沖孔灌注樁論文

1、【摘要】闡述泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁工程的工藝及特點(diǎn)，并結(jié)合工程實例經(jīng)驗，提出在施工中過程中應(yīng)注意的持力層確認(rèn)、沉渣檢查、主筋保護(hù)層、混凝土澆灌、樁頂超灌量、樁底后注漿等方面質(zhì)量控制要點(diǎn)?！娟P(guān)鍵詞】泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁;質(zhì)量控制【Abstract】Slurry Wall punching characteristics of piles and construction supervision of the key, combined with examples of proposed projects in its construction should do a good job bearing

2、stratum confirmed that sediment examination, protective layer ，concrete casting, super pile volume irrigation, such as post-grouting pile at the end of the seven aspects of quality control supervision.【Key words】Slurry Wall pile punching; Quality control;隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展, 建筑越來越成為城市一道靚麗的風(fēng)景線, 高層建筑在城市中不斷地涌現(xiàn)

3、，樁基礎(chǔ)通常作為高層建筑的地基處理方法, 而泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁在施工工藝方面相當(dāng)成熟,，沖孔樁基礎(chǔ)施工簡便、操作易掌握、設(shè)備投入一般不是很大。在各類房屋及民用建筑中都得到了較廣泛的應(yīng)用。沖孔灌注樁樁是在泥漿護(hù)壁的前提條件下, 利用樁錘沖進(jìn)形成樁孔,采用導(dǎo)管法灌注水下混凝土的施工方法。沖孔灌注混凝土都是在水下進(jìn)行,因而,對作業(yè)人員的操作熟練程度、工藝水平都有較高的要求。如何有效地預(yù)防及正確處理施工過程中出現(xiàn)的偏心、塌孔、縮孔、斷樁等不良現(xiàn)象,是提高工程效益的一重要方面,所以在施工監(jiān)控中務(wù)必做好質(zhì)量控制,遇事多協(xié)商,找出最優(yōu)解決方法。一、 沖孔灌注樁施工工藝流程平整場地樁位放樣埋設(shè)護(hù)筒樁機(jī)就位沖擊

4、成孔一次清孔成孔測試安放鋼筋籠安裝導(dǎo)管二次清孔測沉渣護(hù)筒制作測量控制網(wǎng)建立平整度、垂直度檢查導(dǎo)管拼裝、檢查泥漿循環(huán)鋼筋籠制作二、 泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁的施工特點(diǎn)1相對獨(dú)立性。泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁施工應(yīng)該說具有其相對的獨(dú)立性, 但必須承受上部結(jié)構(gòu)傳遞的全部荷載, 與上部結(jié)構(gòu)保持一致。隨著社會分工越來越細(xì), 泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁的施工更顯現(xiàn)出其專業(yè)性, 一般會由專業(yè)的巖土工程施工單位完成。 2施工工期短、質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)高。泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁的施工因其自身特點(diǎn)造成工期一般較短。為保證上部結(jié)構(gòu)的安全, 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高, 必須集中大量人、財、物力和樁機(jī)等施工機(jī)械, 必須加強(qiáng)施工組織管理。 3施工

5、工藝多且復(fù)雜。泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁的施工工藝主要包括成孔及清孔、泥漿護(hù)壁、鋼筋籠制作及安裝、混凝土拌制及灌注和樁底后注漿等5大工序。由于大部分工序均在水下進(jìn)行, 無法直接進(jìn)行觀察, 各工序復(fù)雜、連續(xù)緊湊且持續(xù)時間較長。  4耗工多、造價高。據(jù)統(tǒng)計資料, 樁基礎(chǔ)一般占工程總造價的2030%。泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁雖然采用沖擊樁機(jī)成孔, 但工人的勞動強(qiáng)度還很大, 耗工還很多。三、沖孔灌注樁質(zhì)量控制如何有效地預(yù)防及正確處理施工過程中出現(xiàn)的偏心、塌孔、縮孔、斷樁等不良現(xiàn)象,是提高工程效益的一重要方面,所以在施工監(jiān)控中務(wù)必做好質(zhì)量控制,遇事多協(xié)商,找出最優(yōu)解決方法。1、 鋼筋籠1.1 鋼筋

6、籠制作：鋼筋籠制作應(yīng)符合設(shè)計圖紙和建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB50202-2002）要求。鋼筋籠外側(cè)控制保護(hù)層厚度（砼保護(hù)層厚度為50mm），頂端應(yīng)設(shè)置吊環(huán)。鋼筋籠制作允許偏差見下表：項目允許偏差(mm)主筋間距土10箍筋間距或螺旋筋螺距土20鋼筋籠直徑土10鋼筋籠長度土501.2鋼筋籠安放：為保證鋼筋籠起吊不變形采用兩吊點(diǎn)起吊，第一吊點(diǎn)設(shè)在鋼筋籠的上端，第二吊點(diǎn)設(shè)在鋼筋籠的中點(diǎn)到三分之一點(diǎn)之間。入孔時，鋼筋籠要對準(zhǔn)孔位，吊直扶穩(wěn)，緩慢下沉，避免碰撞孔壁。鋼筋籠放到設(shè)計位置時，應(yīng)立即固定。遇有兩段鋼筋籠連接時，鋼筋籠分段在井口采用單面搭接焊，主筋焊接長度不小于10d，同一截面接頭數(shù)受

7、拉區(qū)不大于50%。 1.3 控制鋼筋籠主筋的保護(hù)層厚度。建筑樁基技術(shù)規(guī)范(08) 規(guī)定, 水下灌注樁主筋保護(hù)層不小于5cm, 且設(shè)計一般要求為5cm。由于鋼筋籠沉放在孔內(nèi), 其主筋保護(hù)層厚度較難控制。通常做法為在主筋上焊一個直徑16mm 的耳狀突起鋼筋, 但基坑開挖后, 會發(fā)現(xiàn)有的樁內(nèi)鋼筋籠不居中, 甚至少數(shù)樁的主筋可能嵌入孔壁中, 造成露筋, 原因在于耳環(huán)與孔壁接觸面很小, 耳環(huán)鋼筋容易嵌入孔壁泥土中, 不能起保證主筋位置正確。在施工過程中可在加勁箍的部位用長約25cm 焊一耳環(huán)且在耳環(huán)外加焊一寬約5cm 長約8cm 的小扁鋼, 在基坑開挖后, 檢查筋籠基本能夠居中, 確保主筋保護(hù)層厚度；也

8、可以事先預(yù)制直徑65mm 厚度為60mm 砂漿塊, 在中間處留一10mm 的小孔,下鋼筋籠時用8 鋼筋穿過10mm 小孔并焊在兩根主筋之間, 按每4.5mm 焊一組( 3 塊) 等邊三角形布置。這樣在下鋼筋籠時既起導(dǎo)向作用, 又能控制主筋保護(hù)層厚度, 不會因孔壁上的泥土下落而增厚孔底的沉渣而影響成樁的質(zhì)量。經(jīng)基坑開挖檢查復(fù)核, 均能滿足設(shè)計及有關(guān)規(guī)范要求。2、水下灌注混凝土水下砼采用商品砼，砼運(yùn)輸至工地，砼的坍落度選擇在1620cm，并進(jìn)行現(xiàn)場測定。水下砼灌注是樁身質(zhì)量的關(guān)鍵工序，所以，應(yīng)認(rèn)真掌握關(guān)鍵性的操作工藝。（1）加強(qiáng)原材料進(jìn)場驗收及復(fù)核工作, 粗骨料應(yīng)采用質(zhì)地堅硬、粒徑在2040mm

9、之間并具有合理級配的碎石且含泥量不大于2%; 細(xì)骨料應(yīng)選用質(zhì)地堅硬且含泥量不大于3%的中粗砂; 使用的水泥、外加劑等必須提供合格證書且具有復(fù)試報告（2）混凝土澆灌前必須量測泥漿比重, 并嚴(yán)格控制在1.20 范圍以內(nèi)。（3） 導(dǎo)管選用游輪插接式導(dǎo)管，內(nèi)徑250mm，下導(dǎo)管時必須認(rèn)真檢查所有下入導(dǎo)管的密封圈及連接絲扣，確保其密封性能達(dá)到不漏水，導(dǎo)管連接后必須平直，不得彎曲。 （4） 隔水栓預(yù)制必須符合規(guī)定，使用時，頂面必須加釘膠墊，使其具有不漏水的密封性能并能順利通過導(dǎo)管落入孔底。 （5） 下導(dǎo)管時應(yīng)緩慢放下，先將導(dǎo)管直接放入孔底，然后再往上提起，保持距離孔底3050cm的距離。 （6） 必須保證

10、足夠的初灌量確保剪球后導(dǎo)管首次埋管砼0.81.2m。 （7） 初灌剪球時，應(yīng)立即觀察孔內(nèi)反漿是否暢通，并及時測量導(dǎo)管內(nèi)外砼液面高度及導(dǎo)管在砼內(nèi)的埋深，初灌后不得上下串動導(dǎo)管。（8）混凝土澆灌過程加強(qiáng)混凝土的坍落度和攪拌時間的監(jiān)控, 坍落度應(yīng)控制在160220mm 之間, 保證混凝土有足夠的和易性。 （9） 灌注過程中，應(yīng)隨時測定砼面高度，保證每次拆卸導(dǎo)管后，導(dǎo)管埋深26米，應(yīng)準(zhǔn)確測定作好記錄。 （10） 水下砼灌注要連續(xù)，中途不得停頓。 （11） 為保證樁頭質(zhì)量，超灌長度為1m，灌注過程中每根樁應(yīng)隨機(jī)抽取做1組試塊。 （12） 砼灌注要有周密的計劃，根據(jù)樁徑、樁長、充盈系數(shù)和浮漿高度計算砼用量

11、。（13） 超灌控制 設(shè)計及施工規(guī)范均要求注意控制好最后一次灌入量。當(dāng)鑿除樁頂浮漿層后, 應(yīng)保證設(shè)計的樁頂標(biāo)高及混凝土質(zhì)量。如果控制不好, 會有高有低, 必然會造成大量的材料和勞力的浪費(fèi), 因此合理有效地控制超灌量是十分有意義的。灌注水下混凝土, 第一斗混凝土沖出導(dǎo)管底口向孔底四周流動擴(kuò)散, 與孔內(nèi)泥漿、沉渣相互摻合形成一定厚度的浮漿層。當(dāng)導(dǎo)管有一定埋深時, 后續(xù)灌入的混凝土在已灌入混凝土的內(nèi)部流動, 第一斗混凝土始終處在最上層, 最終在樁頂凝固成浮漿、沉渣的混雜層?；祀s層及其下的低劣混凝土層強(qiáng)度低, 應(yīng)該給予以鑿除。而混雜浮漿層的厚度應(yīng)該取決于孔內(nèi)清渣程度, 澆灌混凝土前要求清孔必須徹底。清

12、孔如果越徹底, 混雜浮漿層就會越薄?；炷翝补鄷r控制好第一斗混凝土澆灌量( 初灌量) 及導(dǎo)管埋深等指標(biāo), 形成的樁身質(zhì)量必然好, 樁頂?shù)幕祀s浮漿層會很薄。實際施工中若樁頂較高即空孔較小時, 可以用毛竹或PVC 管等直接測定混凝土面標(biāo)高, 應(yīng)該說是比較直觀地控制最后一次灌入量。（14） 沉渣控制 1）掌握沉渣檢查的時間建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB50202-2002) 和建筑樁基技術(shù)規(guī)范08 中均未明確規(guī)定檢查測定沉渣的具體時間。下鋼筋籠要移動樁機(jī), 下完鋼筋籠后再換漿清渣, 樁機(jī)需要重新對位。而通常采用導(dǎo)管法澆灌水下混凝土, 則下鋼筋籠、導(dǎo)管需要一定的時間。當(dāng)樁孔孔深為2030m 時

13、下鋼筋籠、導(dǎo)管的時間需要34h, 當(dāng)樁孔孔深為6070m 時下鋼筋籠、導(dǎo)管的時間多達(dá)89h, 此時泥漿泵循環(huán)作用早已停止工作, 必然會造成泥漿沉淀等。設(shè)計等單位普遍認(rèn)為測定沉渣應(yīng)在下鋼筋籠后, 測定后立即澆灌混凝土, 以免造成二次沉淀。第一、下鋼筋籠前第一次清孔,而第一次清孔是否徹底對成樁的質(zhì)量有很大影響。清孔完畢后進(jìn)行第一次檢查, 沉渣厚度小于5cm 即認(rèn)為合格, 可以下鋼筋籠; 第二、安放完鋼筋籠和導(dǎo)管, 利用導(dǎo)管進(jìn)行第二次清孔再檢查一次, 總沉渣厚度不大于5cm, 即可驗收立即澆灌混凝土。2）不管采用正循環(huán)還是反循環(huán)方式清孔, 樁底沉渣總會或多或少的存在, 會使樁的承載力受到影響。而應(yīng)用

14、樁底后注漿技術(shù)主要在于固化灌注樁的沉渣( 虛土) , 加固樁底樁側(cè)一定范圍的土體, 減少樁的變形, 在一定程度上提高樁的承載力。樁底后注漿是灌注樁施工的一種輔助方法。在成樁前將后注漿內(nèi)導(dǎo)管與鋼筋籠主筋用鐵絲綁牢安放在樁孔中, 灌注混凝土成樁。成樁后一定時間內(nèi)實施后注漿, 以注漿泵將配制好的水泥漿增壓輸入樁身內(nèi)導(dǎo)管, 通過劈裂作用注入樁底沉渣和周圍一定范圍的土體中。注漿壓力根據(jù)地層性質(zhì)和深度而定。后注漿施工過程中, 應(yīng)對后注漿的各項工藝參數(shù)進(jìn)行檢查, 同時做好試壓進(jìn)漿量等施工記錄。注漿對樁底沉渣和樁側(cè)的泥皮起固化效應(yīng), 粗顆粒沉渣被水泥漿固化為中低強(qiáng)度的混凝土, 細(xì)顆粒沉渣或虛土被固化為網(wǎng)狀片石

15、復(fù)合土體, 端阻力由此提高; 樁身泥皮因水泥漿的物理化學(xué)作用而固化, 側(cè)阻力由此提高。樁底后注漿應(yīng)該說具有操作簡單、可靠性好、附加費(fèi)用低、承載力增幅大等優(yōu)點(diǎn), 在樁基設(shè)計與施工中具有較好的推廣和實用價值。建議在今后的樁基設(shè)計與施工中利用內(nèi)導(dǎo)管, 進(jìn)行超聲波透射法檢測樁身完整性, 注漿后取代等強(qiáng)度截面鋼筋, 一管三用, 提高其經(jīng)濟(jì)社會綜合效益。四、沖孔灌注樁異常情況分析在施工過程中可能因工人操作失誤、地質(zhì)情況復(fù)雜等因素造成樁身質(zhì)量存在問題及處理方法：(1)封底失敗 由于首批混凝土數(shù)量過小、孔底的沉碴厚度大等原因?qū)е率着炷凉嘧⑷肟缀?未實現(xiàn)水下混凝土封底的現(xiàn)象稱為封底失敗。封底失敗后,應(yīng)立即暫

16、停灌注,及時對孔內(nèi)已灌注的混凝土進(jìn)行清理：1）地層穩(wěn)定性較好的,應(yīng)采取導(dǎo)管內(nèi)安裝高壓風(fēng)管進(jìn)行二次清孔的方法將已灌注的混凝土清理干凈,重新請示監(jiān)理檢查,符合規(guī)范要求后可以重新開始水下混凝土灌注。2）地層穩(wěn)定性差或高壓清孔的方法不能奏效則應(yīng)及時拆除導(dǎo)管、拔除鋼筋籠,將樁機(jī)安裝到位,將未灌注混凝土部分鉆孔回填,待地層沉積穩(wěn)定后用沖擊鉆清除已灌注的混凝土,達(dá)到孔底設(shè)計標(biāo)高后,要檢查合格后進(jìn)行水下混凝土灌注。(2) 導(dǎo)管堵塞 由于混凝土質(zhì)量造成的導(dǎo)管堵塞：1）可以少量(根據(jù)堵管前測量及計算的導(dǎo)管埋深結(jié)果在保證導(dǎo)管最小安全埋深確定)提升導(dǎo)管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土數(shù)量而后快速提升再迅速下放

17、,以沖擊疏通導(dǎo)管的方法進(jìn)行處理；2）將導(dǎo)管提升至自然地面以上，在導(dǎo)管頭部安裝振動設(shè)備，通過高頻率的振動將混凝土與導(dǎo)管分離開，然后再快速拔管。(3)斷樁 由于灌注中提升導(dǎo)管失誤、混凝土供應(yīng)中斷(下雨、停電、機(jī)械故障等)或?qū)Ч苈┧仍驅(qū)е聦?dǎo)管中已灌注的混凝土與導(dǎo)管的混凝土隔斷,無法繼續(xù)灌注的現(xiàn)象通稱為斷樁。在灌注過程中認(rèn)定發(fā)生斷樁事故后,應(yīng)立即停止繼續(xù)灌注,提拔導(dǎo)管和鋼筋籠,盡量將損失降低到最小。(6)斷樁的預(yù)防措施 水下混凝土灌注前嚴(yán)格控制好其泥漿比重,對于不同的地質(zhì)有不同控制值,視實際情況而定;灌注前孔底一定要清干凈;灌注前認(rèn)真做好用電線路和機(jī)械的檢查等。 五、施工注意事項(1)沖擊鉆進(jìn)應(yīng)遵

18、守以下一般規(guī)定:應(yīng)控制鋼絲繩放松量,防止鋼絲繩放松過多減少沖程,放松過少則不能有效沖擊,形成打空錘損壞機(jī)具;卷揚(yáng)機(jī)施工操作時,應(yīng)在鋼絲繩上作記號控制沖程。沖擊鉆頭到底后要及時收繩提起沖擊鉆頭,防止鋼絲繩纏卷沖擊鉆具或反纏卷筒;必須保證泥漿補(bǔ)給,保持孔內(nèi)漿面穩(wěn)定;護(hù)筒埋設(shè)較淺或表土層土質(zhì)較差者,護(hù)筒內(nèi)泥漿壓頭不宜過大;一般不宜多用高沖程,以免擾動孔壁而引起坍孔、擴(kuò)孔引發(fā)卡鉆事故;應(yīng)經(jīng)常檢查鋼絲繩磨損情況、卡扣松緊程度、轉(zhuǎn)向裝置是否靈活,以免突然掉鉆;每次掏渣后或因其它原因停鉆后再次開鉆時,應(yīng)由低沖程逐漸加大到正常沖程以免卡鉆;沖擊鉆頭磨損較快,應(yīng)經(jīng)常檢修補(bǔ)焊;大直徑樁孔可分級擴(kuò)孔,第一級樁孔直徑

19、為設(shè)計直徑的0.60.8倍。(2)在粘土層鉆進(jìn)應(yīng)注意下列事項:可利用粘土自然造漿的特點(diǎn),向孔內(nèi)送入清水,通過鉆頭沖搗形成泥漿;在粘性很大的粘土層中鉆進(jìn)時,可邊沖邊向孔內(nèi)投入適量的碎石或粗砂;當(dāng)孔內(nèi)泥漿粘度過大、比重過高時,在掏渣的同時,向孔內(nèi)泵入清水。(3)在砂礫石層鉆進(jìn)應(yīng)注意事項:使用粘度較高、比重大的泥漿;保持孔內(nèi)有足夠的水頭高度;視孔壁穩(wěn)定情況邊沖擊邊向孔內(nèi)投入粘土,使粘土擠入孔壁,增加孔壁的膠結(jié)性;用掏渣筒掏渣時,要控制每次掏渣時間不宜過長。(4)在卵石、漂石層鉆進(jìn)應(yīng)注意事項:宜選用帶側(cè)刃的大刃腳一字形沖擊鉆頭,鉆頭重量要大,沖程要高;沖擊鉆進(jìn)時可時向孔內(nèi)投入粘性好的粘土,增加孔壁的膠

20、結(jié)性,減少漏失量;保持孔內(nèi)水頭高度,不斷向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿,防止因漏水過量而坍孔;在大漂石層鉆進(jìn)時,要注意控制沖程和鋼絲繩的松緊防止孔斜;遇孤石時可拋填硬度相近的片石或卵石,用高沖程沖擊,或高低沖程交替沖擊,將大孤石擊碎或擠入孔壁。(5)在裂隙巖溶地層鉆進(jìn)應(yīng)注意事項:沖擊鉆頭操作要平穩(wěn),盡可能少碰撞孔壁;選用圓形鉆頭鉆進(jìn),沖程宜小不宜大,加大鉆頭重量,懸距不宜過大;遇裂隙漏水時,可投入粘土,沖擊數(shù)次后,再邊投粘土加石塊,形成人造孔壁;遇溶洞時,應(yīng)減小沖程和懸距,慢慢穿過,必要時可邊沖邊向孔內(nèi)投放小片石或碎石,以沖擠到溶洞充填物中作骨架,穩(wěn)定充填物;遇無充填的小溶洞時,如果施工需要,可投入粘土加石塊,形成人造孔壁;遇起伏不平的巖面和溶洞底板時,不可盲目采用大沖程穿過。需投入粘土石塊。將孔底填平,用十字形鉆頭小沖程反復(fù)沖搗,慢慢穿過。待穿過該層后,逐漸增大沖程和沖擊頻率,形成了一定深度的樁孔后,再進(jìn)行正常沖擊。(6)掏渣應(yīng)遵守以下規(guī)定:掏渣筒直徑為樁孔直徑的50%70%;開孔階段,孔深不足34m時,不宜掏渣,應(yīng)盡量使粘渣擠入孔壁;每鉆進(jìn)0.51.0m應(yīng)掏渣一次,分次掏渣,當(dāng)在卵石、漂石層進(jìn)尺小于5cm/h,在顆粒松散地層進(jìn)尺小于15cm/h,應(yīng)及時掏渣,減少鉆頭的重復(fù)破碎現(xiàn)象;每次掏渣后,應(yīng)及時向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿或粘土,保持孔內(nèi)循環(huán)水位高于出水口。(7)清孔應(yīng)遵守以下規(guī)定:孔壁土質(zhì)