建筑桩基工程中旋挖钻孔成桩施工技术应用探析 汪转好

发表时间:2018/4/20   来源:《建筑学研究前沿》2017年第33期   作者:汪转好
[导读] 旋挖钻孔桩技术被誉为“绿色施工工艺”,机施工,自动定位,垂直旋孔,成孔质量好。

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摘要:旋挖钻孔桩技术被誉为“绿色施工工艺”,机施工,自动定位,垂直旋孔,成孔质量好。此方法自动化程度和钻进效率高,钻头可快速穿过各种复杂地层。本文进一步分析了建筑桩基工程中旋挖钻孔成桩施工技术应用,以供同仁参考借鉴。
关键词:建筑;桩基工程;旋挖钻孔成桩;施工技术

 
        一、旋挖钻孔成桩施工技术优点
        1.1环保、安全
        施工中产生的噪音小,没有废水产生或产生很少废水。旋挖桩施工时不需要电力,所以没有用电的安全隐患。由于是桩机成孔,更是大大提高了施工人员的安全系数。
        1.2成孔率比较高
        在旋挖桩施工中成孔工艺还是比较特殊的,而且成孔效率比较高。旋挖桩钻头会通过多次反复上下运动的方式来钻孔,让比较粗糙的孔壁小会产生缩径的问题,提升钻孔工作质量。所以从整体上来看,与传统的钻孔方式相比,旋挖桩桩体承载力明显更加理想。
        1.3施工方便,使用范围广
        桩机安拆方便,且履带式桩机可以在比较复杂的地形上施工。桩基采用柴油发动机,不受电源和电缆设置的影响;桩机针对不同岩土层的硬度可以更换相应钻头,由于采用动力头装置,动力头的给进力加上钻杆的重量,钻进能力强。除硬岩层、孤石层等,基本满足施工遇到的地质层。
        1.4各项参数控制精准
        桩机内配置的信息控制系统可以对桩孔的垂直度、深度、钻压、钻筒内装土量、机械运转情况等进行时时准确监控。
        二、建筑桩基工程中旋挖钻孔成桩施工技术应用
        2.1测量定位
        在对工程建设单位所提供的各种测量点进行复核之后,就可以对各个灌注桩的中心点位进行定位,并在其核心部位处埋设和固定钢护筒,且在正式开展钻孔之前,需要校核桩位的中心位置和钻头的中心位置,看二者是否保持重合。在钻孔的时候,要定期检测钻具的垂直度和位置,避免其出现倾斜等问题,以便提升成孔的质量。
        2.2护筒埋设
        护筒是保护孔口、隔离上部杂填松散物,防止孔口塌陷的必要措施根据以往工程的施工经验,防止孔壁坍塌,除了采取调整泥浆性能指标的措施外,还应该提高并保持孔内泥浆液面高度,埋设钢护筒是方法之一。护筒埋设应符合以下要求:
        (1)桩位中心线偏差不大于 5cm;
        (2)护筒要高出地面 0.3m,保持孔内泥浆液面高出地下水位。
        (3)旋挖钻机的圆柱形钻头在提出泥浆液面时会使钻头下局部空间产生“真空”,同时由于钻头提升时泥浆对护筒下部与孔眼相交部位孔壁的冲刷作用,很容易造成护筒底孔壁坍塌,因此对护筒周围回填土必须夯实处理。
        2.3泥浆制备
        采用膨润黄泥土制备泥浆进行护壁。要根据工程的具体情况,合理控制不同土层中泥浆的指标。如泥浆比重过小,泥浆护壁就不能阻挡土体坍塌;如泥浆比重过大,则易使泥浆泵堵塞。
        2.4旋挖钻机旋挖成孔
        (1)开钻前必须检查钻头直径、钻头磨损等情况。
        (2)护筒埋设后,钻机就位,取下刮刀,校核钻杆垂直度和中心位置后即下钻取土,钻机操作可根据地质情况不同调整钻进参数(钻压、转速)。
        (3)旋挖钻机一般采用筒式钻头,孔内将钻头下降到预定深度后,转钻头并加压,旋起的土挤入钻筒内,泥土挤满钻筒后,反转钻头,钻头底部封闭并提出孔外,然后自动开启钻头底部开关,倒出弃土。泥浆护壁成孔在钻进过程中或将钻头提出钻孔外后,向孔内注浆,泥浆液面不得低于护筒底部。
        (4)终孔清孔的方法。


我们要终孔完成以后,我们将其机械放于桩底,对其主钻杆进行转动将其内的残渣清理到孔外。确定其内无残渣以后,将钢筋进行安装,然后进行混凝土的灌注。
        (6)检查终孔孔深及泥浆比重。我们进行混凝土的灌注以前,我们对于终孔的深度进行检查,保证其内没的产生坍塌,清孔完成后,确认其达到了设计时的深度以后我们对其导管进行安装。在施工时我们在采用泥浆进行清孔时,就要对其孔底的泥浆进行检查,确定其比重小于1.2。如果超过这个标准,那么就对其进行换浆的处理。
        2.5制作和安装钢筋笼
        钻挖钻机的最大优点就是成孔快,且成孔后的孔底沉渣比较少,所以在制作和安装钢筋笼的过程中需要采取合理的措施来避免钢筋笼安装过程中对孔壁造成刮伤,以便防范塌孔问题的出现,这就需要严格控制钢筋笼的制作环节,确保钢筋搭接、交叉以及焊接等的质量,同时还要确保钢筋笼保护层垫块设置的准确性。而在起吊钢筋笼的时候,需要采用三点起吊方式来确保钢筋笼轴线和点位中心位置保持重合,避免其在下放过程中因晃动而碰撞孔壁,切不可出现强行冲击下放问题。
        2.6灌注混凝土
        在钢筋笼放置完毕后,需要在水下进行混凝土浇筑施工,具体需要确保导管长度的合理性,以便需要距离孔洞底部保持有30~50cm的距离;混凝土必须要拌合均匀,坍落度控制在18~22cm范围内;要采用连续浇筑作业的施工方式,严谨出现中断浇筑的问题;灌注桩顶面标高需要比设计值高出50~100cm,确保桩顶混凝土的施工质量。总之,旋挖钻孔灌注桩施工工序涵盖了钻头选择、测量定位、埋设护筒以及灌注混凝土等诸多施工工序,所以为了确保其应用质量,必须要结合实际的工程施工情况,合理制定施工方案,同时要加强施工过程中的管理力度,以全面提升旋挖钻孔灌注桩施工的质量。
        三、旋挖钻孔成桩施工中常见事故原因分析及预防和处理
        3.1坍孔
        原因:护筒埋置太浅,下端空口漏水,坍塌或孔口附近地面受水浸泡,钻机直接接触在护筒上,均会造成坍孔。若清孔操作不当,供水管嘴直接冲刷孔壁,清孔时间过久,旋挖钻进尺速度过快,泥浆护壁效果不佳以及未及时向孔内补充泥浆,也均会造成坍孔。预防和处理:控制钻头升降速度,根据不同的桩径和地质情况采取不同的升降速度;在松散易塌土层、砂层中,适当深埋护筒,黏土密实填封护筒四周;加强控制钢筋笼绑扎、焊接及定位块等的设置和安放质量,搬运吊装时防止变形,下放过程中避免碰撞孔壁,连接时安排两台焊机以保证连接速度与焊接质量。
        3.2钻孔偏斜
        原因:钻机底座未安置成水平状态或产生不均匀沉陷、位移,地面软弱或软硬不均匀,钻具弯曲或插接式连接钻杆磨损后间隙过大,受压后钻杆发生弯曲,接头不正。
        预防和处理:(1)场地施工前先换除软土、夯实平整,钻机安置要稳固,钻架要竖直,同时注意埋设好护筒;选用性能好的泥浆;钻具要保持竖直度、刚度,防止钻机跳动、钻杆晃动等。(2)进入不均匀地层时,钻速要慢,尤其是遇到塑性较差的沙层。(3)遇到孤石地层或硬层时,钻速要慢,钻孔偏斜时,提起钻头上下反复扫钻,削去硬土,如纠正无效,于孔中回填黏土至偏孔处0.5m以上,重新钻进。
        3.3断桩
        原因;由于在灌注混凝土时,导管提升量过大而露出混凝土面,或导管密封不良,造成混凝土桩上下分开,形成断桩。当混凝土发生离析或坍落度过小时,其流动性则较差,产生卡管现象,造成混凝土无法连续灌注,亦可形成断桩。预防和处理:施工前做好灌注混凝土的各项准备工作及应急措施,混凝土浇筑过程中要随时控制混凝土上面的标高和导管埋深,提升导管要准确可靠,严格遵守操作规程。
        3.4钢筋笼上浮
        原因:混凝土配合比、含砂率控制不好,或粗细骨料选择不当,使混凝土坍落度、粘聚性不合要求,初凝时间不够,钢筋笼与混凝土的摩阻力增大,从而容易带动钢筋笼上浮,钢筋笼放置,初始位置过高,混凝土流动性过小,导管在混凝土埋置深度过大,钢筋笼被混凝土拖顶上升。
        预防和处理:控制好混凝土坍落度,加快灌注速度,避免钢筋笼上浮,钢筋笼初始位置应定位准确,并与孔口固定牢固,制作钢筋笼时,一定要捆紧焊牢,同时适当控制每节笼身长度,一般6~7m为宜,起吊入孔前如发现变形应及时整理。
        结束语
        旋挖钻孔灌注桩施工工序涵盖了钻头选择、测量定位、埋设护筒以及灌注混凝土等诸多施工工序,所以为了确保其应用质量,必须要结合实际的工程施工情况,合理制定施工方案,同时要加强施工过程中的管理力度,以全面提升旋挖钻孔灌注桩施工的质量

参考文献
[1]王成全.旋挖钻孔灌注桩特性及施工工艺[J].山西建筑,2015,41(36):64-65.
[2]熊启东,李成芳,孔凡林. 旋挖成孔灌注桩施工质量控制技术探讨.重庆市城乡建设委员会,2012.
[3]黎中银,焦生杰,吴方晓.旋挖钻机与施工技术[M].北京:人民交通出版社,2010.

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