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浅谈钻孔灌注桩混凝土灌注过程的监理控制方法

   摘要:钻孔灌注桩是一项隐蔽工程,成桩环节多,施工过程容易出现质量事故,监理人员必须重视施工全过程质量监控,现着重就钻孔灌注桩施工准备工作、成孔过程、灌注水下混凝土及事故处理等环节的质量监理程序和关键点质量控制方法进行讨论和分析,提出了保证钻孔灌注桩施工质量的监理措施。 

  关键词:钻孔灌注桩 施工方法 控制措施 

  在基础工程施工中,由于灌注桩可以采用正反循环钻进、冲击钻进、旋挖钻进等方法成孔,因此可以在各类地层中进行施工;而通过使用不同直径的钻头,就可以形成不同直径的桩体,而且这种桩可以根据不同的设计,采用素混凝土、钢筋混凝土等不同的桩体材料,桩体质量和荷载要求容易达到设计要求。因此,在道路桥梁、房屋建筑等工程中得到了广泛的应用。本文根据在邯郸市公安局综合指挥侦查大楼灌注桩工程施工监理过程的实践及体会,对灌注桩混凝土浇筑的监控,提出三个不同阶段所采取的措施(对测量放线、成孔、钢筋制作、检测等环节本文将不做论述)。 

  一、混凝土浇筑前的监控 

  混凝土浇筑施工前,应对灌注前的施工结果进行全面的检验,通过检验,对不符合规范和设计要求的结果予以纠正,保证各项指标符合规定标准。对成孔后浇筑前的检验主要有以下各项: 

  1.桩位:是对测量放线结果进行复核,要求桩位偏差不得大于规范要求的偏差值,大于偏差值的,根据实际情况进行纠正; 

  2.测深基点标高:不论是以护筒顶标高还是以地面标高为依据,均应符合高程测量的规定,以保证后续灌注有衡量的正确标准。 

  3.检查孔径和孔斜:孔径必须大于设计数值,孔斜偏差不得大于1%,不符合规定的应进行扫孔处理,至达标为止; 

  4.检查泥浆比重:灌注前的泥浆比重应控制在1.1~1.2之间,比重过大将增加灌注难度,比重过小则容易发生钻孔坍塌,不符合标准时,可采用二次清孔的办法进行处理; 

  5.检查孔底沉渣:摩擦桩孔底沉渣不应大于100 mm ,沉渣过厚会降低承载能力,应采用二次清孔的办法处理; 

  6.安放钢筋笼的检验:经检验合格的钢筋笼安放在孔内,保护层为50mm,钢筋笼的顶标高应与测深基点标高对应进行检查,吊筋长度的误差应控制在50mm 以内,要保证钢筋笼顶标高的误差控制在正负毫米以内; 

  7.导管的安放:用于灌注的导管,应垂直,深孔作业应进行闭水压力试验,防止导管密封不严而跑浆,导致混凝土混浆。安放完毕的导管下口距孔底高度300~500mm,从而保证灌注的顺利和减少混凝土的混浆; 

  8.使用经过校量的测绳,督促技术人员做好施工记录的准备工作; 

  二、混凝土浇筑过程中的控制: 

  混凝土浇筑过程具有极强的隐蔽性,浇筑质量的好坏直接关系到桩体质量的好坏,因此,在浇筑过程中,施工技术人员和监理人员应当实施全过程旁站监控,严格控制浇筑质量,发现问题应及时协商并在允许时间内及时处理。 

  1.混凝土的灌注应当连续进行,一般的桩浇筑时间应控制在2小时之内,大口径桩尽量不要超过3~4小时,浇筑中间有意外情况,停歇时间不得大于40分钟,防止混凝土初凝而导致灌注困难而使导管难以拔出产生断桩,因此,生产过程中应当备有临时停电等应急措施; 

  2.导管安放完成后灌注前,在导管内的泥浆面上方安放隔水栓,保证灌注的混凝土与钻孔内的泥浆隔离而降低混凝土的混浆; 

  3.导管埋深应控制在2~6米,导管过深会使导管起拔困难,过浅容易使浮浆或冲洗液反入导管而使混凝土产生混浆; 

  4.每次起拔导管前,应当用测绳带动测锤对混凝土面的高度进行测量,保证导管埋深的准确性,防止因有扩径的情况下导管埋深过浅,起拔导管而导致断桩; 

  5.灌注过程中,应注意观察导管内混凝土面的情况和桩孔内泥浆面的变化。当导管内出现泥浆时,可判定为导管跑浆或导管拔脱;当孔内泥浆面发现异常时,要分析是塌孔还是导管堵塞,从而采取正确的处理方法; 

  灌注桩浇筑过程变化因素较多,施工和监督过程要有很强的临机应变能力,因此,应当选派施工经验丰富和能力强的人员进行监控。 

  三、灌注前的准备 

  (1)孔内泥浆性能指标的控制砼灌注前应调控好泥浆性能指标,根据施工经验泥浆比重控制为1.10~1.25、含砂率小于等于8%、粘度小于等于28 s[1]。因为泥浆比重过小,泥浆护壁就容易失去了阻挡土体坍塌的作用,如果泥浆的比重过大、过稠会降低泥浆流动性,增加浇注砼的阻力,使的置换砼产生困难,从而影响成桩的质量。 

  (2)灌浆导管的选择灌浆导管的选择应根据桩孔的深度、钢筋笼的设计直径及导管的活动范围等因素来综合考虑,选择合适导管直径。一般大直径导管可以缩短砼灌注时间。 

  (3)设置隔水栓塞隔水栓塞的选择直接影响砼的初期灌注。所选用的隔水栓直径应与导管内径相配,同时具有良好的隔水性能,保证顺利排出[2]。隔水栓塞一般有预制砼圆柱塞、球胆及橡胶栓塞,球胆栓塞采用篮球或排球胆。在实际施工中,一般选用球胆栓塞,因为砼活塞极易因导管细微变形而卡死在导管内,易造成砼灌注的困难,而球胆栓塞却具有良好的弹性、隔水性、可多次重复使用及排出顺利等优点。 

  1)初期灌注 

  导管底端距孔底高度可根据桩径大小、隔水栓塞大小加以确定,一般控制在30~50 cm[1],桩径小时取大值。漏斗内砼的初灌注量必须满足初灌时导管底部一次性埋入砼中1.0~1.5 m。初灌量过小会造成脱管现象、底管口砼离析,造成断桩等事故,影响成桩质量。开始灌注时尽量准备足够的砼,砼下降产生的巨大冲击力可将孔底泥浆泛起,从而带动孔底沉渣返出,减少桩底沉渣厚度,提高桩的承载力。因为根据岩土有关理论说明:孔底的沉渣厚度少许的减少,则桩承载力将大幅度的增加。 

  2)中期关注 

  在中期灌注过程中,应匀速向漏斗内灌注砼,若突然灌注大量的砼,导管内空气将不能立即排出,会导致堵管。在灌注时需适当提升串动导管,串动导管时严禁碰撞钢筋笼,以防钢筋笼有上浮或下沉。串动导管作用:①有利于后续砼的灌注。因为砼在导管内停留时间长,骨料滞留在导管中,使砼与管壁摩擦阻力增强,其流动性将变差,易造成上部砼下落困难,从而发生堵管;②有利于提高砼密实度,保证成桩质量。串动导管可将砼挤入桩周围孔壁中,起到提高桩侧阻力的作用,另外也加大了砼与钢筋笼的握裹力。 

  3)后期灌注 

  在灌注砼的后期,由于导管内砼柱高度减少,超压力降低,而导管外泥浆的稠度、比重却增大,容易出现砼上升困难,因为砼必须以大大超过泥浆的反作用压力才能将孔内的泥浆挤压出孔口,在实际施工时,可采取在孔内加水稀释泥浆或人工扒拨部分沉淀物等方法,使砼灌注顺利。要控制好最后一次砼灌注量,避免浪费砼材料。砼超灌高度应符合设计要求,确保凿除浮浆后桩顶砼达到设计强度,实际施工可制作简易打捞工具捞取砼样以控制好砼超过高度,为防止桩顶空心,在灌注结束后,导管拔出砼之前应串动导管,幅度不超过50 cm,并且导管提升速度要慢。 

  实践证明,尽管灌注桩施工的工艺比较复杂,控制难度较大,但是,只要按照施工规范的要求和设计要求,不断提高自身业务素质和技术水平,抓好事先指导,强化施工准备、成孔、清孔、水下混凝土灌注等施工全过程中各环节的质量监控,在邯郸市公安局和游泳训练中心的灌注桩施工过程中,由于加强了对施工过程各环节的监控,从而保证了施工的质量,在经过检测单位的检验后,桩基的承载力均达到设计要求,只有这样,钻孔灌注桩施工才能充分发挥出它的优点,达到安全、优质、经济、高效的预计目的 

  参考文献: 

  [1]建筑桩基技术规范(JGJ94-94).中国建筑科学研究院主编.北京:中国建筑工业出版社,1995 

  [2]桩基工程手册.桩基工程手册编写委员会.北京:中国建筑工业出版社,1995

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