临海高等级公路桥梁工程施工技术指导意见 钻孔灌注桩
清孔后泥浆标准 相对密度:1.03~1.10; 粘度:17~20pa·s; 含砂率:<2%;胶体率:>98% 注:清孔后的泥浆指标,是从桩孔的顶、中、底部分别取样检验的平均值。本项指标的测定,限指大直径桩或有特定要求的钻孔桩。
3.1.2成孔质量控制措施 3.1.2.1成孔技术
针对流塑状淤泥质土层,钻孔灌注桩施工多采用正循环钻进成孔技术,但该钻孔工艺泥浆上返速度慢、排渣能力差、工效低。因此,结合地质条件、钻孔灌注桩设计、工期等综合要求,可以考虑采用排渣性能好、速度快的反循环钻孔工艺。
(1)钻压
在钻机钻进时,必须维持一定钻压, 以保证钻头的钻进,同时可以使侧壁土体更加密实,有利于提高侧壁的直立性。
根据钻头直径确定钻压,可参照式3-1计算
P=k.q.D (3-1) 式中:
P——钻头总压力(N); q——比压(N/cm); D——钻头直径(cm);
k——钻头刀具覆盖系数,一般取1.2~1.5。 其中钻头比压根据土层进行确定,见表3-2。
表3-2 土层、岩层常用比压值 岩层 砂层 砂土层 黏土 一般风化砂页岩 微风化砂页岩 单向抗压强度/(N.cm-2) 300 500 1000 3000 4000 比压值q/(N.cm-2) 100 200 400 1000 1300 通常情况下,在施工Φ1000直径灌注桩时,钻压取13.3 kN;在施工Φ800灌注桩时,钻压取10.6 kN。
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(2)钻速
通常情况下,在施工Φ1 000直径时,钻速取值范围定在15~38 r/min,同样在进行Φ800直径的灌注桩施工时,钻速取值范围为18~42 r/min。
对于淤泥流态土层中,为防止钻速过快导致带动泥浆冲塌护壁进而导致塌孔,钻速可取值18~20r/min。 3.1.2.2防止坍孔的质量控制
在钻孔过程中,如果钻孔内水位突然下降,孔中冒细密的水泡,出渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等,就显示已坍孔。坍孔的预防和处理措施如下:
(1)在松散粉砂土中钻进时,应控制进尺速度,选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆;
(2)根据不同地质,调整泥浆比重,确保泥浆比重,确保泥浆具有足够的稠度确保孔内外水位差,维护孔壁稳定;
(3)清孔时应设指定专人负责补水,保证钻孔内必要的水头高度;
(4)发生孔口坍塌时,可用深埋护筒法,将护筒周围土夯填密实,再重新钻孔; (5)若孔内坍塌较为严重时,判明坍塌位置,回填砂和粘土混合物到坍孔处以上1~2m。如坍孔特别严重时,应全部回填,待回填物沉积密实后在进行钻进。 3.1.2.3 护壁泥浆的质量控制
根据流塑状淤泥质土层地质特点,钻进过程中护壁泥浆主要指标可采取: (1)泥浆相对密度:1.25~1.33,在流塑状土层时要尽可能取高值,并在现场用泥浆比重仪测定泥浆的相对密度;
(2)泥浆黏度:22~32 Pa·S,同样该指标在流塑状土层时取高值,现场用泥浆稠度仪测定泥浆的黏度。
3.2 钢筋笼质量保证措施
3.2.1基本要求
(1)钢筋、机械连接器、焊条等的品种、规格和技术性能符合国家现行标准规定和设计要求。
(2)冷拉钢筋的机械性能必须符合规范要求,钢筋平直,表面无裂皮和油污。
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(3)受力钢筋同一截面的接头数量、搭接长度、焊接和机械接头质量符合施工技术规范要求。
(4)受力钢筋平直,表面不得有裂纹及其它损伤。 3.2.2外观鉴定
(1)钢筋表面无铁锈及焊渣。
(2)钢筋的制作与连接按《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)执行。
3.3混凝土质量监控
(1)桩身混凝土抗压强度应符合设计规定,每桩试件组数为5组。
(2)一般选有代表性的桩用无破损法进行检测,重要工程或重要部位的桩宜逐根进行检测,设计有规定时或对桩的质量有疑问时,应采用钻取芯样法对桩进行检测,对柱桩并应钻到桩底0.5m以下。
(3)灌注桩逐桩进行无破损检测,检测方法采用超声波检测法,检测任务委托有资质并经业主、监理认可的检测单位进行检测。
四 其它常见问题及防范措施
钻孔灌注桩是民用和工业建筑广泛应用的一种基础形式,具有适应性强、施工操作简单、设备投入少等优点。但是由于钻孔灌注桩的施工大部分是在地面以下进行,其施工过程无法直接观察,成桩后也不能进行直接开挖验收,它又是最容易出现质量问题的一种基础形式。分析钻孔灌注桩在施工过程中可能发生的事
故,进行必要的防范是保证钻孔灌注桩成桩质量,确保基础工程安全的重要措施。
以下列举了钻孔灌注桩施工过程中常见的一些质量问题及其成因,并提出了相应的防范措施,旨在为施工工程提供借鉴。
4.1钻孔偏斜
针对这种问题,应采取的相应处理措施为:
(1)安装钻机时要使转盘,底座水平,起重滑轮轮轴固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上,并经常检查校正。
(2)由于主动钻杆较长,转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架,控制
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钻杆上的提引水龙头,使其沿导向架对中钻进。
(3)钻杆、接头应逐个检查,及时调整。主动钻杆弯曲,用千斤顶及时调直。 (4)在有倾斜的软硬地层钻进时,应吊着钻杆控制进尺,低速钻进,或回填片、卵石冲平后再钻进。
(5)在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔,使孔正直。偏斜严重时应回填砂粘土到偏斜处,待沉积密实后再继续钻进。
4.2缩颈
缩颈是钻孔灌注桩最常见的质量问题,主要由于桩周土体在桩体浇注过程中产生的膨胀造成。针对这种情况,应采取:
① 经常检查钻具尺寸,及时补焊或更换钻齿。
② 在软土中钻进应增加泥浆稠度,降低失水量,适当加大水头。 ③ 成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,在成孔一段时间内,孔壁形成泥
皮,则孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀。
④ 可在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片,在钻进或起钻时起到扫孔作
用。另外,可采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
4.3钢筋笼上浮
在浇筑混凝土时,有时钢筋笼会发生上浮,其原因及相应对策如下: ①套管底部内壁黏附砂浆或土粒,由于管的变形,使内壁产生凹凸不平,在拔出套管时,将钢筋笼带上来。此时,应注意在成孔前,必须首先检查最下部的套管内壁,当堆积大量粘着物时,一定要及时清理。如确认有变形,必须进行修补,待成孔结束时,可用张大锤式抓斗,使其反复升降几次,以敲掉残余在管内壁上的土砂,确保孔底水平。
②当钢筋笼的外径及套管内壁之间的间隙太小,有时套管内壁与箍筋之间夹有粗骨料时,会发生钢筋上浮现象,出现这种问题处理的方法是,使箍筋与套管内壁之间的间隙要大于粗骨料的最大尺寸的2倍。
③钢筋笼自身弯曲,钢筋笼之间的接点不好、弯曲,箍筋变形脱落,套管倾斜等,使得钢筋与套管内壁的接触过于紧密时,也将造成钢筋笼上浮。在处理此类问题时,应注意提高钢筋笼加工、组装的精度,防止钢筋笼在运输工程中的碰
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撞等因素引起的变形。在沉放笼时要确认钢筋笼的轴向准确度等,不得使钢筋笼自由坠落到桩孔中,不得敲打钢筋笼的顶部,在贯入套管时,必须注意汽锤制度。 ④由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇注时间较长,已接近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定的握裹力,如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上升。当此类现象发生时,应立即停止灌注混凝土,并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消失。
⑤钢筋笼放置初始位置过高,混凝土流动性过小,导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升。
钢筋笼初始位置应定位准确,并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度,缩短灌注时间,或掺外加剂,防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小,混凝土接近笼时,控制导管埋深在1.5-2.0m。
⑥除此之外,在浇筑混凝土之前,一定要将套管稍稍往上提一点,以确认钢筋笼是否存在上浮现象。
4.4桩底沉渣量过多
清孔是灌注桩施工中保证成桩质量的重要环节,通过清孔应尽可能的使桩孔中的沉渣全部清除,使混凝土与岩基结合完好,提高桩基的承载力。施工中发生桩底沉渣的主要原因及处理的措施如下:
①桩底的沉渣过多主要由于施工中违犯操作规定,清孔不干净或未进行二次清孔造成的;施工中应保证灌注桩成孔后,钻头提高孔底10~20cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于30分钟,然后将锤式抓斗慢慢放入孔底,抓出孔底的沉渣。
②当使用的泥浆比重过小或泥浆注入量不足时,桩底的沉渣浮起困难,沉渣将堆积在桩底,影响桩与地基的结合。工程中需采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度,不能用清水进行置换。
③钢筋笼吊放过程中,如果钢筋笼的轴向位置未对准孔位,将会发生碰撞孔壁的事故,孔壁的泥土会坍落在桩底;因此,钢筋笼吊放时,务使钢筋笼的中心
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