焦星光
(中铁十六局集团第一工程有限公司,北京 100000)
钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔,并在其内放置钢筋笼并灌注混凝土。在现代房屋建筑工程中,钻孔灌注桩基础施工技术得到了广泛的应用。本文以某房屋建筑工程基础施工为例,对钻孔灌注桩基础施工的技术要点及其质量控制措施进行了分析。
某康养中心工程主要建筑物包括两栋主楼和三栋商务办公楼,总占地面积约36628.53m2,总建筑面积约48000m2,其主楼设置了一层地下室。在该项目的基础施工中,考虑到现场实际施工条件与整体工程的实际需求,决定将钻孔灌注桩用作该项目的主要桩基础。
该项目钻孔灌注桩基础施工中,涉及到的施工环节比较多,包括护筒埋设、钻机就位、钻孔施工、清孔施工、钢筋笼制作、钢筋笼安装、混凝土浇筑、泥浆清理、桩头处理等[1]。本文对其中几个关键环节的施工技术要点进行了分析。
施工中,采用的是不漏水、坚固的钢护筒,其内径超过桩径20cm,顶面比施工地面高0.3m。为确保后续施工效果,埋设时,需要使护筒平面位置中心和设计的灌注桩中心保持一致。护筒位置需通过桩中心拉线来控制,并通过十字护桩做好平面复核,使其中心偏差不超过5cm,倾斜度偏差不超过1%。通常情况下,护筒的埋设深度需控制在2.0~4.0m,如遇特殊情况,需适当加大其埋设深度,以保障钻孔施工和混凝土浇筑施工的顺利进行。完成护筒埋设后,需测量好其标高和垂直度,确认合格之后才可以开展后续施工。
护筒埋设检测合格后,需将钻机安装到预设的起始位置上,使其顶端和底座保持平稳。同时需做好钻机所在区域的承载力检测与加固处理,使其符合钻机实际应用需求,避免钻进中出现地面沉陷和钻机移位等情况发生。此外,还应做好主钻杆位置控制,使其与设计位置偏差不超过2cm。
钻孔施工主要通过旋挖钻来进行,通过钻头下部的切削刀将土层切碎,使土体被挤压到钻斗中,待钻斗装满后即可将其提出孔口,利用旋转钻机底盘将钻斗阀门打开,从而排放出其中的土体[2]。对于孔内钻进的钻头,一定要在其底盘进渣口位置设置闭合筏板,避免提钻时有石渣和黏土自钻机底部落进钻孔中,以保障良好的稳定液质量。钻进过程中,钻头不可提升太快,以免钻头与孔壁间的泥浆流量过大影响孔壁稳定性,造成塌孔事故。
当钻孔施工至设计深度后,需通过灌注桩探孔器来检查钻孔,在确认各项指标完全与施工要求相符之后,应立即实施清孔施工。该工程中,清孔施工采用的是换浆法,清孔排渣之前一定要保持孔内水头,避免塌孔现象发生。清孔后应确保提取出的泥浆指标与设计要求相符,其相对密度需控制在1.03~1.10 之间,含砂率应控制在2%以内,粘度应控制在17~20Pa·s 之间,胶体率应控制在80%以上[3]。为确保施工质量,严禁通过钻孔深度加深的方式来替代清孔。
钢筋笼需要按照桩长分节制作,通过焊接的方式进行接头连接,且每一个截面上的接头数量都需要控制在50%及以内,焊缝长度需控制在钢筋直径的5 倍及以上。为确保钢筋笼的制作质量,具体焊接时,施工人员需要严格控制偏差,使其与规范要求相符。表1所示是钢筋笼制作中的焊接接头允许偏差及其缺陷控制参数。
表1 钢筋笼制作中的焊接接头允许偏差及其缺陷控制参数
施工中,主要采用汽车吊进行钢筋笼吊装。吊装时,为了防止骨架变形,决定采用两点吊装法,在骨架下部设置第一吊点,在骨架长度中点和三分点之间设置第二吊点。起吊时先将第一吊点提起,以此来稍稍提起骨架,之后再让第一吊点和第二吊点同时起吊;在骨架被吊离地面之后,便可停止第一吊点的起吊,使第二吊点继续提升。在第二吊点的持续提升中,将第一吊点缓缓放松,一直到骨架和地面垂直,再停止第二吊点的起吊。此时需检查并调整骨架,使其保持顺直状态,然后将骨架缓缓下放入孔。下放过程中,骨架严禁摆动,以免与孔壁碰撞。
安装时,先临时将第一节骨架支撑在护筒口位置,再以相同的方式将第二节骨架起吊,上下两节骨架需要处在同一条直线上,然后才可以实施焊接施工。施工中,双面焊接长度应不低于10d,单面焊接长度应不低于5d。且需要先对前进方向上的接头进行焊接,在焊好最后一个接头之后,再将所有的接头都下沉到孔内,一直到完成全部骨架安装为止。最后需要在孔口将钢筋笼牢固定位,以免后续混凝土浇筑施工中出现浮笼问题。
混凝土浇筑施工之前,首先需要安装混凝土导管。该工程中,选择的混凝土导管为钢导管,其内径是260mm,每一节长度为2~3m,安装中需要配备1~2节短导管,其长度在1.0~1.5m 之间。通过法兰盘和锥形活套来连接导管接头,通过螺旋丝扣型接头连接底结导管下端,并设置防松装置。组装过程中需要严格控制导管的轴线偏差,使其不大于钻孔深度的0.5%且不超过10cm。用型钢材质的混凝土浇筑支架来支撑和悬吊导管,将混凝土漏斗设置在支架上部。漏斗底部和钻孔上口之间的距离应超过中间导管的管节长度,导管底部与钻孔底部距离应控制在200~400mm,且导管一定要设置在钻孔正中央。
在混凝土水下浇筑施工前,工作人员需要检查孔底的沉渣厚度,若其厚度在50mm 以上,则需要通过导管实施二次清孔处理。清孔中,需根据实际的地质情况,通过正循环或反循环的方式进行清孔,必要的情况下,也可以通过高压风冲射的方式将孔底沉淀物清除。在完成二次清孔之后,应立即进行混凝土的水下浇筑施工。
浇筑过程中,需要将混凝土导管的埋设深度控制在2~6m 之间,并根据钻孔内的混凝土面探测结果来合理调整导管埋设深度。在此过程中,施工单位一定要严格按照设计要求来控制混凝土的浇筑数量及其水灰比,以免导管进水情况发生。在将首批混凝土浇筑到孔底之后,需立即对混凝土面实际高度进行探测,以此来计算导管埋设深度是否符合要求。若符合,便可正常进行后续的混凝土浇筑,若导管出现了进水情况,应立即停止浇筑,并及时根据实际情况作出针对性的处理,导管进水问题解决后才可以继续浇筑。导管提升过程中,其轴线应始终保持竖直,位置应始终保持居中,若钢筋骨架被导管法兰盘卡住,可先转动导管使其与钢筋骨架脱离,然后再将其移动到钻孔中心。在混凝土导管法兰接头被提升到孔口上端一定高度时,可先暂停浇筑,将一节或两节导管拆除,将漏斗取下,重新安装到井口内的导管上,校正位置后再继续浇筑。为避免橡胶垫、螺栓以及其他工具掉进钻孔,混凝土导管的拆除动作一定要快,通常需控制在15min 以内。对于拆除的导管,工作人员应立即将其清洗干净并叠放整齐,以备下次浇筑施工时使用。
钻孔灌注桩的施工,前期准备工作、钻孔施工控制、钢筋笼安装控制以及混凝土浇筑控制都是其整体施工质量控制的重点。
对于钻孔灌注桩基础施工而言,做好前期准备工作是确保其施工质量的前提条件。基于此,在施工之前,可通过以下措施做好前期准备:
(1)合理规划施工便道,让钻机和其他机械设备能够安全就位,并为后续的泥浆捞渣和运输提供便利;
(2)对钻孔中的施工用水、泥浆池和用电设施等做到合理布置,以此满足实际施工需求;
(3)将当地的环保标准作为依据,在泥浆池四周设置安全护栏,以免人员误入;同时应定期清理沉淀池内的沉淀物质,使泥浆得以循环利用,尽最大限度降低环境污染;
(4)合理确定桩位,并布设好稳固十字护桩,以免后续施工中出现钻孔位置偏差问题。
在钻孔灌注桩基础施工中,钻孔施工质量的良好控制是确保整体施工质量的基础。因此,具体施工中,应采取以下措施来控制钻孔施工质量:
(1)将实际的护筒中心点找出,通过十字护桩拉线法确定其孔桩的理论设计中心点,将两点位置偏差控制在设计允许范围内;
(2)通过专用的孔深探测绳将线锤放入桩孔底部,在护筒顶面齐平位置做好标记,再用测量卷尺测量出其绳长度,以此来确定实际孔深,使其不超出设计偏差允许范围;
(3)通过检孔器对钻进过程中的孔径以及终孔孔径进行检查,使其不小于设计值。
为有效控制钢筋笼安装质量,施工中,需要对钢筋笼安装参数进行严格的测量和控制,将各项安装参数都控制在规定范围内,以此来保障钢筋笼安装施工质量。钢筋笼安装参数偏差控制标准如表2所示。
(1)浇筑过程中,每根桩至少选取两组自检试件。如遇换工班情况,每个工班都应该制取一组自检试件,按规定的标准进行养护,之后进行强度测试,并填写好试验报告表。若发现试件强度不达标,应及时提出并由技术人员分析实际情况,及时采取针对性的补救措施。
(2)施工过程中,还需要做好混凝土的塌落度实验,将坍落度控制在规定范围内。
(3)施工中,对于混凝土浇筑面的深度、浇筑时间、导管埋设深度以及各种异常情况等,都应安排专人做好详细记录,以便相应问题能及时发现和处理,并为后续浇筑施工提供参考。
综上所述,在现代房屋建筑工程施工中,要应用好钻孔灌注桩施工技术,确保基础的安全性和稳定性,一方面应熟练掌握护筒埋设与钻机就位、钻孔施工、清孔施工、钢筋笼制作、钢筋笼安装、混凝土浇筑等施工环节的技术要点,并结合工程实际情况合理运用;另一方面应积极采取合理的施工质量控制措施,包括做好施工前期准备,控制好钻孔施工质量、钢筋笼安装质量和混凝土的浇筑质量等。总之,钻孔灌注桩施工中,施工技术和质量控制措施是确保整体施工质量、进度与安全的关键。因此,相关单位一定要对钻孔灌注桩的主要施工技术做到熟练掌握,并结合实际的施工情况与施工需求,采取有效的质量控制措施,为房屋建筑工程的质量与安全提供良好保障。