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类型长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工关键技术.doc

  • 上传人:无敌
  • 文档编号:14995
  • 上传时间:2018-03-03
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    长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工关键技术.doc
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    1、长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注 桩施工关键技术 林向棋 福建中医药大学附属康复医院 摘 要: 为了进一步总结长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工过程中可能出现 的相关问题, 推广其运用于工程中。 文章对施工中可能遇到的问题进行了详细的 总结并提出了解决问题的方法, 提出了一套检查质量的方案来保证工程质量。 实 践表明, 该套施工技术方案可行, 可以满足施工质量和工期的要求, 同时对相 关的灌注桩施工也有指导性的意义。 关键词: 长螺旋钻孔灌注桩; 钢筋笼; 质量控制; 施工工艺; 作者简介:林向棋 (1972-) , 男, 福州连江人, 福州大学建筑工程与土木工程 专业, 工程硕士,

    2、高级工程师。专业方向:建筑施工。 长螺旋钻孔压灌混凝土灌注桩应用较为广泛, 受具体施工环境影响较小, 所用 混凝土流动性强、摩擦系数低、操作方便、可操作性强、造价低。与普通钻孔桩 不同, 此工法通过钻头活门向孔内连续高压泵注流态混凝土, 至桩顶为止, 然 后插入钢筋笼而形成的桩体, 在工程实践中使用广泛。 长螺旋钻孔压灌混凝土灌 注桩适用于基坑支护和基础桩, 以及地基处理桩, 适用于填土层、粘土层、淤泥 土层, 还可用于全风化和土状强化岩层。 桩在深厚粉砂和粉土层中的应用可参考 文献2。本文通过对长螺旋钻孔压灌混凝土灌注桩从施工工艺及操作要点, 到 质量控制及安全措施进行总结, 对其中可能出现

    3、的问题总结并提出解决的方法。 1 施工工艺流程及操作要点 1.1 工艺流程 首先制作钢筋笼, 在施工场地进行钻机定位调试, 在调试完成之后钻进成孔并 钻至设计标高, 将钻孔软管和泵管连接开始泵送混凝土。 在钻孔的同时, 要开始 铺设输送泵管并搅拌混凝土, 在输送混凝土的同时, 要控制混凝土坍落度并制 作试块。在提升钻具、清土的同时也要控制提升速度并灌注至地表, 在灌注至表 面时, 将钢筋笼制作下放同时控制笼顶标高, 最后成桩移位。 1.2 操作要点 1.2.1 定位放线 采用全站仪测量放线, 待验收合格之后, 测放建筑物桩位。 以水准仪测定施工场 地及桩顶和桩底标高, 以保证施工质量。 同时,

    4、 要在场外设立永久控制点, 以备 校核桩位。放线合格之后, 由测量人员自检。 1.2.2 钻机就位 校正桩基位置, 确定位置无误后进行对位, 将偏差控制小于2.0cm, 之后下放 钻具完成对位。钻机就位之后 (图1、图2) , 保持钻机和钻杆的稳定, 钻机启 动之前, 应将钻杆、钻尖内的土清理干净, 满足各项要求之后开钻。 图1 履带式长螺旋钻孔桩机 下载原图 图2 步履式长螺旋钻孔桩机 下载原图 1.2.3 钻进成孔 根据相关地质情况严格控制钻进速度, 严格控制钻进电流并做记录。 在地面上用 钢卷尺量取钻具的长度, 并做好孔深标记。 开始钻孔时速度要慢, 根据具体情况 控制钻孔的速度, 填土

    5、、粘性土、粉土层为 1.01.5m/min;砂土、砂砾石层为 0.20.5m/min。 在下钻的过程中, 要防止下口进水涌泥, 不得在钻进的过程中反 转或者提升钻具, 钻孔宜采取跳打的方法, 避免串孔, 在钻至孔底后由质检员 验收合格之后方可终孔。 1.2.4 混凝土压灌 达到设计桩底标高并验收合格之后, 进行混凝土压灌, 首次压灌混凝土前需要 开机润管。 待中空的混凝土管停止钻杆回转, 将混凝土通过泵输送至钻头的底部, 混凝土从钻头压出的同时将钻杆向上推, 随着钻杆的上升, 孔内混凝土压满。 混 凝土开始灌注时, 应先将钻头提升 200300mm, 开始泵送混凝土同时提升钻。混 凝土的浇灌不

    6、宜停顿, 钻头的提升速率依据试桩工艺参数进行控制, 控制提升 钻头的速率应和输送混凝土的速率相同, 并保证钻头始终埋在混凝土面以下不 小于1000mm。提钻前要检查钻孔顶端排气阀是否通畅, 以防混凝土中积气而造 成桩顶混凝土有空洞。 第一次压灌时, 第一盘料采用同混凝土强度等级相同的水 泥砂浆, 达到润湿泵管和钻杆的目的, 应随时保持储料斗内混凝土面高度, 以防止泵入空气导致堵管, 混凝土灌注应至设计标高以上 0.60mm, 并与地面平 齐。 1.2.5 钢筋笼制作与下放 钢筋笼的制作 (图 3) , 钢筋笼要按照规定的规格、尺寸制作, 刚度应满足振插 钢筋笼的要求。 制作钢筋笼要先将主筋间距

    7、布置好, 再将加强箍筋与主筋焊接在 一起, 再电焊螺旋箍筋。钢筋笼插入作业应于混凝土灌注完成后应即刻进行。将 钢筋笼按照相关的要求制作好, 将导入管水平插入钢筋笼内, 振动装置与钢筋 笼顶部应牢固连接。 吊车将振动装置和钢筋笼一起吊起, 要合理选择吊点, 防止 钢筋笼在吊装的过程中变形, 在吊直过程中, 要至少有2名技术人员远距离垂 直双向控制指挥, 钢筋笼保护层至少 50mm70mm, 严禁碰撞孔壁。 3 钢筋笼制作图 下载原图 图4 钢筋笼植入施工 下载原图 在钢筋笼对准孔位开始插入桩孔之后 (图4) , 利用钢筋笼的自重使其插入混凝 土当中, 当依靠钢筋笼的自重不能使其继续下插时开启振动

    8、器, 通过振动器使 钢筋笼下插到预定的标高位置。 断开钢筋笼和振动器之间的连接, 将导入管缓慢 的拔出, 钢筋下放应连续进行, 钢筋笼的植入应在浇灌混凝土之后 30min以内, 不宜超过混凝土的初凝时间, 如有特殊原因, 可考虑放入缓凝剂。 在振动头和导入管之间放置万向节, 振动头不需要放倒, 只需将导入管放倒;起 吊钢筋笼可以减少对钢筋笼的附加弯矩, 避免钢筋笼的变形。 振动头下部的特制 万向节, 振动使钢筋笼向下插入的同时, 该连接将振动力转化为上下法兰盘的 拍击力, 导入管在拍击力的作用下插进桩身, 此时导入管和钢筋均不产生垂直 方向强烈的往复振动, 减少振动对桩周砂土的扰动作用及导入管

    9、对混凝土的影 响作用, 也减少长时间振动对超流态混凝土造成的离析作用, 有利于钢筋笼的 植入。 1.2.6 桩头清理与桩基检测 成桩后, 在不影响继续施工的前提下, 需马上清理打桩弃土, 清理时要注意保 护桩体和钢筋笼, 桩施工完毕 28d之后交由专业的检测单位进行检测。 桩头可能 出现的问题可参见文献3。 2 材料与设备 2.1 材料 混凝土宜采用泌水性、 和易性较好的预拌混凝土, 强度等级符合设计相关规范要 求, 水泥质量应符合 (GB175) 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的规定, 并具 有出厂合格证明文件和检测报告。砂应选用洁净中砂, 含泥量不大于 3%, 质量 符合建设用砂 (GB/T1

    10、4684-2011) 的规定。 石子宜选用质地坚硬粒径 516mm的碎石, 含泥量不大于 2%, 质量符合建筑用 卵石、碎石 (GB/T14685-2011) 等相关规定。钢筋品种、规格、性能符合现行 国家产品标准和设计要求, 并有出厂合格证明文件及检测报告。 主筋及加强筋规 格不宜低于HRB335 钢筋, 箍筋可选用HPB235 钢筋。 2.2 设备 主要施工器械有:履带式反铲挖掘机 (WY320) 2 台, 商品混凝土运输车 4辆, 混 凝土插入式振动器 (HZ-50) 1台, 钢筋切断机 (GQ40-1) 1台, 钢筋弯曲机 (GW-40) 1 台, 交流电焊机 (BX3-500) 1台

    11、, 全站仪 (GTS-311S) 1 台, 履带式 长螺旋钻机 (SWSM2512) 一台, 混凝土输送泵 (HBT60.8.75Z) 1台, 履带式起 重机 (SCC550TB) 1 台, 泵输送管 (DN125) 100 台, 直螺纹机 (HGS-40) 1台, 振动锤 (DZ30) 1台。 3 质量控制 3.1 长螺旋钻孔灌注桩质量控制标准 施工质量应符合现行国家与行业标准:建筑桩基技术规范 (JGJ94-2008) 、 建筑基桩检测技术规范 (JGJ106-2014) 、钢筋焊接及验收规程 (JGJ18-2012) 、建筑工程施工质量验收统一标准 (GB50300-2013) 、建 筑

    12、地基基础工程施工质量验收规范 (GB50202-2002) 。 施工前要对钢筋进行质量检测, 相关指标要符合国家的规定。 在施工过程中对成 孔, 钢筋笼的制作等等进行必须的安全检查, 施工结束后对相关的质量指标进 行检查其中, 对于以下几个项目要重点检查, 钢筋笼主筋间距误差值在 10mm以 内;钢筋长度误差值小于 50mm;支护桩沿基坑侧壁方向误差不超过 50mm;孔深误 差不超过300mm;混凝土强度, 桩身质量, 承载力都应满足设计要求。 3.2 质量保证措施 3.2.1 施工准备阶段 测量放线时, 轴线和桩位放样结束以后要进行复检, 合格之后再进行开孔钻进。 在开孔钻进前, 还要进行场

    13、地平整并清除桩位处地下障碍物, 压实平整。 审查钻 机、 电焊机、 混凝土输送泵、 挖掘机等设备的合格证并进行钻机的安装调试检测, 未验收合格的, 不准投入使用。 振动锤重量不宜小于 4t, 振动导入管应平直、无弯度, 具有足够的刚度, 振动 过程不变形。 丈量螺旋钻具 (钻头) 直径、 长度, 应满足设计和施工要求。 钢材、 混凝土进场按规定进行专人验收, 审查钢筋质保资料是否齐全有效, 并见证取 样复试, 取得复试合格报告后方可使用该批材料。进场混凝土查配比单、做塌落 度测试合格后、按要求留置试块。 3.2.2 钻进成孔 保证钻机准确、水平、稳固。钻具中心与桩位的偏差不大于 20mm, 检

    14、查钻具确 保钻孔直径不小于设计的桩径。 当钻头到达设计桩底的相关标高时, 在动力头底 面停留水平位置相对应的钻机塔身处作出标记, 作为施工时控制孔深的标准。 钻 孔时要及时清理孔口的渣土, 为安放钢筋笼做准备。 3.2.3 压灌混凝土 在成孔达到设计的相关标准后, 开始泵送混凝土, 在混凝土充满中空的钻杆之 后开始提杆, 不允许先提杆再泵料。 成桩的提拔速度按工艺性试验并经试桩核准 的适合速率参数进行控制。 成桩过程不宜停顿, 应避免因后台供料缓慢而导致的 停机待料等等问题。 每根混凝土桩中投料量不得少于设计的灌注量, 施工中每根桩的投料量不得少 于设计的灌注量, 桩顶标高宜高于设计标高 50

    15、cm以上。压灌混凝土提钻杆时应 慢速均匀, 始终保持孔内混凝土具有一定压力, 钻具的提升速度一般 1.5m/min, 以确保孔径及混凝土密实度。 3.2.4 钢筋笼的制作 材料进场经验收、复检合格后方可投入使用。原材挂牌堆放, 应有防雨遮盖、垫 高设施, 防止雨淋、浸水。量测成型箍筋直径、主筋、箍筋搭接长度、间距, 符 合偏差规范, 各焊点焊接牢固。 钢筋笼制作平台各支撑点应在同一水平面上, 支 撑点间距不大于2m, 确保钢筋笼整体顺直;在吊装前, 还要对主筋、钢筋笼长度 进行验收, 重点检查钢筋笼锥尖是否绑扎牢固, 锥尖是否在横截面的中心等等。 3.2.5 钢筋笼安装 安装钢筋笼时操作要求协

    16、调平稳, 防止钢筋笼发生变形;下放钢筋笼时对准孔位 中心缓慢放置, 防止倾斜、弯折或碰撞孔壁。经过点焊成型的钢筋笼吊起居中后 靠自重即可插入混凝土一定深度, 同时开启振动器, 振捣至设计标高, 完成桩 施工。形成素混凝土桩后, 先将螺旋钻具从孔口移除, 迅速将孔道口清理干净。 利用起重机吊起振动锤和导入管, 将钢筋笼一起放置于素混凝土桩位处, 使其 利用自重下沉稳定后并钢筋笼的垂直度, 使用偏心振动锤, 使钢筋笼下入素混 凝土桩内达到设计的深度。 4 安全措施 在施工前, 要清理场地上妨碍施工的高空和地下障碍物, 将场地压实平整, 清 理杂物, 地耐力不宜小于 100k Pa, 软弱土层要换填

    17、或铺垫钢板, 场地坡度不应 大于2%, 行走便道坡度不宜大于12。 对施工场地附近的地下管线要认真查清, 要有相应的保护措施。 各种机械的操作人员应持证上岗, 相应的机械应定期检查, 夜间施工要有照明设施, 高空作业应系好安全带。应经常对钢丝、液压系统、油 管等等部位进行检查, 确认无误后方可开始施工。遇大雨、雪、雾以及 6级以上 大风等恶劣天气, 应停止作业。 大风天气应将钻机可有桅杆放水平, 钻机撤离地 势较低的地方。在遭遇地下水丰富水层时, 钻机的速度要相应的降低。泵送混凝 土时, 停顿的时间不能过长, 如停顿的时间过长时, 需要及时把钻具拔出地面, 防止埋钻事故发生。 5 环保措施 现

    18、场要按照要求悬挂各种标志牌, 各种规章制度。 根据施工场地的实际情况, 合 理的布置场地并随着施工的进行, 合理的调整和布置。 施工现场按要求进行围档; 场地内四周设置相应的排水沟、集水井;有条件时, 弃渣可在场地内设临时堆放 点, 集中统一外运;无条件时, 及时组织车辆外运, 离开场地车辆要经清洗方可 出场地。搅拌机四周、拌料处及施工现场内要无废弃砂浆等物料;运输道路和操 作面的落地料应及时清用, 不留料底;砂浆倒运时, 应用容器或铺垫板。施工现 场应节水、节电, 杜绝长流水和长明灯, 应做好保护环境和卫生等工作。施工人 员要保证整洁卫生, 施工现场应供应纯净水, 饮水器具必须保持卫生。 严

    19、格控制 现场的扬尘、 噪声和水污染, 随时做好环境保护。 工地临建房, 都必须符合防火、 防电、防爆炸要求, 配置足够的消防措施。 6 结语 长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工工艺, 机械化程度高, 施工进度 快, 移孔就位速度快捷, 机具设备操作简单, 装卸移动相对快速, 施工准备工 作较少, 成孔、 成桩一次完成, 后插钢筋笼可交叉进行, 工序少, 成桩便捷, 施 工效率与传统的泥浆护壁冲 (钻) 灌注桩相比, 施工速率可提高45 倍。 长螺旋钻孔灌注桩灌注速度快, 成桩质量好, 不易发生断桩、缩孔、塌孔等等质 量缺陷, 施工质量可以得到保证。成桩依靠螺旋钻具而不需要泥浆或套管护臂,

    20、 排除了大量泥浆的处理和运输工作, 避免了对环境的污染。 长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工方便快捷, 成桩质量好, 对环境 的影响较小, 经济效益明显, 与传统的泥浆护壁冲 (钻) 灌注桩相比综合费用 可节省15%20%。在施工的过程中, 掌握施工要点, 规范工艺流程, 在保证质量 的前提下, 可以提升经济效益, 值得推广使用。 参考文献 1潘建伟, 黄潮松, 尹登旺.长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼成桩质量控制 措施J.施工技术, 2014, 43 (6) :5-7。 2窦军.长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼技术在深厚粉砂、粉土层中的应用 J.施工技术, 2013, 42:76-78. 3郭雄斌.长螺旋钻孔压灌桩桩头缺陷探讨J.山西建筑, 2011, 37 (29) :63-64 4杨见龙, 吴春林.长螺旋钻孔后插钢筋笼灌注桩施工工艺与设备J.施工技 术, 2013, 42 (19) :61-67.

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