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摘要:随着建筑施工的不断发展,钻孔灌注桩技术在其中的应用范围逐渐增加,钻孔桩施工技术因其工艺成熟、成本不高、适用性强、施工操作简单等特点,被广泛应用于房屋建筑、铁路桥梁的桩基系统,以保障建筑地基部位保持较高的强度与承载力。本文主要针对沿海地区软弱地基钻孔灌注桩施工技术在建筑施工中的应用展开详细分析。
一、工程概况
湛江西客站站台雨棚位于广东省湛江市麻章区,结构为混凝土框架结构,雨棚柱采用混凝土结构柱,主梁采用悬挑变截面混凝土梁。项目起点桩号DK91+086.03,终点桩号DK91+636.03,正线总长550m,站台雨棚屋面覆盖基本站台、二站台、三站台全部,覆盖水平投影面积合计19231.61平方米。站台雨棚桩基采用泥浆护壁式钻孔灌注桩,工程桩数量为245根,平均桩长29.59m,桩径1m,总长度7249.55延长米。施工区域主要为由淤泥质土层、淤泥等高压缩性土质构成的软弱地层,分别为素填土(厚度为0.0-4.0m)、淤泥质土(厚度为0.0-4.0m)、软黏土(厚度为0.0-3.0m)、黏土(厚度为0.0-8.8m)、粉质黏土(厚度为1.3-5.5m)、中砂(厚度为1.6-7.8m)等。该土层具有土壤空隙大、吸水率高,结构强度低,受力状态下强度增长缓慢,结构变化大等特点。施工过程中受雨季、台风等不利因素的影响,易产生钢护筒变形、下沉、钻孔泥浆渗漏、缩孔、塌孔、垂直度超标等情况。对钻孔桩施工过程中的有效控制、各工序时间节点衔接及成桩质量保证,难度较大,对施工技术水平提出了较高的要求。
二、软弱地基钻孔灌注桩施工技术要点
(一)做好前期施工准备工作。作为整个软弱地基钻孔灌注桩施工的基础环节,前期准备工作至关重要。一是在进行软弱地基钻孔灌注桩施工前,应安排专人深入现场勘察,综合考虑工程需求,设计出科学的施工方案,所有施工环节及工艺方法均需满足工程相关标准。二是软弱地基钻孔灌注桩施工存在诸多不确定因素,因此需要制定出紧急应对方案,发生突发性事故可以在第一时间将其解决,避免事故的持续发酵。三是在施工前必须对所有工程人员进行安全培训和技术交底,增强安全责任意识和提高施工操作水平。四是对进场材料要严格遵按照工程施工标准进行挑选和检验,确保质量合格后方可投入使用。
(二)严格把控工序节点质量。钻孔灌注桩施工工艺流程:场地平整、桩位放样、埋设护筒、钻机就位、钻进成孔、一次清孔、下放钢筋笼、下灌注导管、二次清孔、混凝土灌注、钻机移位、桩基检测。一是要在钻孔处设置好护筒,护筒坚固程度要达标,护筒高度要高出地面0.5米,防止出现漏水问题。二是必须严格保证泥浆制备质量,泥浆的配比和原料都要依照设计标准严格执行,确保泥浆护壁的效果。
三、软弱地基钻孔灌注桩施工中主要问题及预防措施
软弱地基钻进成孔是影响成桩的关键性工序,是决定下道工序能否顺利进行的关键所在,施工中务必高度重视,密切关注每一个细节,确保一次性成孔。
(一)钻进过程中出现塌孔
如发现排出的泥浆中不断出现气泡,或泥浆突然漏失,则表示有孔壁坍陷迹象。应采取措施;护筒四周选用最佳含水量的粘土分层夯实,在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0~1.5m的水头高度;为避免此类问题的发生,在施工中,严格要求施工人员按施工规范进行施工,深入理解设计意图,塌孔的桩孔应及时回填,当地层呈现稳定状态后,应适当的停置3~5天后再度施工为宜。
(二)灌注过程中出现塌孔
混凝土灌注中泥浆面突然快速升高,有的灌注已接近后期的泥 浆还会流出孔外,紧接着泥浆面又快速下降,而且还会连续不断地有气泡向上涌出,这种现象大多数都是发生了塌孔。发生塌孔的原因一般有两种情况。一种是钢护筒底口周边填土松动引起渗水,导致孔内泥浆面下降;另一种情况是在灌注过程中,孔口周围堆放有拆除的导管、料斗等施工器具,以及混凝土运输车辆过于靠近孔口,再加之灌注中机械设备产生的振动,这些因素都极易引起塌孔。应对措施主要是:一是灌注中一旦出现塌孔 应立即暂停施工,尽快找出发生塌孔的原因,立即采取有针对性 的应对措施,以防塌孔进一步扩大,再用泥浆泵抽排处理。二是若塌孔还在继续,而且塌孔的位置处于下部较深处,那将意味着灌注失败,此时只能拆除导管,并清理孔内已经灌注的混凝土,再将钢筋骨架移除,按照重新回填二次钻孔方法处理。
(三)缩孔
缩孔是软弱地层钻孔灌注桩施工中最常见的质量问题,主要是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,应采用优质泥浆,降低失水量。成孔时,应加大泵送量,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。或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。
(四)清孔后桩底沉渣量过多
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。清孔后,软弱地基中容易产生桩底沉渣量过多的原因主要有:一是使用的泥浆比重过小或泥浆注入量不足,导致桩底的沉渣浮起困难,沉渣堆积在桩底,影响桩与地基的结合。针对这种情况,施工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。二是清孔后等待灌桩的时间过长,致使泥浆沉积或泥浆护壁脱落导致的沉渣过多。应对措施:开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为30-40mm,应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上,以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣,达到清除孔底沉渣的目的。
四、结束语
软弱地基钻孔灌注桩施工,工艺本身风险很高,质量控制难度较大,稍有闪失就会引起一系列严重的后果。所以,在软弱地基中施工务必加强施工过程控制,注重施工细节的预控及处理,准备阶段工作一定要做足功课,考虑周密,问题处理的应急措施一定要有针对性及可操作性,将问题控制在可控范围之内。