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摘 要:本文着重介绍了钻孔灌注桩在各类土木工程中广泛应用,具有抗震性好、承载力大、施工噪音小、可以解决特殊地基沉载力等诸多优点。目前在国内地基基础工程领域中钻孔灌注桩基础已占据了重要地位,但灌注桩地下施工不可预计因素多,施工工艺比较繁琐,工程质量较难控制;桩基施工既有机械操作,又有钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作,工序种类繁多,影响因素多,水下混凝土施工要求严格,稍有不慎,就可能出现孔底沉泥、缩颈、夹渣、断桩等质量事故,因此,施工中从测量放样开始,每道工序、每个环节都必须严格监管。  
要确保钻孔灌注桩施工质量,首先要有一套完善的施工技术和措施来保证,编制详细且符合施工现场实际,具有针对性的施工组织设计;其次是有一支丰富经验和过硬技术的施工管理团队,加强过程质量验收和控制,采取有效措施,严把施工质量。
由于钻孔灌注桩施工的隐蔽性和不可预见性,施工工艺复杂,质量较难控制,文章以中国杭州人寿大厦桩基工程为实例,结合钻孔灌注桩采用的正、反循环施工工艺和技术措施特点,详细分析和论述了施工工艺技术及质量控制要点。

关键词: 钻孔灌注桩  施工工艺  技术措施  质量控制

一、前 言

现在钻孔灌注桩在工程被普便使用,特别是在高层建筑的基础施工中,因其在同等地质条件下,可通过加大桩端的接触面,大幅提高桩的承载力,相应地可大幅减少工作量,降低工程成本而被逐步推广应用。而在施工过程中要确保钻孔灌注桩的施工质量,首先要有一套完善的施工技术和措施,本文就结合中国杭州人寿大厦桩基工程为实例,采用钻孔灌注桩施工中的有关实际应用进行详细分析和论述。

二、正、反循环回转钻进施工工艺

(一)正循环回转钻进施工工艺技术措施
GPS-10型钻机施工主要采用“自打自灌”的方式进行,即由该设备完成从成孔、清孔、下钢筋笼、下导管、灌注成桩和设备移位等全面工作。
1、设备参数
(1) GPS-10型正循环回转钻机
1)底座通孔直径1米
2)钻孔深度(米):100
3)钻盘最大扭矩(千牛.米):8
4)转盘转速(转/分):正反44、77、139
5)主卷扬机单绳提升能力(千牛):30
6) 副卷扬机单绳提升能力(千牛):20
7)钻塔额定负荷(千牛):180
8)钻塔高度(米):9
9)钻机功率(千瓦):37
10)主机外形(工作状态)(米):5*2.93*10.3
11)主机重量(吨):6.47
12)行走方式:走管式
(2) 施工工艺流程

钻孔灌注桩施工技术及质量控制措施

图1 正循环钻孔灌注桩施工流程图
测量定位:测量定位选用高精度的全站仪和钢卷尺,工程测量基准点用混凝土浇筑固定,并安装防护标志,防止重车辗压和重物碰撞而产生的移位,基准方位安设在视线范围内的不产生变形物上,或设点加以混凝土保护。
在测定桩位前,先复校建筑物基点,闭合测量。搞清基点与红线关系,符合误差允许要求后,再测定桩位。
测定桩位分三次,第一次测量主要根据钻孔桩的特点放出基准桩位轴线和桩孔位置;第二次在埋放护筒时测量一次,确保护筒中心与桩位偏差不大于50mm,并做好桩位标志,然后用水准仪测量护筒标高,做好测量记录;第三次测量,在钻机就位前进行,并检查钻机是否对准桩心标记。
埋设护筒:护筒作用为保护孔口,隔离上部杂填松散物,是防止孔口塌陷的必要措施,也是控制定位,标高控制的基准点。因此,每根桩施工前必须埋设护筒。护筒选用大于桩径10cm的钢制护筒,埋入深度以满足隔离杂填土,防止孔口塌陷为准,护筒外周间隙用粘土回填并捣实,以确保护筒稳定牢靠。
钻机就位:钻机就位时,转盘中心对准桩位中心标志,偏差应小于10mm,用水平尺检查转盘水平度,并做到天车中心、转盘中心与桩位中心(三心)成一垂线。
成孔:本工程成孔采用正循环钻进施工工艺,钻头均选用三翼条形刮刀钻头(工程桩施工采用“超前式”筒式钻头),机上钻杆安装导向钢丝绳,减轻机上钻杆在回转时的幌动,并在钻头上部约1.5米处设扶正器,以增加钻头在孔底回转时稳定性,使钻进平稳,孔壁完整,钻孔垂直。
正循环钻进参数控制范围如下:钻压6-15kN,转速47-108r/min,泵量75m3/h。
施工中应根据地层情况,合理选择钻进参数,一般开孔宜轻压慢转,正常钻进时钻进速度控制在6m/h以内,临近终孔前放慢钻进速度以便及时排出钻屑,减少孔内沉渣。
护壁:钻孔形成时,由于受地层覆盖土压力的作用,使自由面产生变形,泥浆使用得当可以抑制变形的产生。根据本工程地质岩土物理性能,选用原地层自然造浆,局部加膨胀土调浆施工,以改善泥浆物理性能,确保护壁质量。
泥浆:根据本工程的地质情况,泥浆使用的基本原则为孔内自造浆加人造泥浆施工,选用不同的泥浆性能参数,来平衡地层的侧压力,以抑制孔壁的缩颈、坍塌。
泥浆性能参数指标控制范围如下:漏斗粘度:18~20s、泥浆比重:1.15~1.30、含砂率: 4~8%。
持力层的确定:施工时应结合设计孔深要求对照工程地质报告和上返岩样及进尺速度等确定入持力层的深度,并按设计要求确定终孔深度(抗拔桩以桩长控制,抗压桩进行(14)2≥7米)。
清孔:是钻孔灌注桩施工重要的一道工序,清孔质量的好坏直接影响水下砼灌注施工、桩身质量与承载力的大小。在钻进将至终孔深度时,减缓钻进速度,使土层颗粒充分水化分散,为清孔的顺利进行,作好必要的前期准备。第一次清孔利用成孔结束时不提钻慢转清孔,调制性能好的泥浆替换孔内稠泥浆与钻屑,时间一般控制在30分钟左右。第二次清孔是在下好钢筋笼和导管后进行,利用导管内通孔输送大泵量泥浆清孔,清孔时,经常上下窜动导管,以便能将孔底周围虚土清除干净。每次清孔后沉渣均达到设计要求,并在第二次清孔后立即灌入第一斗混凝土。

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