软基处理混凝土灌注桩施工控制.pdf

施工技术 软基处理混凝土灌注桩施工控制 海新龙 ( 新疆小海子水利建筑安装工程有限公司 新疆 乌鲁木齐8 3 0 0 0 0 ) 摘 要 灌注桩施工是使用钻孔法在基础上凿孔， 成孔后灌注混凝土提高地基强度一种施工方法。这种 方法适 用于处理软基 ， 处理后效果显著 ， 可很 快投入使 用。该 Y - 艺的施工工序 主要有： 埋设护 筒、 制 备泥浆、 钻孔、 清孔、 钢筋笼制作与吊装及灌注水下砼 ， 可有效地控制灌注桩的成桩质量， 确保软基 处 理 的 效 果 。 关键词 软基处理 ； 灌注桩 ； 施工控 制 中图分类号： T U 4 7 3 1 + 4 文献标识码： B 1工程地质概况 某河城区景观桥位于县城区， 地域属于河流及河流冲积地 貌单元， 由河流的冲击作用而成。项 目区新构造运动明显， 特点 主要表现为差异升降运动， 差异性断块活动 、 断裂活动 ， 以断块 活动为主。盆地边缘在第四纪初期下降， 从中更新世后期开始 转为上升。盆地内部则继续沉降， 堆积厚度达 2 0 0 m5 0 0 m的 第四纪松散沉积层。 2工程地质评价 勘察深度范围内地层主要为细( 中) 砂与粉质黏土互层分 布， 砂层相对较厚 ， 粉质黏土层相对较薄。 项 目区揭露地层主要有 8个主层。主层为细砂， 厚度在 3 8 4 m6 1 0 m之间， 稍湿 饱和， 颗粒成分以石英为主 ， 砂质均 匀 ， 无粘性 ， 级配不 良； 粉质黏土 ， 厚度在 0 3 8 m 0 8 0 m之 间， 土质均匀， 可塑 一坚硬状， 含少量植物根系； 主层为细砂 ， 厚度在 1 1 0 m2 7 7 m之间， 土质均匀， 可塑 坚硬状 ， 稍密状 ， 饱和， 颗粒成分以石英为主， 砂质均匀无粘性 ， 级配不良； 粉 质黏土 ， 厚度在 1 0 0 m2 6 0 m之间， 土质均匀， 可塑状； 主层 为细砂 ， 厚度在 5 4 0 m1 1 7 0 m之间， 土质均匀， 可塑 坚硬 状， 颗粒成分以石英为主， 砂质均匀， 无粘性， 级配不 良。主层下 方有一细砂透镜体，厚度约 1 0 0 m； 主层为中砂 ，厚度在 4 6 0 m一1 4 0 0 m之间， 稍密状 ， 稍湿 ， 颗粒成分以石英为主， 砂质 均匀 ， 无粘性 ， 级配不良。主层下方有一细砂透镜体， 厚度约 1 0 0 m； 粉质黏土， 厚度在 1 3 0 m 2 6 0 m之间， 土质均匀， 可 塑状 ，天然密度 p 在 1 9 7 9 g ， c I n 3 2 0 0 9 g e m 之间，孔隙比 e = 0 7 ； 主层 为细砂 ， 厚 度在 6 6 0 m一2 7 9 0 m之 间 ， 稍 密状 ， 稍 湿， 颗粒成分以石英为主， 砂质均匀， 无粘性 ， 级配不 良； 另有多 处粉质黏土透镜体分布于主层中，零散分布，厚度在 0 4 0 m 3 4 0 m之间 。 3施 工准备 3 1 测量 根据业主提供场外两处标高基准点及坐标点 ，项 目部测 量 人员对该 两点进行复 测 ，在现场 建筑物 四周 设置 四点 临时 基准点 。 3 2临时工程 工程施工设置施 工临时场地 ， 平整场地 6 0 0 0 m 。 。该河为砂 质河床 ， 大型车辆进入会造成湿陷， 因此在河床铺设施工便道。 便道采用麻袋填土堆积， 宽 6 m， 高 1 2 m， 长 1 0 0 m。在主河道为 常流水河道搭设钢便桥 ，钢便桥采用 5 0 0 m m钢管做桥墩 ， 3 0 0 m m工字钢做桥梁 ， 8 ram钢板铺装桥面。钢便桥宽 4 m， 长 50 m。 3 3施工围堰 桥 梁下部桩基 施工时在 上 、下游设 置 围堰 阻水 ，围堰 高 2 m， 宽 1 S in， 长4 6 0 m。围堰填筑料从料场购运 ， 其填筑总量为 8 2 8 m ， 施工完成后拆 除围堰 。 4钻孑 L 灌注桩施工 灌注桩施工为基础工程， 是重点亦是难点。难点主要是本 工程基础为粉细砂地质条件， 俗称流沙河， 易塌孔。施工期设排 水沟进行抽排水降水。 本工程桩基础深 3 0 m， 为钢筋砼桩， 桩直径多为 1 2 m， 钻孔 采用 2台南车 2 2 0 旋挖钻机成孑 L 。施工由丰富桩基础施工经验 的桩基础人员主持。 钻孔灌注桩施工主要工序为： 埋设护筒 、 制备泥浆 、 钻孔、 清孔， 钢筋笼制作与吊装及灌注水下砼。 ( 1 ) 埋设护筒 钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌，护筒能起到稳定孔壁， 防止坍孔及隔离地表水 ， 保护孔 口地面 、 固定桩 口位置和起到 钻头导向作用。护筒制作直径为 1 5 1 1 1( 内径 比钻孔直径大 3 0 e m) ， 长度 2 0 m， 采用钢护筒， 重复使用。 护筒底部及其周围一 定范围内夯填粘土， 借助粘土压力及隔水作用， 保护护筒稳定， 保护孔 口地 面。 ( 2 ) 泥浆制备 钻孔泥浆由水 、 粘土组成， 其具有浮悬钻渣、 冷却钻头 、 润 滑钻具、 增加静水压力并在孔壁形成泥皮， 隔断孑 L 内外渗流， 防 止坍孔的作用。调制的泥浆即循环净化的泥浆 ， 泥浆的稠度随 地层变化或操作要求机动掌握。泥浆太稀 ， 排清能力小， 护壁效 7 5 陕西水利 2 1 3 1 4年科技专刊 表 1 泥浆性能参数表 相对密度( g c m ) 粘度( s ) 含砂率( ) 胶体率( ) 失水率( m 2 3 0 m i n ) 泥皮厚( mm 3 0 mi n ) 静切力( P a ) 酸碱度( o H) 1 2 1 4 2 23 0 9 5 2 0 3 35 811 果差； 泥浆太稠会削弱钻头冲击能力， 降低钻进速度。 选用塑性指数大于 2 5 ， 粘径小于 0 0 0 5 m m， 颗粒含量大于 5 0 的粘土。通过泥浆搅拌机调合， 贮存于泥浆池内， 再用泥浆 泵输入钻孑 L 内。泥浆性能指标见表 l 。 ( 3 ) 钻孔 开孔钻头直径大于终孔钻头直径。在钻孔过程中检查钻头 直径及钻孔的垂直度， 满足设计要求， 保证成孔率。施工现场设 置排水沟 ， 及 时排除孔 口周围的废水 、 废 渣。 ( 4 ) 孔径检查 与清孔 对钻孑 L 深度及孔径 、 孔形随时认真检查， 符合设计要求后， 填写终孔验收合格证 ， 经监理验收。清孔的目的是抽 、 换孔内泥 浆， 清除钻渣及沉淀层； 其次为灌注水下砼创造 良好条件， 使测 深正确 、 灌注顺利。 清孔在终孔检查后进行 ， 避免间隔时间过长， 引起泥浆沉 淀过厚， 导致孔壁坍塌， 清孔时采用抽浆法。合格后 ， 填写清孔 验收合格证， 经监理验收。 ( 5 ) 钢筋笼制作吊装 清孑 L 完毕后将制作的钢筋笼用吊车吊装人桩孔内就位， 孔 口固定在地锚上， 使其在砼浇筑过程中不向上移动。 ( 6 ) 砼拌和及运输 根据各个桩孔的砼方量及砼的浇筑强度， 本工程灌注桩使 用 C 5 0混凝土， 商品砼 1 0 m ， 砼罐车运输、 砼输送泵输送至桩 口 进行浇筑。 ( 7 ) 灌注水下砼 装入水下砼导管后进行水下砼灌注， 水下砼灌注后 ， 拨出 钢护筒 。 5钻孔灌注主要质量控制 5 1 导管法灌注水下砼注意事项 ( 1 ) 导管拼装， 在孔口设置 1 节 2节短导管。 ( 2 ) 优化混凝土配合比， 使砼保持良好的流动性 ， 粗骨料粒 径为 2 0 mm一 4 0 ra m， 坍落度为 1 8 c m。水泥用量比空气中同等级 的砼增加 2 0 。 ( 3 ) 保证灌注工作的连续性 ， 在任何情况下不得中断灌注。 在灌注过程中， 测量砼表面的标高， 正确掌握导管的提升量。导 管下端埋入砼内深度不小于 2 m。 ( 4 ) 水下砼的流动半径在 3 m一4 m， 保证封底砼的表面不会 有较大的高差 ， 并具有可靠的防水性 ， 可以保证封底砼的防水 性能 。 5 2清孔的质量要求 孔底沉淀土的厚度 ， 用抽浆法清孔。灌注砼前， 孔底沉淀土 厚度不大于 5 0 m m， 清孔后的泥浆含砂率不大于4 。对沉淀土 厚度的测量 ， 采取清孔后用取样盒( 开口铁盒) 吊到孔底 ， 灌注 砼前取出， 直接量测沉淀在盒内沉渣厚度 ， 或者用测绳 、 测饼直 76 接测出。 5 3钻孔事故处理 常见的钻孔事故有： 坍孔 、 钻孔偏斜 、 扩孔与缩孑 L 等等。处 理方法如下 ： ( 1 ) 坍孔。认真分析原因和查明位置 ， 然后进行处理。坍孔 不严重时， 可回填至坍孔位置以上 ， 并采取改善泥浆性能， 加高 水头 、 埋深护筒等措施， 继续钻进。坍孔严重时， 立即将钻孔全 部用砂或小砾石夹粘土回填， 暂停一段时间后， 查明坍孔原因， 采取相应措施重钻。坍孔部位不深， 可采取深埋护筒法， 将护筒 周围土夯填实， 重新钻孔。 ( 2 ) 孔身偏斜 、 弯曲。在偏斜处吊住钻锥反复扫孔， 使钻 孑 L 正直。偏斜严重时回填粘性土到偏斜处， 待沉积密实后重 新 钻进 。 ( 3 ) 扩孔、 缩孔。应采取防止坍孔和钻锥摆动过大的措施。 缩孔是钻锥磨损过甚 、 焊补不及时或因地层中有遇水膨胀的软 土、 粘土泥岩造成的。对前者应及时补焊钻锥， 对后者应用失水 率小的优质泥浆护壁。对已发生的缩孔 ， 宜在该处用钻锥上下 反复扫孔以扩大孔径。 ( 4 ) 钻孔漏浆。如护筒内水头不能保持， 采取将护筒周围回 填土筑实、 增加护筒埋置深度、 适当减小水头高度或加稠泥浆 、 倒入粘土慢速转动等措施。 5 4钻孔质量检验与质量标准 钻孔在终孔和清孔后，使用仪器对成孔的孔位、孔形 、 孔 径 、 竖直度( 斜度) 、 泥浆相对密度 、 孔底沉淀厚度等进行检验。 钻 、 挖孔灌注成孔质量允许偏差见表 2 。 表 2 钻孑 L 灌注桩成孔质量允许偏差 l 编号 项 目 允 许 偏 差 检查结果 I 1 孑 L 的中心位置 单排桩： 不大于5 c m 小于5 e ra 2 孔径 不小于设计桩径 1 2 0 c m 大于 1 2 0 c m 3 倾斜度 直桩： 小于 1 1 0 0 小于 3 0 c m 柱 桩 ：比设计深度超深 4 孔深 大于 1 5e m 不小于 5 c m 5 孔内沉淀 柱 桩： 不大于设计规定 小于 5 0 e m 相对密度 ： 1 0 5 1 2 6 清孔后泥浆指标 满足要求 粘度 ： 1 7 2 0 ， 含砂率： 锄 注： 灌注桩共 2 5孔， 共留取砼抗压强度试件 5 ( ) 组。 经检验各组混凝土强度均高于设计强度。 6结语 软基处理灌注桩工程属于隐蔽工程 ， 施工质量直 接影响上 部结构的使用， 一旦出现问题将造成无法挽回的损失。因此要 严格施工过程的管理， 只有在施工过程中严格控制才能确保工 程质量 。