旋挖钻杆有哪几种规格(浅析现代建筑中旋挖机钻孔灌注桩施工工艺及质量控制)

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旋挖钻杆有哪几种规格(浅析现代建筑中旋挖机钻孔灌注桩施工工艺及质量控制)

摘要:桩基施工具有极强的隐蔽性,受到施工中各道环节与各种因素的影响,施工质量波动较大。本文结合工作实际对旋挖桩的施工工艺及质量控制进行探讨研究。

一、旋挖桩的概念

旋挖桩施工是利用钻杆和钻斗的旋转,以钻斗自重并加液压作为钻进压力,使土屑装满钻斗后提升钻斗出土。通过钻斗的旋转、挖土、提升、卸土和泥浆置换护壁,反复循环而成孔,是一种新型的桩基础施工工艺。

土木工程、建筑、水利工程

二、旋挖桩施工工艺

1.场地布置

根据设计要求合理布置施工场地,先平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实。在进行场地整平后,组织有资格的测量放样人员,按“从整体到局部的原则”进行桩基的位置放样,钉好十字保护桩,做好测量复核,并记录放样数据备案。规划行车路线时,使便道与钻孔位置保持一定的距离;以免影响孔壁稳定。

2.护筒的埋设

护筒的埋设偏差应符合施工规范的相关规定,桩基定位后,依据桩位拉十字线钉设四个控制桩,以四个控制桩为基准埋设钢护筒,为了防止孔口坍塌,所以护筒的埋设是旋挖桩作业中的关键。护筒选用5毫米~10毫米厚钢板卷制而成,护筒埋设时顶端高出地面不少于20cm。上部开设2个溢浆孔,护筒埋设时,主要利用钻机旋挖斗将其静力压入土中,并保持水平,护筒中心竖直线应与桩中心线应重合,水平位置允许偏差为10cm,倾斜度偏差不大于1%。

3.旋挖钻机就位

在桩位复核正确,护筒埋设符合规范要求,护筒、地坪标高已测定完成的情况下,钻机方能就位;旋挖钻机定位要准确、垂直、稳固、水平,钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线上。旋挖钻机就位后,钻机钻杆具有自动导向功能,为保证桩孔垂直度、孔位准确,现场采取钻机自动导向,人工指挥、监测方式进行控制。钻机安放定位时,要机座平整,机塔垂直,转盘(钻头)中心与护筒十字线中心对正,旋挖钻机对地基承载力要求较高,现场场地如能满足桩机工作的承载力,可不做场地硬化处理。如地基承载力较低,需对场地进行处理。

4.泥浆制作

钻孔泥浆在泥浆池内制备,一般100 L的水需加8 kg的膨润土,对于黏性土层,膨润土可降低到3~4kg。由于情况各异,稳定液的性能指标和配合比,必须根据地层特性、造孔方法、泥浆用途而有所变化。

控制泥浆比重和粘度非常重要,是防止塌孔的方法,对软粘土采用原土自然造浆护壁,对砂土采用红粘土泥浆护壁,泥浆比重应根据土质、钻进深度做适当调整。

一般地质泥浆比重1.1~1.3,粘度16~22(S)。

松散地质泥浆比重1.3~1.6,粘度19~26(S)。

泥浆循环槽应大于15米,泥浆池体积为钻孔体积的3倍。泥浆泵大小根据流量而定(一般选取用3PN泥浆泵可满足)。

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5.成孔

成孔前必须检查钻头直径、保径装置、钻头磨损等情况;依据土层情况选择钻斗底部切削齿的规格、角度和形状;根据护筒的标高、桩顶设计标高及桩长,计算出桩底标高,以便钻孔时加以控制。

成孔时按试桩施工确定的参数进行施工,现场设专职记录员。钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:当软地层变为硬地层时,要减速慢进;由硬地层钻到软地层时,可适当加快钻进速度;在容易缩径的地层中,应适当增加扫孔次数,以防止缩径。同时应时刻观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情况,发现沉降现象及时停机处理。

6.清孔

清孔是钻孔灌注桩施工保证成桩质量的重要一环,通过清孔确保桩孔的质量指标、孔底沉渣厚度、循环液中含钻渣量和孔壁泥垢等符合桩孔质量要求。清孔应分两次进行。第一次清孔在成孔完毕后立即进行,第二次清孔是在下放钢筋笼和浇注混凝土的导管安装完毕后进行,此时孔底沉渣厚度应小于50mm。从停止清孔到开始浇注混凝土的时间应控制在1.5h~3h,一般不超过4h,否则需重新清孔。清孔可采用正循环清孔或泵吸、气举反循环清孔。严禁用超钻的方法代替清孔,因为这将会极大地降低桩端承载力,也容易因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。清孔时应保持钻孔内泥浆面高于地下水位1.5m~2.0m防止塌孔。

7.钢筋笼制作与安装

钢筋笼一般在现场就地制作,采用木枋作为工作平台,平台面要水平,主筋间距、箍筋间距、钢筋笼直径及长度严格按设计图纸及施工规范制作,主筋搭接必须错开1m或以上,钢筋笼必须设保护垫块,制作好的钢筋笼要在水平场地上用木枋架空堆放,用吊机起吊安装,各段钢筋笼的接口应对准,上下节钢筋笼保持垂直,接口按设计要求进行驳接。监理工程师根据设计要求和验收规范、施工规范和施工合同文件的规定,检查钢筋笼的制作质量,包括钢筋规格、数量、间距、除锈、接头及骨架尺寸、加劲箍、定位筋安装等项目,要求主筋与加强筋、定位筋全部焊接。

8.水下浇筑混凝土

水下浇筑混凝土是旋挖桩最后一道关键性工序,施工质量将严重影响旋挖桩的质量,所以在施工中应特别注意。水下混凝土封底,必须有隔水栓,隔水栓应有良好的隔水性能并能顺利排出。导管埋深:保持在2m-6m为宜,严禁导管提出砼面。开始灌注时,借助砼重量排除导管内的泥浆,首次浇灌时,初灌筑导管底端能一次埋入0.8~1.2m,并且导管内存留的混凝土高度足以抵制钻孔内的泥浆侵入。在实际浇灌混凝土过程中,经常检查导管埋置深度。要连续浇灌混凝土,不得中断,导管埋置深度最小不得小于1.5m,最大不得大于8m,超过8m容易造成钢筋笼上浮,堵管、埋管、挂钢筋笼等现象发生,造成质量事故;拨管时,应先测量混凝土面高度,根据导管埋深,确定拨管节数;要勤检查,确保均匀拨管,保持埋深在2~6m。浇注混凝土完毕,立即拆除导管,清洗管内残留混凝土及四周泥沙等,并做好检修及保养。

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三、旋挖桩施工质量控制

1.施工质量技术保证措施

  • ①严格按设计图纸要求及工程基线、轴线进行桩的测量定位,经复核无误后才能进行桩的施工。护筒埋设应符合设计及施工要求,护筒顶平面偏差不大于5cm;

  • ②成孔过程中应严格控制孔内的泥浆指标,泥浆顶的标高应始终高于地下水位;

  • ③旋挖期间应经常检查桩的平面位置及倾斜度,确保桩位准确及桩孔垂直;

  • ④在距离浇筑混凝土的旋挖桩中心距离5m范围内,24小时后才能进行桩的旋挖。另外旋挖应连续作业,无故不得中途停止;

  • ⑤清孔后在灌注水下砼之前泥浆指标及沉渣厚度应符合设计要求;

  • ⑥钢筋笼制作应符合设计尺寸,笼体应完整牢固,并采用垫块保证钢筋笼有适当的保护层;

  • ⑦安放钢筋笼时,笼顶平面偏差及标高必须准确,并采取措施稳固在护筒上,在浇灌桩芯混凝土时须经常检查钢筋笼有无变位,在提升导管或拔钢护筒时,必须防止钢筋笼被提升;

  • ⑧水下混凝土灌注应严格按操作规程的要求进行施工,应尽量缩短浇注时间,坚持连续作业,确保开塞时砼的初存量,并应控制好埋管深度,埋管深度在2~6m;

  • ⑨钢筋、混凝土等原材料进场计划、准备情况、质量证明和检验结果应符合施工合同、规范和标准的要求,监理按规定进行独立抽检;

  • ⑩现场施工人员应坚守岗位,各负其责,加强安全防范。某一环节衔接不到位就易造成工程质量事故,因此施工中的每一个步骤都要加强安全防范工作。

2.灌注混凝土中途出现问题的处理措施

  • ①灌注开始不久或者中途堵塞时,可用长杆冲捣并用振动器振动导管;

  • ②在混凝土处于井孔水面以下不很深的情况下导管进水时,可采用底塞隔水的方法,并外加一定的压力,重新插入导管,恢复灌注;

  • ③水下混凝土必须连续施工,每根桩的浇筑时间按初盘混凝土的初凝时间控制,灌入时间较长时,可通过试验在首批混凝土中掺入缓凝剂,以延迟其凝结时间。

四、结语

建筑旋挖桩施工的过程中,管理人员一定要做好协调与统筹,对于施工中遇到问题需要及时给以妥善处理。技术人员一定要熟悉施工工艺流程,加强各工序衔接与控制,保证工程质量。

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