混凝土灌注桩施工技术及质量控制.doc

混凝土灌注桩施工技术及质量控制
混凝土灌注桩施工技术与质量控制
混凝土灌注桩施工技术与质量控制

　　摘要:混凝土灌注桩技术具有适应性强、成本较低、施工简便等特点，因此被而广泛应用于工程基础当中。本文结合工程施工实例，阐述了混凝土灌注桩的施工技术要点，分析了混凝土灌注桩在施工中会出现的质量问题，并提出了具体的质量控制措施，希望对类似工程的施工提供参考。

　　关键词:混凝土灌注桩；施工技术；质量问题；质量控制
　　中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
　　近年来，我国工程建设事业快速发展，而基础施工技术也得到不断发展。混凝土灌注桩技术以其适应性强、成本适中、施工简便等特点而被广泛应用于工程领域。混凝土灌注桩是属于隐蔽工程，影响施工质量的因素较多，这就要求对施工的前期条件和施工技术进行控制，对每一个施工环节进行严格要求，把隐患消除在成桩之前，避免不必要的损失。
　　1 工程概况
　　某建筑工程采用冲孔混凝土灌注桩，总桩数1017根，桩径φ800mm，桩身混凝土强度等级C30，单桩承载力为3300kN，基底压力为350kPa，有效桩长受地质条件影响有14.5，15.0，15.5，16.0m四种，自场地地面到设计桩顶即空桩部分高度2.5～3.0m，受布置电梯、积水坑的影响桩顶标高有－7.3，－7.7，－8.0，－10.0m不等，测量控制较为复杂。
　　2 地质概况
　　本项目在钻样深度内地质上部为第四纪全新世残坡积物，下部为二叠系上统石盒子组砂质泥岩，自上而下分6个单元层:粉质黏土、卵石、含碎石粉质黏土、卵石、强风化砂质泥岩、中风化砂质泥岩，设计桩底均在中风化砂质泥岩层。
　　3 施工准备
　　3.1 泥浆制备
　　本项目造孔过程结合地质情况需采用泥浆护壁工艺，因此钻机开钻前需进行制浆，因不同施工阶段泥浆的作用不同，制备的泥浆有不同的密度。
　　3.2 制作钢筋笼
　　钢筋笼保护层垫块安装采用100mm强度等级C30的混凝土圆块，中间设φ10mm圆孔，在绑扎钢筋笼螺旋箍筋时在同一截面不同方位穿入中间带孔的混凝土圆块。作为保护层垫块的混凝土圆块，按同一截面不同方位3个沿纵向长度以每2.0m布置，能够满足设计规定的50mm钢筋保护层厚的要求。
　　3.3 测量控制
　　本项目因桩数较多、桩顶标高不同以与存在空桩施工，对桩的定位、标高控制提出了更高要求。
　　4 主要施工技术
　　4.1 冲孔灌注桩施工工艺
　　场地平整→桩定位放线→开挖泥浆池、制备泥浆→固定护筒→钻机就位、校正桩中线→冲击造孔→泥浆循环、清理废渣→泥浆置换→终孔验收→吊装钢筋笼、放置隔汽塞→安装混凝土导管→水下混凝土浇筑→拆卸导管→成桩养护→空桩头回填。
　　4.2 各工序施工技术要领
　　 (1)桩位定位、放线
　　根据测量成果查找桩位，位置正确后埋设护筒，护筒中心应为桩中线，护筒由6mm厚钢板卷制而成，内径应比钻头直径大100～200mm，顶部应焊角铁或圆钢加强，在泥浆沟方向开设溢浆孔，嵌入原土0.3～0.5m，护筒外壁与土之间空隙用黏土填充夯实，在护筒外围应架设十字线，利用其挂的纵横交叉线可以随时校核桩中心是否偏离。
　　(2)钻机就位、钻头对中
　　起重机吊运钻机，在钻机就位时，钻机地盘应水平，钻机架下增设垫木，钻机架体应采用地锚固定，防止钻机陷入泥浆中或发生倾覆。
　　控制钻头直径为750mm左右，因造孔过程中钻头反复冲击，钻头直径偏大，成孔后桩径偏大，混凝土浇筑量增加，钻头直径偏小，桩径无法保证。钻头在吊起后钻机滑轮、锥头中心、护筒中心、放线后桩中心应在同一垂直线上。
　　(3)冲击造孔
　　造孔阶段钻孔时应低锤密击，锤高度0.4～0.6m，与时加块石与黏土泥浆护壁，适当增加扫孔次数，防止颈缩。进入基岩后加大冲程，加快速度，将锤高提高至1.5～2.0m以上，转入正常连续冲击，如果发现偏孔，应回填片石至偏孔上方0.3～0.5m处重新冲孔。
　　(4)清理废渣
　　冲击完成1～2m时应与时排渣一次，排渣可采用掏渣筒法和泥浆循环法。
　　掏渣筒法是用钢丝绳送一个下部带内开活门的钢筒入孔内，在其下落过程中泥浆冲击活门打开，利用掏渣筒的自重插入废渣中，在掏渣筒起吊时，活门下落封闭，废渣被排出孔外。
　　泥浆循环法又称翻浆法，是将输浆管送至孔底，利用排污泵抽泥浆对孔底废渣进行置换，泥浆在孔内向上流动，将残渣带出孔外。
　　无论采用哪一种排渣方法，此时清理后的孔内泥浆密度应≥1.3t/m3，以防亏浆造成孔壁坍塌。
　　(5)泥浆置换
　　成孔后在废渣清理完毕，需采用泥浆循环法用密度1.15～1.25t/m3泥浆或清水对孔内密度大的泥浆进行置换，将孔内悬浮较多的废渣置换出孔外，此阶段应每隔10min停泵一次，将钻锤落入距孔底0.5～1.0m来回串动，搅拌废渣，再开泵清孔，确保水下混凝土浇筑时，混凝土能将泥浆排出。
　　(6)终孔验收
　　造孔完成后用测绳对孔深进行丈量，按设计要求考虑空桩、桩头、有效桩长等尺寸，测绳丈量尺寸应扣减锤头高度0.3m。
　　验收废渣清理情况，通过泥浆置换，孔内废渣已基本清完，可以利用掏渣筒进行捞渣检验，孔内泥渣层厚度不应＞50mm。
　　用探笼对孔壁检验，起重机起吊探笼，缓缓沉入孔底，如果顺利落入孔底证明孔径满足要求，孔壁无突出岩块，孔垂直度满足要求。
　　(7)吊装钢筋笼
　　清孔完毕验收合格的桩孔应与时吊钢筋笼，防止塌孔，造成钢筋笼下不去。
　　钢筋笼起吊时应利用起重机两个吊钩在整个钢筋笼上设置4个起吊点，用钢丝绳分段固定好后开始起吊，平缓运至桩孔处，调整吊钩钢丝绳长度，使钢筋笼缓缓直立，末端送至孔口时，开始拆除底部起吊点钢丝绳，缓缓向孔内送钢筋笼，直至钢筋笼完全进入孔内，用短钢管插入钢筋笼内搁置在钢制护筒上，拆除起吊钢丝绳，安装吊筋架，在吊筋架上按设计要求设置固定点，利用吊筋架送钢筋笼至设计标高处。
　　(8)安装混凝土导管
　　钢筋笼安装到位后，起吊导管托架放至钢制护筒上缘(需设架立装置，不能让护筒承重)，保证架体上活门中心与钢筋笼中心一致。
　　(9)安装送料漏斗，放入隔水栓
　　起重机起吊送料漏斗，送料漏斗的出料口落至导管内，起重机钢丝绳连同送料漏斗和导管一直保持起吊状态。
　　把制作完毕的隔水栓塞入送料漏斗以下导管内，在距导管上口1.0m处，用铁丝固定在送料漏斗上口。
　　(10)水下混凝土浇筑
　　1)利用汽车泵或混凝土运输车把混凝土送入送料漏斗内，直至漏斗完全装满混凝土，铰断铁丝漏斗内混凝土连同隔水栓一并进入孔内。
　　2)随着混凝土不断流入导管，孔内泥浆开始从钢制护筒已开的溢浆孔排入泥浆沟，此时要注意观察钢筋笼，防止上浮。
　　3)当送料漏斗内混凝土下落不顺畅时，表明导管内混凝土过多或导管底端埋入混凝土太深，此时需提升和拆除上部导管。
　　4)在提升和拆除导管时，需用测绳沉入孔内接触混凝土面，测量混凝土面距孔上口高度，确保导管底端一直埋在混凝土内，导管埋置混凝土深度应为3～6m，最低不低于2m，禁止提升太快导管露出混凝土面。
　　5)因无法采用振捣设备进行混凝土压实，在导管提升和拆除阶段打开导管托架活门，利用起重机上下缓慢吊送导管，反复挤压，这样一方面可以顺利排出导管内混凝土，另一方面通过导管的挤压可以使混凝土挤压密实，排出内部空气，保证桩身混凝土浇筑质量。
　　6)尽管采取了较多措施，但水下混凝土浇筑时仍避免不了会产生浮浆或掺入泥浆，为保证桩身混凝土质量，水下混凝土浇筑至有效桩长设计桩顶标高后仍需再浇筑0.8～1.0m高桩头，使浮浆集中至桩头部位，在后期基坑开挖破桩头时剔除浮浆，确保桩身混凝土密实。
　　7)混凝土浇筑完毕，待混凝土浇筑时间满足终凝要求后，由于空桩部分较高，为防止作业人员坠入，同时利用地温加快对混凝土养护，可以对空桩进行覆土回填。
　　8)冲击成孔灌注桩施工过程中，冲击造孔、安装导管、下钢筋笼与水下混凝土浇筑等均应有专人填写《冲孔灌注桩检查记录表》，每道工序应留下详实的施工资料，混凝土浇筑时应按要求留置标准养护混凝土试块。
　　5 施工过程中发生的问题与防治措施
　　5.1 钻孔偏斜
　　由于冲击造孔中遇漂石、探头石，钻头受力不均匀或土层软硬不均，冲击时钻头向一侧倾斜，致使造孔时孔身偏斜。
　　冲击造孔遇到漂石或探头石时，应回填碎石或将钻机稍偏向探头石一侧，用高冲程猛击探头石；在土层软硬不均处采取低锤重击，保持孔底平整，穿过此层后，按正常要求钻进。
　　5.2 孔壁坍塌
　　由于场地存在回填土，密实度不够，冲击造孔时遇流沙、破碎地层，捞渣清孔时补浆不与时，验孔后未与时下钢筋笼，造成已成孔发生坍塌。
　　上口发生坍塌较大时，用编织袋装入黄土或砂与黏土混合后回填至坍塌处，待回填物沉积密实后重新冲孔；清孔后应与时补浆，确保孔内压力均衡；下钢筋笼时应保持垂直，防止冲击孔壁，钢筋笼到位后应立即进行下道工序施工。
　　5.3 钢筋笼落不到孔内
　　因手动式冲孔钻机的钻头为三翼钻头，造孔时有可能在孔壁上留下探头石，造成验孔后孔深满足要求但钢筋笼落不到孔内。
　　成孔后利用探笼进行验孔，发现探头石后利用探笼猛击探头石，或稍移钻机底座，利用钻头扫孔，提高冲程，猛击探头石，撞落孔底后再用钻头冲击破碎。
　　5.4 钢筋笼上浮
　　水下混凝土浇筑时或钢筋笼初始位置不符合要求，或混凝土下料过快推动钢筋笼上浮，或导管提升过程中提升太快挂住钢筋笼致使上浮。
　　5.5 断桩
　　导管低端距孔底距离过大，混凝土下落过程中泥浆侵入混凝土内形成夹渣层；或导管在提升过程中提升过快，露出混凝土面；或混凝土浇筑施工时由于停电或供料不足，不能连续施工，孔内泥渣沉积形成隔离层。
　　成孔后对孔底标高测量准确，在安装导管时保证导管口距孔底尺寸满足要求；控制导管提升速度，与时用测绳测量距混凝土面高度，保证导管埋入混凝土内≥2m；混凝土浇筑时准备充分，需用量计算准确，与时采购混凝土材料；采用双回路施工电源或备用发电机组，确保施工时有备用电源。
　　5.6 漏桩、重复造孔
　　由于桩数量较多，在冲击造孔阶段，场地内泥浆较多，混凝土浇筑后场地污染严重，特别是后期，设备较集中，管理不善会发生漏桩或重复造孔现象。
　　6 结语
　　总之，混凝土灌注桩施工是一项隐蔽性工程，工序多且复杂，施工难度大，必须严格按照要求进行各工序操作。在本工程混凝土灌注桩施工中，由于严格按照施工要求进行施工，施工技术得当，施工质量控制到位，工程施工完毕后进行了单桩竖向抗压静载试验和反射波法低应变动力检测，从检测结果看，单桩竖向抗压承载力特征值满足设计要求，为后期类似工程的施工提供了很多的借鉴作用。
　　参考文献
　　[1] 张崇春.浅谈混凝土灌注桩的施工技术方法[J].城市建设理论研究,2012年第9期
　　[2] 张文晓;李德明;陈俊杰.混凝土灌注桩施工技术与质量控制要点[J].河南水利与南水北调,2011年08期

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