探析建筑工程冲孔灌注桩的施工技术与质量控制

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:许铁栋
[导读] 摘要:冲孔灌注桩施工是建筑施工中的基础环节,对于整个建筑项目的质量影响较大,做好冲孔灌注桩施工部分的施工质量控制是确保整个建筑项目工程质量和使用寿命的根本保障。
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        摘要:冲孔灌注桩施工是建筑施工中的基础环节,对于整个建筑项目的质量影响较大,做好冲孔灌注桩施工部分的施工质量控制是确保整个建筑项目工程质量和使用寿命的根本保障。本文主要对冲孔灌注桩的施工技术要点,施工中常见问题与处理方法进行了研究。
        关键词:建筑工程;冲孔灌注桩;施工技术
        引言:冲孔灌注桩技术由于其拥有施工噪音低,单桩承载能力高,施工效率高以及易于操作等优势,被广泛的运用到各种施工过程中。作为建筑工程中最为特殊的施工工作之一,冲孔灌注桩的施工至关重要。只有充分了解冲孔灌注桩技术的工作原理,以及施工过程可能会发生的问题,才能制定有效的解决措施,保证工程施工质量。
        一、冲孔灌注桩的概念
        冲孔灌注桩属于一种灌注桩施工方法,灌注桩施工主要是通过在施工现场的桩位中进行打孔,再将钢筋笼放入孔中,实施灌注,待混凝土凝结,就形成了灌注桩。而冲孔灌注桩作为灌注桩中的一种施工类型,具体的施工技术是将钻头控制在一定高度,通过控制钻头运动对地面进行冲击,在强大的钻头冲击力下,在地面形成桩孔,通过除去多余的渣土、碎石等,落入钢筋笼,做好泥浆护壁,再实施混凝土浇筑,形成灌注桩。这种冲孔灌注桩对于距离较近的建筑物和周边环境影响不大,具体桩深和直径大小也可以按照设计要求进行,桩根可以深入到较深的地下岩层,为建筑物提供更大的承载力。因为冲孔灌注桩的施工工序比较复杂,对于施工技术的要求比较高,因此在施工中易发生安全事故。另外,灌注桩要完全成型,发挥稳定的承载力,需要一定的时间。
        二、冲孔灌注桩的施工技术要点
        1、冲击钻孔
        在冲击钻成孔阶段,应小冲程开孔,并应使初成孔的孔壁坚实、竖直、圆顺,能起到导向的作用,待钻进深度超过钻头全高加冲程后,方可进行正常的冲击。在此基础上,需使用冲击锤进行上下反复冲击,并使用由水和红黏土构成的泥浆护壁。在制作泥浆时,还应选用粒径不超过0.005mm且塑性指数超出25的黏土,黏土颗粒应不小于50%。同时,在各施工桥台旁边,应完成泥浆循环池和沉淀池的开挖,并利用泥浆槽连接。通过设置过滤网,则能完成钻渣的分离。在焊接护筒时,则要保持持续跟进,直至见到风化岩。利用卷扬系统,则可以进行冲击锤的提升控制。在冲击作用下,孔中存在的石头和泥土将被破碎和挤入孔壁,从而为孔壁提供保护。为确保新的岩土层能够得到冲击,还要使用泥浆悬浮土石渣,并利用循环泵将其排入泥浆池。此外,还应确保新浇筑桩与邻桩保持5m以上距离,以免已灌注的桩受到影响。如果桩距在5m以内,还要确保混凝土强度能够达到设计要求的70%以上。
        2、清孔
        孔底高程达到设计桩底高程后,彻底出渣并降低泥浆比重,达到孔底无沉渣、泥浆比重和砂率满足规范要求为止。此步骤应注意以下几点:(1)清孔过程中泥浆比重应缓慢降低,如降低过快,会造成泥浆浮力不足而导致出渣不彻底,孔底有沉渣、砂率无法降低到规范要求等情况发生,如发生以上情况应重新造浆,重新清孔,切忌强行浇筑;(2)清孔过程中应使用锤头反复搅动孔底泥浆和沉渣,以帮助孔底沉渣上浮并排出孔外;(3)泥浆比重和砂率严格按照规范控制(泥浆比重小于1.1g/cm3,砂率小于3),以保证浇筑过程中混凝土顺利上涌。第一次清孔达到要求后,由于要下放钢筋笼及导管,孔底会产生一些新的沉渣,因此待钢筋笼及导管安放就绪后,必须利用导管进行二次清孔,以保证桩底质量。
        3、安放钢筋笼和下导管
        在成孔后,安放钢筋笼之前,一定要对桩孔(垂直度、孔径、孔深)进行再次检查,再起吊并安放钢筋笼。吊装钢筋时,要仔细检查起吊设备和钢筋吊点正确。在放置钢筋笼时,要保证钢筋笼准确的安放在孔洞中,避免因为吊放过程中定位不准确而造成钢筋笼变形或者错位。完成安放钢筋笼后要马上进行下导管工序,导管应在桩孔中间稳步沉放,不能触碰钢筋笼、偏位,以免导管在提升时钢筋笼卡管,无法提起。导管出料口距孔底要满足规范要求,一般控制在25~40cm。

导管使用前要进行闭水试验(水密、承压)和接头抗拉试验,合格后方可进行下道工序。下导管后要再次进行清孔,避免沉渣过厚,并要及时进行下一道水下灌注混凝土工序,间隔时间不宜过长。
        4、混凝土浇筑
        混凝土浇筑前需要进行检查,确保混凝土和易性等指标符合要求,混凝土坍塌度控制在18~22厘米,水泥强度等级不应低于42.5,水灰比不宜大于0.5,骨料以河砾石为宜。在混凝土浇筑阶段,需要在拌合站完成混凝土搅拌,然后利用罐车将混凝土运输至施工现场。利用预先安装的导管,则可以完成混凝土的浇筑。在浇筑之前,还应将导管垂直缓慢下降到固定位置,并使灌注架对准孔口中心。为免导管出现漏水漏气等情况,还要使用密封圈将导管拧紧。而导管应该埋在混凝土内1-2m,并且在浇筑过程中始终位于混凝土内。在连续进行混凝土浇筑时,还应加强孔内混凝土位置的探测,并做好导管埋深的调整。完成混凝土浇筑后,需要将导管拆除。
        三、冲孔灌注桩施工中常见问题与处理
        1、斜孔
        在建筑工程冲孔灌注桩基础施工中,受到相关因素的影响,可能出现斜孔的问题,导致孔的垂直度不达标,影响后续施工。出现该问题的原因,主要是冲击设备钻头没有对准基准线,导致孔位偏移。同时,也可能是冲击到达持力层时,钻头受到倾斜岩面的影响而出现偏移的情况。为了有效避免斜孔问题,在冲孔施工前,施工人员需要再三核查成孔点位和标高,并做好设备的定点对位和水平调整工作。针对持力层岩面倾斜的问题,可以使用硬度较高的石块回填,并且在冲孔到达该位置时降低锤击力度和频率。
        2、堵管
        堵管问题发生在混凝土灌注过程,表现为导管堵塞、混凝土灌注不畅的问题,将严重影响混凝土灌注成桩的质量。出现该问题的原因,可能是灌注过程中混凝土没有顺利下落,无法达到标准的坍落度,导致混凝土拌制不均匀。另外,也可能是因为混凝土拌制时使用的骨料粒径过大,或是混入了杂质,导致导管堵塞。为了有效防治该问题,要将混凝土坍落度严格控制在20cm左右,降低运输材料时间,确保拌制均匀性。另外在混凝土拌制过程中,确保骨料粒径<2cm,并严格避免杂质进入混凝土之中。
        3、断桩
        断桩是建筑工程冲孔灌注桩施工过程中比较严重的问题,严重影响成桩质量,导致桩基础施工质量无法达到工程要求。出现断桩现象的主要原因是灌注阶段提出导管的速度过快,或者是在拆除导管时的操作出现问题。为此,在提出导管时,要严格保证提出速率的稳定性和连续性。通常情况下,提出导管速率控制在1m/min为宜,并且要使用测绳进行拆管操作,采用边测边拆的方式。
        四、结束语
        在经济高速发展的今天,为满足社会经济发展需求,必须做好建筑工程建设工作。冲钻灌注桩作为建筑工程施工的重要技术之一,为全面提升工程安全性与质量,需确定其施工方案,做好施工准备工作,规范施工工艺,提高质量控制水平,满足城市化建设需求。
        参考文献
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