泥浆护壁钻孔灌注桩桩芯位置偏移质量控制对策分析--中国期刊网

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泥浆护壁钻孔灌注桩桩芯位置偏移质量控制对策分析

发表时间：2020/12/28 来源：《基层建设》2020年第24期作者：郭炽澳

[导读] 摘要：本文首先阐述了泥浆护壁钻孔灌注桩的概念及应用优势，然后总结了泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术，重点分析了泥浆护壁钻孔灌注桩桩芯位置偏移现象，并提出了位置偏移质量控制策略。

        广东律诚工程咨询有限公司
        摘要：本文首先阐述了泥浆护壁钻孔灌注桩的概念及应用优势，然后总结了泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术，重点分析了泥浆护壁钻孔灌注桩桩芯位置偏移现象，并提出了位置偏移质量控制策略。
        关键词：泥浆护壁；钻孔灌注桩；桩芯位置偏移；质量控制
        一、泥浆护壁泥浆护壁钻孔灌注桩概念
        泥浆护壁钻孔灌注桩是指在工程现场采用泥浆护壁法，通过机械钻孔等方式在地基中形成桩孔，并将预先做好的符合相关标准的钢筋笼吊装放入桩孔中，最后通过导管自下而上灌注混凝土，排出杂质成桩。
        二、泥浆护壁钻孔灌注桩应用优势
        泥浆护壁钻孔灌注桩所涵盖的优势较为明显：首先，泥浆护壁钻孔灌注桩具有较强的渗透性。在房屋建筑、架空线路、公路桥梁等各大领域施工过程中，可以通过对注浆实施加压作业，提升地基的牢固性和渗透性。还能够促进桩基与土壤间，达到有机的结合，使得地基呈现出更为牢固的状态；其次，促进地基稳定性提升。采用泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术的房屋建筑、架空线路等，其地基土质可通过泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术得到压实，不仅能够有效排除土层中原本的空隙，还能够进一步提升地基土层的稳定性，使房屋建筑的地基承载力，符合设计施工要求标准；最后，适用性强。泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术能够应用于多种地质环境和施工条件之下，也能够依照施工中的实际需求情况，对施工方法进行合理的调节。使泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术能够在确保施工工期与质量的基础上，有效降低施工投入成本，节约工程投入成本。
        三、泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术
        1.埋设钢护筒
        在钻孔施工前，必须在地下埋设钢护筒。这将在一定程度上保证控制孔的直径及孔洞垂直度，以免让孔中静水压平衡破坏。埋设钢护筒的要求是保证庄孔中心线和保护筒中心线在一条直线上，钻孔桩孔中心的倾斜度不要超过百分之一，并且其偏差不能超过五十毫米。填充到保护筒周围和底部的粘土必须分层压实。如果有承压水在孔中时，那么保护筒的高度比稳定承压水位必须高两米以上才可以。与此同时必须保证钢保护筒埋设高度要高出地面零点三米才行。确定保护筒的埋设深度还要依据桩位的水文地质条件或设计要求来埋设。
        2.钻孔施工
        在架空线路施工中，钻孔过程主要依赖于钻机，根据已预先设置的轨道进行操作。钻机要固定在轨道上，以免在操作期间从轨道偏离。保证灌注桩基中心和钻机转盘中心在一条垂直线上。技术员调整钻机四脚位置，保证钻机可以在水平方向上控制，同时要保证钻机的垂直轴一直是垂直状态，从而确保钻孔的精度。在钻孔过程中，如果架空线路桩基要求被满足，应立即停止操作，提高钻杆的钻头，钻头和孔底要保持特定空转距离，孔内残渣需要及时清理，然后严格检查，保证钻孔操作达到钻孔要求，这样才能进行下一桩的钻孔工作。一旦钻孔施工完成，需要对其及时清理。在第一次孔清洗过程中，要不断地添加新的泥浆，更换含砂量较大、性能较差的泥浆。然后由泵抽上来并循环进行二次清孔，清孔完成后要对终孔验收，在这个过程中，钻杆的长度，必须检查钻头、钻杆和测绳长度的准确性以免该孔过深抵消孔底淤积。
        3.清孔施工和泥浆护壁
        现在清孔的三种方法是正循环清孔，气举反循环清孔和泵吸反循环清孔，这三种清孔方法是目前最常用的方法。对孔底沉积物的厚度，必须满足以下要求：①端承桩孔底沉积物厚度不高于五十毫米。②孔底沉积物、摩擦桩厚度小于一百毫米。③抗水平力和抗拔桩沉积物的厚度不能超过二百毫米。电容法，电阻率锤法，锤球法和声纳法等已被用于检测沉积物厚度。施工单位一般用绳索测量法确定桩基沉积物厚度，如果人为原因导致检测结果出现很大误差，可以通过选择测量绳针的方法进行测定。泥浆护壁施工的定义是把相对密度的泥浆放入孔里，因为静态的水压将会形成一层泥浆附在泥壁上，可以有效保护孔壁，防止塌孔问题的出现。泥浆护壁施工的定义这也是泥浆护壁的基本工作原理。在泥浆护壁钻孔灌注桩污施工中，泥浆被严格控制是对泥浆性能的要求。
        4.设置钢筋笼
        在正常条件下，制作钢筋笼都是分节部分进行的，以设计尺寸和钻架的允许提升高度为依照进行钢筋笼的制作。制作钢筋笼的关键是保证分段骨架稳定，并确保是交错设置的接头。为了保证设置钢筋笼的精确性和避免外部因素影响变形，可以在外面设置垫块加强保护，通常，水平方向要大于四处，垂直向间距控制在两米。钢筋笼确在局部变形的情况下会与孔壁接触紧密，很容易让钢筋笼上浮，所以对钢筋笼的加工和装配精度需要有效地控制，避免钢筋笼在提升中因碰撞引起变形。钢筋笼吊装时要确保它的中心和桩中心是统一的，以免晃动起来和孔壁碰撞。此外应该注意的是，必须在安装过程中做好防护，不能让钢筋笼因自由坠落掉入桩孔，当钢筋笼符合设计标准高度后把它固定到孔口位置。
        5.灌注混凝土
        混凝土灌注导管的长度要依据桩孔深度来确定，以确定管道直径一般为二十五到三十五厘米。在正式使用前还要对它是试拼，密封检验测试也要同时进行，保证接口与导管牢固。

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为了避免堵管问题的出现，要有效地提升混凝土的流动性，泥土石块和卵石含泥量要小于百分之二。在正常情况下，混凝土的初凝时间被控制在三到五小时之间，这种可以满足浅桩孔的要求，大、深桩灌注时间要比这长很多，并且还要添加缓凝剂。依照合适配合比将水泥和砂子倒入到料斗，按照百分之三十，百分之六十，百分之十的水量进行添加，然后搅匀，这样就提升了混凝土的流动性。加水到出料的时间保持在一分钟之内，灌注水下混凝土在距孔底三十到四十厘米的地方居中插入导管，并在导管上部接入漏斗，隔水球在接口位置设置好，当漏斗装满混凝土之后放开隔水球，混凝土就会下沉到孔底部。
        四、泥浆护壁钻孔灌注桩桩芯位置偏移分析
        1.桩芯位置偏移原因
        桩芯位置是指钻孔施工过程中的实际空间位置偏离设计空间位置，即偏离设计轴线。主要原因包括：（1）地质因素，软硬土层不均，致使钻头受力不均而造成钻头偏离，例如遇到倾斜的岩面、孤石、卵砾石层等。（2）钻杆弯曲、钻杆接头松动，致使钻头晃动范围较大而造成钻孔偏斜。（3）钻机安装不符合规范要求，安装后未使钻机处于水平位置或者施工场地整平压实不彻底，施工中钻机发生不均匀沉降导致钻孔偏斜。
        2.桩芯位置偏移防治措施
        在泥浆护壁钻孔灌注桩施工过程中，要求成孔尽可能垂直。因此，应采取一些有效措施，预防成孔倾斜事故的发生。第一，钻机安装过程中，应保证钻机底座平稳，控制好钻机头钻杆的垂直度、机架平台的水平度，尽量保持钻机顶部、钻盘中心、护筒处于一条铅垂线上，偏差不得超过2ｃｍ。如果钻机设备较重（比如ＧＰＳ－10钻孔桩机），就应考虑不要破
        除桩位及扩大面积以外的混凝土路面，以免钻机倾斜钻出倾斜的孔；第二，确保钻孔深度准确。如使用旋挖钻，一定要在钻进前仔细测量钻头的长度，在钻杆上标识编号，记录各节钻杆的长度，并在钻进中下放时复核；第三，钻机就位后应及时复测钻机平台、护筒的顶标高，以便此后测量孔深与沉渣厚度；第四，正式钻进之前，钻机应先试钻，检验合格后再正式钻进；第五，在软硬土层交界面钻进时，应调低钻速、钻压，必要时还要加设钻杆扶正器。
        3.泥浆护壁钻孔灌注桩桩芯位置偏移质量控制方案对策
        根据相关规范要求，排桩的垂直作业误差不能过大，一般规定禁止大于3‰，技术人员在施工放线时，需结合多种因素进行外放，包括施工工艺、施工水平、施工误差等。同时为确保钢筋混凝土桩主筋净保护层厚度及钢筋笼垂直度符合要求，并在钢筋笼上与土体接触的两侧主筋上焊接钢制垫块固定。
        （1）泥浆中浇筑的混凝土，需要通过有效的方案，使其强度在设计强度要求范围内。钻孔桩施工时应严格控制泥浆的各项指标，特别是清孔后的泥浆质量，避免桩底沉渣使围护桩产生不均匀沉降。
        （2）在桩身混凝土的选择上，应首选商品混凝土；从底部位置处，连续浇筑混凝土，在此过程中，不能中断，实际浇筑环节，混凝土埋入的导管应长于1.5m，浇筑效果应密实性要高，不能有蜂窝麻面情况产生。
        （3）工程中所用到的纵向受力钢筋，主要选择闪光对接焊或机械连接的形式，在受力较小位置处进行接头处理，还要相互错开。
        （4）运输及吊放钢筋笼时，不可出现严重变形的情况。
        （5）环向非均匀配筋钢筋笼在绑扎、吊装、埋设预埋件时，安放方向均应与设计方向一致。
        （6）钢筋笼要超过桩顶设计标高，具体在50cm以上即可，与设计标高相比，浇筑标高要高出大概50cm；进行冠梁浇筑工作前，需要将桩顶位置处多出的混凝土去除，使其表面保持清洁。
        （7）应用隔桩施工的形式，同时，邻桩成孔施工要在24h后。选择泥浆护壁法进行施工时，要先进行护筒预埋。
        结语
        泥浆护壁钻孔灌注桩一般桩径较大、桩长较长，其施工过程基本发生在水面以下，无法进行直接观测，施工难度较大，桩芯位置极易发生偏移。偏移一旦超限，容易导致坏桩，工程处理难度大，经济损失大，直接影响工程的施工质量和进度，造成不良影响。相关人员要协调配合工作，认真分析在技术应用中的问题，严格控制技术要求，为建筑施工的质量安全做好万全工作，降低技术风险，避免不必要的经济损失，提高整体经济效益。
        参考文献：
        [1]吉振华.泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术在房屋建筑工程中的应用分析[J].河南建材，2019（1）：164-165.
        [2]龚俊.关于房屋建筑工程中泥浆护壁钻孔灌注桩桩底注浆施工技术的实践应用[J].现代物业（中旬刊），2018（7）：208.
        [3]赵煦.泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术在房屋建筑工程中的应用分析[J].黑龙江科技信息，2017（16）：238.