反循环钻孔灌注桩施工质量控制

程志华

摘要:以某工程实例,着重对反循环钻孔灌注桩施工的主要问题进行了分析、阐述

关键词:钻孔灌注桩质量控制反循环

中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(c)-0098-01

1 引言

近几年,随着大批高层建筑及高等级公路的建设,随着桩基施工技术的不断研究、改进和提高,钻孔灌注桩因其对各种土层的适应性强、无挤土效应、无震害、无噪音、承载力高等优点,在现阶段的工程中得到广泛应用。但也因为施工过程中大部分是在水下进行的,成桩后不能进行开挖验收,施工中任何一个环节出现问题都将直接影响到整个工程的质量和进度。本文结合某工程实例,着重对反循环钻孔灌注桩施工的主要问题进行分析、阐述,期望通过与同行们相互交流,达到提高施工水平、质量的目标。

2 工程地质概况

某商务综合楼位于南昌市建设西路省灯具批发市场南面,总建筑面积为15800 m2,1～3层为商场,夹层为转换层,4～16层为商务楼,总高度包括电梯井房为68.4m。

基础设计为泵吸反循环钻孔灌注桩,桩径为1 200mm(16根),1000mm(12根),900 mm(8根),800mm(59根),600mm(12根),共计l07根。持力层为中风化泥质粉砂岩,岩石不饱和单轴抗压强度标准值9.0MPa,桩端进入持力层2d,设计平均桩长23m。

根据工程地质勘察报告,土层分布及特征如下:

(1)杂填土:厚2.50～3.30m。

(2)耕植土:软塑,厚0.20～1.80m。

(3)粉质黏二l二:饱和可塑,厚0.80～4.20m。

(4)细砂:含较多黏粒及粉土夹层,饱和,厚0.80～5.40m。

(5)中砂:稍密,饱和,底部含少量粗砂夹层,厚1.20～5.10m。

(6)砾砂:稍密,饱和,厚4.70～8.50m。

(7)强风化泥质粉砂岩:泥质结构,易崩解,裂隙较多,厚0.80～2.30m。

(8)中风化泥质粉砂岩:岩层结构、构造、层理清晰,节理裂隙一般发育较少,厚4.70～8.50 m。

3 主要施工质量控制措施

(1)护筒制作、埋设。现场利用护筒控制桩位,采用4mm钢板制作,内径大于设计孔径20cm,人工开挖埋设不少于lm。

(2)隔孔施工。钻孔灌注桩和打入桩不同,打入桩是将周围土体挤开,桩身具有很高的强度,土体对桩产生被动土压力。钻孔灌注桩则是先成孔,然后在孔内成桩,周围土移向桩身土体对桩产生主动土压力,故采取较适当的桩距对防止坍孔、穿孔、缩孔是一项稳妥的措施。

(3)轨面标高。施工过程中,以钢轨面标高作为钻孔深度、钢筋笼下放深度、砼面位置及导管埋深的测量基准。

(4)液面高度。反循环钻孔桩孔壁的稳定,主要是利用静水压力来平衡地层压力以维持孔壁的稳定,根据土力学计算以及大量实践证明,只要保证水头高度(孔内水位与地下水位之差)大于2m。结合土质勘察报告,稳定水位埋深为0.9～3.1m,故保证泥浆池液面高度高于自然地坪1.10m。

(5)孔的垂直度。钻孔灌注桩的垂直度是保证承载能力的重要一环。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,严重影响钢筋笼安装。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,甚至达到1.6以上。为避免与孔倾斜,在钻机定位和钻孔过程中,随时注意钻机平台转盘水平的检查。

(6)岩样的确定。图纸设计要求持力层为中风化三质粉砂岩。为保证入岩、终孔岩样符合设计要求,第一根桩成孔及时通知地勘部门、设计院、监理人员卡岩样进行确认并留样备案。

(7)泥浆。在钻孔灌注桩的施工中,无论对于成L质量还是最终对桩的承载能力的发挥,泥浆质量帑是相当重要的因素,如果缺乏对泥浆质量和泥浆爹理的重视,容易造成:

①形成不了护壁泥膜或形成的泥皮黏附力差,导致孔壁稳定性差,在砂性土地层易于塌壁,在流塑犬黏土层则易于缩孔。

②泥浆稠度大,比重大,含砂率高,形成的泥皮嚣量差,厚度大,大大降低桩的侧摩阻力。

③稠浆在钢筋笼上沉积黏附,导致钢筋与砼握莛力降低,泥浆比重大,使得砼水下灌注阻力增大,年低砼的流动半径。

因此,对泥浆质量管理决不是个小问题,应严格空制泥浆相对密度1.1以下,黏度16～22S,含砂率不大于8%,股体率大于90%。

(8)沉渣与沉淤。一般容易把沉渣与沉淤混为一炎,凡是孔底的沉积物统称沉渣,实际上是有区别约。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,而沉淤则是比重大、稠度大掏劣质泥浆。由于空孔时间过长沉淀而成的流塑状昆合物,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能导致端承力丧失殆尽。沉淤的隘制主要是提高泥浆质量和减少空孔时间,而对沉碴应按设计端承桩要求厚度不超过5cm。

(9)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硷,现场搅拌常见问题是:①砂石的含泥量偏大;②配料的计量不准确;③水泥保管不善受潮。

水下砼灌注因阻力大不易流畅灌入,随着加大水灰比,增大坍落度便于灌注,结果砼的强度等级严重降低,要克服很大的灌入阻力保证桩身砼质量,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,桩身砼越均匀。鉴于此,现场采用了大体积砼冲击灌注法:现场搅拌采用了卧式大斗,在地面装满料,再用吊车吊起与导管连接进行灌注。如桩的初斗砼灌注一样,每一斗灌注都是1.5m3,出料一次连续冲击下去,现场使用结果孔口返浆激如泉涌。此方法优点是:

(1)功能大,冲击力强。在巨大冲力的作用下,砼的向上顶升力和侧向挤压力有了保证,桩的摩阻力和桩身砼密实性都得以提高。

(2)首斗砼灌冲力大,沉渣、沉淤被溅开,桩端与持力层能较好地结合,确保了端承力的发挥。

但用大体积砼冲击灌入法应注意的问题:

(1)注意排气技术,防止形成气堵,使砼料灌不下去。

(2)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。

(3)防止钢筋笼“上窜”现象,本工程钢筋笼未按有关端承桩通长配制钢筋笼的要求设计,现场采用西48钢管焊接于钢轨进行钢筋笼定位使用,效果良好。

4结语

商务综合楼桩基础经静载、大小应变检测,未出现不合格桩。由此可见,钻孔灌注桩的质量控制主要依靠事前控制和事中控制,它的每一道工序都是隐蔽的,为下道工序所覆盖。为此,钻孔灌注桩的施工过程应全过程实施旁钻、跟踪、科学管理,方能确保桩基工程质量。