浅析土木工程中灌注桩施工技术 李浩1 李洁超2

发表时间:2019/7/19   来源:《新材料.新装饰》2019年3月上   作者:李浩1 李洁超2
[导读] 灌注桩能适应各种地层的变化,无需接桩,施工时无振动、无挤土、噪声小,宜在建筑物密集地区采用。灌注桩是直接在桩位上就地成孔,然后在孔内安放钢筋笼(也有直接插筋或省缺钢筋的),再灌注混凝土而成,根据成孔工艺不同,分为干作业成孔、泥浆护壁成孔、套管成孔等。
(1.身份证号:1306361984****2911;2.身份证号:1309291987****3817)
摘要:灌注桩能适应各种地层的变化,无需接桩,施工时无振动、无挤土、噪声小,宜在建筑物密集地区采用。灌注桩是直接在桩位上就地成孔,然后在孔内安放钢筋笼(也有直接插筋或省缺钢筋的),再灌注混凝土而成,根据成孔工艺不同,分为干作业成孔、泥浆护壁成孔、套管成孔等。
关键词:土木工程;灌注桩;施工技术

 
        1灌注桩施工技术
        1.1 干作业成孔灌注桩施工技术
        干作业成孔灌注桩是利用成孔机具,在地下水位以上的土层中成桩的工艺,适用于黏土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层等土质。目前常采用螺旋钻机成孔,它是利用动力旋转钻杆,使钻头的螺旋叶片旋转削土体,土块沿螺旋叶片上升排出孔外。钻头是钻进取土的关键装置,有多种类型,常用的有锥式钻头、平底钻头、耙式钻头等,锥式钻头适用于黏性土;平底钻头适用于松散土层;耙式钻头适用于杂填土,其钻头边镶有硬质合金刀头,能将碎砖等硬块削成小颗粒,螺旋钻机成孔直径一般为300 ~ 600mm。干作业成孔灌注桩的工艺流程为:测定桩位→钻孔→清孔→下钢筋笼→浇注混凝土。钻孔操作时要求钻杆垂直稳固、位置正确。如发现钻杆摇晃或难以钻进时,可能是遇到石块等异物,应立即停机,检查排除。钻孔时应随时清理孔口积土,遇到塌孔、缩孔等异常情况,应及时研究解决。当螺旋钻机钻至设计标高后,应在原位空转清土,以清除孔底回落虚土。钢筋笼应一次扎好,小心放人孔内,防止孔壁塌土。混凝土应连续浇筑,每次浇筑高度控制在1.5m 以内。
        1.2 泥浆护壁成孔灌注桩施工技术
        泥浆护壁成孔灌注桩是利用原土自然造浆或人工造浆护壁,并通过泥浆循环将被切削的土渣排除而成孔,再吊放钢筋笼,水下灌注混凝土成桩,它不论在地下水位高或低的土层皆适用。
        1.3泥浆护壁成孔灌注桩施工要点
        (1)埋设护筒
        钻孔前需在桩位处埋设钢护筒,护筒的作用有固定桩位、钻头导向、保护孔口、维持泥浆水头及防止地面水流入等。护筒一般用4~8mm厚钢板制成,内径应比钻头直径大20cm以上。
        (2)护壁泥浆
        泥浆在桩孔内会吸附在孔壁上,甚至渗透进周同土孔隙中,避免内壁漏水。它具有保持孔内水压稳定、保护孔壁以防止塌孔、携带土渣排出孔外以及冷却与润滑钻头的作用。在砂土中钻孔,需在现场专门制备泥浆注入,泥浆是由高塑性黏土或膨润土和水拌和的混合物,还可在其中掺入其他掺合剂,如加重剂、分散剂、增黏剂及堵漏剂等。在黏土中钻孔,也可采用输入清水,钻进原土自造泥浆的方法,注入的泥浆相对密度应控制在1.1kg/m3左右,排出泥浆的相对密度宜为1.2 ~ 1.4kg/m3。
        (3)成孔
        成孔机械有回转钻机、潜水钻机、冲击钻机等,其中以回转钻机应用最多。
        ①回转钻机成孔
        该钻机由动力装置传动,带动带有钻头的钻杆强制旋转,钻头切削土体成孔,切削形成的土渣通过泥浆循环排出桩孔。根据泥浆循环方式的不同,分为正循环回转钻机和反循环同转钻机。泥浆或高压水由空心钻杆内部注入,并从钻杆底部喷出,携带钻下的土渣沿孔壁向上流动,由孔口将土渣带出流入沉淀池,沉渣后的泥浆循环使用。该法是依靠泥浆向上的流动排渣,其提升力较小,孔底沉渣较多。泥浆带渣流动的方向与正循环工艺相反,它须启动砂石泵在钻杆内形成真空,土渣被吸出流入沉淀池。反循环工艺由于泵吸作用,泥浆上升的速度较快,排渣能力大,但土质较差或易塌孔的土层应谨慎使用。回转钻机设备性能可靠,噪声和振动较小,钻进效率高,钻孔质量好。它适用于松散土层、黏土层、砂砾层、软质岩层等多种地质条件,应用比较广泛。
        ②潜水钻机成孔
        潜水钻机是一种旋转式钻孔机械,其动力、变速机构和钻头连在一起,并加以密封,可下放至孔内地下水中切土成孔,采用正循环工艺注浆、护壁和排渣。潜水钻孔适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、砂土及强风化岩层,不宜用于碎石土。


        ③冲击钻机成孔
        冲击钻机成孔是用动力将冲锥式钻头提升到一定高度后,靠自由下落的冲击力来掘削硬质土和岩层,然后用淘渣筒排除渣浆。它可用于黏性土、粉质黏土,特别适用于坚硬土层和砂砾石、卵漂石及岩层。
        (4)清孔
        钻孔达设计标高后,应测量沉渣厚度,立即进行清孔。以原土造浆的钻孔,清孔可采用射水法,此时钻头只转不进,待泥浆相对密度降到1.1kg/m3左右即可;注入制备泥浆的钻孔,采用换浆法清孔,即用稀泥浆置换出浓泥浆,待泥浆的相对密度降到1.15 ~ 1.25kg/m3 即认为清孔合格。在清孔过程中通过置换泥浆,使得孔底沉渣排出。剩余沉渣厚度的控制是:对端承桩不大于50mm,对摩擦端承桩及端承摩擦桩不大于100mm,对摩擦桩不大于300m。
        1.4 锤击沉管灌注桩施工技术
        在锤击沉管灌注桩施工时,用桩架吊起钢套管,关闭桩尖活瓣或安放到预先设在桩位处的钢筋混凝土预制桩靴上。套管与桩靴连接处要垫以麻、草绳等,以防地下水渗入管内。然后缓缓放下套管,压进土中。套管顶端扣上桩帽,检查套管与桩锤是否在同一垂直线上,其偏斜不大于0.5%时,即可起锤沉套管。先用低锤轻击,若无偏移,才正常施打,直至符合设计要求的贯入度或标高。在检查管内无泥浆或水进入后,即可灌注混凝土。套管内混凝土应尽量灌满,然后开始拔管。拔管时应保持连续低锤密击不停。拔管中要随时探测混凝土落下的扩散情况,注意使管内的混凝土保持略高于地面,直到全管拔出为止。桩的中心距小于5倍桩管外径或小于2m 时,均应采取跳打的方式,且中间空出的桩需待邻桩混凝土达到设计强度的50%以后方可施打,防止因挤土而使前面的桩发生桩身断裂。
        2常见问题及解决方法
        2.1 钻孔坍塌
        ①最主要的问题是因为护筒埋得不深,引起护筒底进水。进行解决的方法:马上把护筒拆下,再进行第二次安装,然后再进行钻孔。
        ②由于地质原因形成坍孔,比如遇到比较松软的沙土层。如果出现这种情况,应及时向孔内注入石块、速凝水泥等,用这种方法形成坚固的筒壁。
        ③因为泥浆浓度达不到质量要求,所以引起护壁松软,遇到这种情况可以增加粘土的数量,从而使泥浆浓度达到标准。
        2.2 卡住钻锤
        ①如果探头出现卡钻现象,可以运用打捞钩来制约钻锤,从而使其左右摆动,上下移动。
        ②如果钻孔形状是梅花形,也很容易出现卡钻现象,可以通过摆动钢丝绳,从而把钻锤转变为其它角度提拉。
        2.3 钻孔减小
        ①在实际操作当中遇有松软土,自身吸水能够胀大,从而引起钻孔减小,这时可以运用钻锤多次打磨孔壁,保持钻孔直径不变。
        ②有的情况是由于钻头使用时间过长,自身变形,导致钻孔过小,这时要马上对钻头进行维修。
        2.4 钻孔位置不精确。
        ①在钻孔时遇有坚硬石块,容易使钻头发生歪斜,这时应对钻头进行重新调整,在钻头工作当中要经常进行观察。
        ②因为钻孔的底座没有固定好,发生自身位置移动现象。这时应该加固底座,打实四周土壤,最好能使钻头匀速运转。
        3结语
        灌注桩的施工是一个综合性很强的施工技术,需要抓好施工过程中每一个环节,在实践中不断创新和完善。总而言之,灌注桩施工技术是土木工程施工中的重要组成部分,因此要熟练的掌握施工技术,才能保证施工质量,提高施工水平。
参考文献
[1]丁红霞.关于土木工程施工技术的探讨[J].江西建材,2013(01).
[2]曾令枢.关于土木工程中灌注桩施工技术的探讨[J].科学之友,2013(04).
 
 
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