的控制指标:粘度测定17min-20min;含砂率不大于6%;胶体率不小于90%等在钻孔压浆桩施工过程中必须严格控制,不能就地取材,而要专门采取泥浆制备,选用高塑性粘土或膨润土,拌制泥浆必须根据施工机械,工芤及穿越土层进行,配合比设计。压浆桩成孔至设计标高,应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔,直到孔口返浆比重持续小于1.10-1.20,测得孔底沉渣厚度小于50mm,即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管。沉放导管进检查导管的连接是否牢固和密实,以防止漏浆而影响灌注。

由于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部,最终不能被混凝土冲击起而成为永久性沉渣,从而影响桩基工程的质量。因此,必须在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔。当孔口返浆比重沉渣厚度均符合规范要求后,应立即进行混凝土的灌注工作。

4 钻孔压浆桩成桩质量的控制

4.1 为确保成桩质量,要严格检查验收进场原材料的质量保证书(水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告),对不合格的材料(如水泥、砂、石、水质) ,严禁用于混凝灌注桩。

4.2 钻孔灌注水下混凝土的施工主要采用导管灌注,混凝土的离析现象还会存在,但良好的配合比可减少离析程度。因此,现场的配合比要随水泥品种、砂石料规格及含水率的变化进行调整,为使每根桩的配合比都能正确无误,在混凝土前都要复核配合比并校验计量的准确性,严格计量和测试管理,并及时填入原始记录和制作试件。

4.3 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,混凝土坍落采用18cm-20cm,并随时了解混凝土面的标高和导管的埋入深度。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m-4m,不宜大于5m和小于1m,严禁把导管底端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高8m-10m时,应及时将坍落度调小至12cm-16cm,以提高桩身上部混凝土的抗压强度。在灌注过程中必须每灌注2m3左右测一次混凝土面上升的高度,确定每段桩体的充盈系数,同时要认真进行记录,这对日后发现有问题的桩或评价桩的质量有很大作用。