混凝土灌注桩施工

发表于 讨论求助 2023-05-10 14:56:27


一、主要施工工程





二、主要特点及应用范围


钢筋混凝土灌注桩:是指直接在桩位上就地成孔,然后在孔内安装钢筋笼、灌注混凝土而成。

优点: 灌注桩能适应各种地层,无需接桩,施工时无振动、无挤土、噪音小,宜在建筑物密集地区使用。

缺点:其操作要求严格,施工后需较长的养护期方可承受荷载,成孔时有大量土渣或泥浆排出。


三、常见的主要类型(根据成孔方式的不同进行分类)



四、质量及安全控制要点(以钻孔灌注桩为例)


(1)施工过程中质量控制要点    

 ⒈桩孔施工(制孔) 

桩位复测验收:轴线与桩位的测量定位必须由专职测量人员测量,平面检查。桩位允许偏差: 

护筒埋设:应准确、稳定。护筒中心的偏差不得大于5cm,护筒内径应大于钻头直径10cm,其高度不宜小于1米。 

泥浆:泥浆护壁对泥浆性能的指标要严格控制,必须符合规范要求。施工过程中护筒内的泥浆面应高出底下水位1米。清孔过程中应不断置换泥浆,直至浇注混凝土。浇注混凝土前,泥浆比重应小于1.151.20,废弃的泥浆、渣应按环保的有关规定处理。 

钻机就位必须进行开孔前验收:钻机转盘中心与用于定位的“+”字线点基本重合,误差不得超过5cm,并检查钻机水平,主动钻杆、立轴导管垂直,整体机架周正稳固。同时要测定机台高度,验测钻具长度,及时记录填表。 

在成孔过程中钻机偏斜,整体塔架晃动,应随时责令施工方矫正垂直度偏差小于1% 

桩径:成孔孔径不得小于设计桩径,要经常检查被磨损的钻头外出刃的大小,防止缩颈。成桩后的有效桩径不得超差±5cm。钻头合金遭到破坏应及时更换、修复。 

混凝土灌注前监理人员须亲自测定孔底沉渣和泥浆比重。测定沉渣必须在循环液处于静止状态,在停泵10分钟后进行,否则测量数据无效。重锤检测时,手感要好,测绳测定计算时孔深要加钻头锥体投影2/3高度,沉渣厚度不得大于5cm(端承桩)和10cm(摩擦桩)。

 各施工参数,桩直径、有效桩长、深度(长度)、桩顶标高、混凝土强度等级等严格按设计要求进行质量控制。端承桩终孔深度以桩端进入持力层的深度及设计桩长双控,摩擦桩终孔深度以设计桩长为主。 

     2.钢筋笼制作 

①进场钢筋必须具备质保书或出厂合格证,规格与设计相符并见证取样送检合格方可使用。焊接长度单面焊为10d,双面焊为5d,焊点错开距离>35d。同一截面上焊点不超过50%,钢筋笼规格与设计相符,允许误差为(a)主筋间距:±10mm。(b)长度:±100mm。(c)箍筋间距:±20mm。(d)直径:±10mm 

②每2米设一组(4根)耳筋,耳筋高度度不小于6cm 

③下钢筋笼前要测笼长度、检查外观质量,验收合格后方可下井,每节钢筋笼焊接后要进行检查验收,合格后才能下钢筋笼。 

④经常抽检:主筋间距、加强筋外径、箍筋间距、直径、焊接长度,要符合设计及规范要求。 

  ⒊钢筋笼放置:设置耳筋,吊直、扶稳、缓下不得碰壁,防止变形弯曲,根据护筒口标高、桩顶标高计算好钢筋笼顶深度和吊筋长度,设置好吊筋,防止跑笼和浮笼。 

  ⒋砼灌注 

⑴混凝土强度等级一般为C25C30,坍落度1820cm。必须具有配合比验证,混凝土拌合前,首先要把原材料砂、碎石含水量检测,确定施工配合比。 

⑵砼试块制作:旁站监理要在现场见证取样,要求每根桩应做一组(3块)试块。须具代表性、真实性。 

⑶导管:直径宜为2530cm,底管长度不宜小于4米。密封、同心度要符合要求,使用前在地面接好,通水试压(0.61.0Mpa)检查,确认不漏水、不弯曲方可下井使用,底口距井底3050cm 

⑷起拔导管应缓慢不得刮碰钢筋笼。 

⑸要控制好清孔结束至开灌时间的间歇,如时间过长,应重新清孔测沉渣。

⑹首灌时,监理必须在场监督,混凝土首灌量必须满足使导管一次埋入砼面以下0.8米以上,每次减管时应测混凝土浆面,始终保持导管在砼中的埋深不少于2米。 

⑺监督连续浇筑,间断时间不得超过45分钟。

⑻最终砼面标高必须高出桩顶标高一倍桩径,等开挖破桩时凿除。

⑼混凝土灌结束时,要测量混凝土面标高,计算实际混凝土方量和理论混凝土方量及充盈系数,并做详细记录。    

       5.钻孔灌注桩常见病害的成因及防治     

⑴钻孔灌注桩包括成孔和成桩两大过程,是项工序环节较多,工艺比较复杂,技术要求较高,工作量较大,并需在一个较短时间内快速完成水下灌注混凝土的隐蔽工程。施工过程控制受人为因素影响较大,稍有疏忽,就难免出现质量病害,造成病桩或断桩等重大质量事故,危及桩基工程的质量。  为此,必须以系统工程的观点,推行全面质量管理,明确工序质量标准,建立严格的施工管理和工序质量检查制度,以工序过程控制,来保证成桩质量。在完善施工工艺、提高操作技能的基础上,认真分析成孔、成桩过程常见病害的产生原因,总结研究其预防治理措施,以期将施工质量病害的影响减至最低限度,高标准、高质量地完成桩基施工任务。    

⑵成孔过程     

①护筒冒水:护筒外壁冒水,严重的会引起地基下沉、护筒倾斜和位移,造成成孔偏斜,甚至无法施工。  病因分析:埋设护筒时周围填土不密实;或护筒内水位相差太大;或钻头起落时碰撞。  防治措施:埋护筒时,坑底与四周选用最佳含水量的粘土层分层夯实;在护筒适当高度开孔,使护筒内保持有1~1.5m的水头高度;起落钻头时,防止碰撞护筒。初发现护筒冒水时,可用粘土在四周填实加固,如护筒严重下沉或位移,则应返工重埋。     

②钻进极慢或不进尺:如在硬可塑粘土层中钻进极慢,一般都在8~10h,约占单桩钻进时间的60%~70%  病因分析:钻头选型不当,合金刀具安装角度欠妥,刀具切土过浅,钻头配重过轻,钻头被粘土糊满。  防治措施:更换或改造钻头,重新安排刀具角度、形状、排列方向,加大配重,加强排渣,降低泥浆比重。     

③桩孔孔壁坍塌:成孔中或成孔后,孔壁不同程度塌落。成孔中,排出的泥浆不断出现气泡,有时护筒内的水位突然下降,均为塌孔的兆头。  病因分析:主要是由于土质松散,加之泥浆护壁不好;护筒埋设不好;筒内水位不高;提住钻头钻进,钻头钻速过快,或空钻时间太长,都易引起钻孔下部坍;或成孔后待灌时间和灌注时间过长。  防治措施:在松散易坍土层中适当深埋护筒,密实回填土;使用优质泥浆,提高泥浆比重和粘度;升高护筒,终孔后补给泥浆,保持要求的水头高度;保证钢筋笼制作质量,防止变形;吊放时要对准孔位,吊直扶稳,缓缓下沉,防止碰撞孔壁;成孔后,待灌时间一般不应超过3h,并应尽快灌注速度,缩短灌注时间。    

④桩孔局部缩径:指局部孔径小于设计孔径。  病因分析:泥浆性能欠佳,失水量大,引起塑性土层吸水膨胀,或形成疏松、蜂窝状厚层泥皮;邻桩施工间距和时间间隔不当,土层中应力尚未消散,新孔孔壁软土流变;钻头直径磨损过大。  防治措施:采用优质泥浆,控制泥浆比重和粘度,降低失水量;当设计桩距<4米时,应跳隔1~2根桩施工;或新桩孔尽可能在邻桩成桩36h后开钻;选用双导正环保径的笼状钻头;用轻泥浆和足尺寸钻头扫孔;扫通清孔后忙灌注混凝土。 ⑤桩孔偏移倾斜:成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。  病因分析:钻机安装不平,或钻台下有虚土产生下均匀沉陷:桩架不稳,钻杆导架不垂直,钻机磨损,部件松动,护筒埋设偏斜,钻杆弯曲,主动钻杆倾斜,遇旧基础或大弧石等地下障碍物.土层软硬不均或基岩倾斜。  防治措施:钻机安装周正、水平、稳固,天车前缘切点、转盘中心和护筒中心三点成一线,护筒不偏斜,钻杆不弯曲,主动钻杆保持垂直.增添导向架,控制提引水龙头,尽可能采用钻铤加压,清除地下障碍物;如在硬塑粘土层中发生偏斜时,用砂、粘土混合物回填至偏斜处以上1~2m,待密实后用平底合金钻头轻压慢转纠斜,在基岩面发生倾斜时。可投入20~40mm粒径碎石,略高于偏斜处,冲击密实后用平底合金钻头、牙轮滚刀钻头或平底钢粒钻头纠斜。    

⑥孔底沉渣过多:孔底沉淤、残留泥砂过厚,或孔壁泥土塌落在孔底,使沉渣超标。  原因分析:泥浆过稀.清孔未净;清孔泥浆比重过小或清水置换;钢筋笼吊放未垂直对中.碰刮孔壁泥土坍落孔底;或清孔后待灌时间过长,泥浆沉淀;或沉渣厚度测量的孔底标高不统一。  防治措施:终孔后,钻头提离孔底1~20cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于30min;清孔采用优质泥浆,控制泥浆比重和粘度下要直接用清水置换,钢筋笼垂直缓放入孔.避免碰撞孔壁;清孔完毕立即迅速灌注混凝土;用平底钻头时,沉渣厚度从钻头底部所达到的孔底平面算起;用底部带圆锥的笼头钻头时,沉渣厚度对钻头下端圆锥体高度的中点标高算起。或采用导管二次清孔,冲孔时间以导管内侧量的孔底沉渣厚度达到规范要求为准;提高混凝土初灌时对孔底的冲击力;导管底端距孔底控制在40~50cm,初灌混凝土量,必须满足导管底端能埋入混凝土中0.8~1.3m的要求,利用隔水塞和混凝土冲刷残留沉渣。

⑶成桩过程    

①导管堵塞:灌注过程中,混凝土在导管中不能下落,影响灌注工作顺利进行。     病因分析:初灌时隔水塞堵管;粗骨料粒径过大:混凝土坍落度不合要求,和易性、流动性差;拌合不均匀.产生离析;导管连接部位和焊缝不密封,发生漏水,管内形成水塞,当管内混凝上不满而含有空气时,混凝土整斗倾入导管,导致管内形成高压气塞,或气塞挤破管节间密封垫继而导致导管漏水;机械发生故障,导管内混凝土已初凝,增大下落阻力。 

防治措施:隔水塞直径应与导管内径匹配,能从管内顺利排出.隔水胶垫应安装在隔水塞的顶面,先灌入0.2~0.3m3水泥砂浆,后灌入混凝土,防止骨料卡阻水塞;选用粒径小于25mm的粗骨料,其最大粒径不大于导管内径和钢筋笼主筋最小净距的1/4;严格控制混凝土配合比,坍落度控制在18~22cm;混凝土拌合均匀.搅拌机拌合时间大于90s,确保导管连接部位焊缝的密封性,导管应在大于0.5~0.77Mpa下试压时间大于15min而下泄漏,以免在导管内形成水塞:在浇灌过程中,混凝土宜徐徐倒入导管,避免在导管内形成高压气塞;确保机械运转正常,必须有备用搅拌机,必要时,可在混凝土中掺加缓凝剂;采用长杆冲捣,强力抖动导管,或在导管上端安装震动器等方法迫使隔水塞或混凝土下落。如上述方法处理无效,应立即提出导管进行清理,视孔内混凝土情况置新浇灌或接桩处理。    

②钢筋笼上浮或下沉:指钢筋笼的位置高于或低于设计位置的现象。上浮较大时,降低了桩体抗水平剪切能力;下沉过多,给土建施工带来麻烦和损失。  病因分析:钢筋笼放置初始位置过高或过低;混凝土流动性过小,导管在混凝土中埋置深度过大(6m以上)钢筋笼被混凝土顶托上浮;导管掩埋过长,提升时易摇晃,难以对准笼的中心,易发生挂笼现象;导管提升过猛,混凝土下沉太快,瞬时反冲力使钢筋笼上浮;钢筋笼制作质量不佳,或吊装不当而变形;或桩孔倾斜,钢筋笼随之而变形,增加了混凝土上升阻力;笼底钢筋向内弯折沟挂导管;钢筋笼与孔口固定不牢,在自重及受压时将铁丝拉长而下沉;或钢筋笼自重较轻,被混凝土顶起。 

防治措施:钢筋笼放置初始位置准确无误,并与孔口固定牢固;为防止铁丝拉长下沉或顶住上升力,可采用吊筋加套管等方法顶住钢筋笼上口;加快浇灌速度,缩短浇灌时间,或添加缓凝剂,防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小;混凝上陷近笼底时,控制导管埋深1.5~2m,尽量减少串插导管,改用转动导管密实混凝土;每浇灌一斗混凝土,检查一次埋深,勤测深,勤拆管,直到钢筋笼埋牢后.恢复正常埋置深度;钢筋笼制作平直不变形,主筋底端可适当向外弯折,并增加封底箍筋:导管对中桩孔,导管接头处套装锥形活动护罩或加密焊接防护斜筋;导管正常埋置深度一般控制在2~4m,最大不超过而6m,便于转动移位;钢筋笼上升时,停止浇灌混凝土检查埋管深度,拆除部分导管,保持埋管l.5~2m,导管钩挂钢筋笼时,要下降导管.转动移位脱钩后上提。 

③串桩:指灌注的混凝土跑到另一桩孔内的现象.串桩不仅增加待灌桩孔内沉渣厚度.且不易消除,增加成孔难度,还大量增加混凝上用量,造成浪费并影响施工进度,孔斜过大不仅降低了桩的承载力,在受力后桩身还可能被剪断。  病因分析:开挖旧基础钢筋混凝土土梁或石板时,造成桩位在浅部连通;遇抽水渗井时,由于渗井被大量淤泥质杂物充填,周围土质松散,致使一定范围桩位连通,孔距过小,土层软弱、松散,在混凝土冲力作用下,通过侧向挤压使混凝土侵入到相邻桩孔中;孔斜过大或塌孔严重未及时处理,使深部桩位相连。  防治措施:若桩体上部连通,当灌注至连通部位,先排开返出的泥水,同时在连通部位加保护圈,以防泥水及混凝土进入另一桩孔内,而引起塌孔或增加孔内沉渣量,向渗井中下水泥套管,边钻进边下套管,藉以确保施工进度和成桩质量。 

④桩长与设计不符:指桩长大于或小于设计桩长的现象。桩长过大,需破碎,影响后续土建工作,桩长过小,需开挖补桩,既降低桩体强度,又影响施工进度。  病因分析:计算的设计标高有误,监测混凝土面深度不准;最后一次混凝土灌注量不合理。  防治措施:当同一场地有几种不同桩长时,应分别计算它的设计标高并画出桩位设计标高示意图,为准确控制钻孔深度,应在护壁上测量高程作控制深度的标尺,灌注前应准确丈量钻孔深度和孔底沉渣厚度,灌注过程中,要随时测量钻孔内的混疑土面标高,记录导管长度和已灌注的混凝土数量.校核混凝土面高度是否同计算的高度相符,当混凝土灌注到设计的桩顶标高以下约1m时.要计算还需灌注的混凝土数量并应将导管内的混凝土量估计在内。  桩顶段混凝土质量差:指桩顶上部混凝土疏松、夹泥、断裂等质量问题.上部桩身由于缺乏压力,与桩周土接触应力低,而受荷载时桩身上部荷载应力最大,因此桩身破坏最易在上部发生。     病因分析:没有勤测混疑土面.预加的灌注混凝土高度不足,上部压力小,混凝土密度低;导管内混凝土高度减少,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,比重增大,混凝土升顶困难,甚至与泥浆、浮浆接触掺混,造成夹泥、疏松、离析;导管缩短,重量减轻,导管上下串插困难,或串插程度不够;护筒起拔过猛,或起拔护筒不垂直,使护筒粘带未初凝的混凝土,导致混凝土抗拉强度低而掺入泥浆,形成夹泥或断裂面。  防治措施:勤测混凝土面.并在桩顶设计标高以上加灌一定高度的混凝土,其最小高度不宜小于桩长的5%,且不小于2m,以保证设计标高以下的混凝土符合设计要求,孔口加水稀释渣浆,冲出部分稠浆,减小泥浆比重;导管重量减轻时,可以改为人工左右转动导管加压串插密实混凝土,护筒吊绳要周正,起拔护筒要稳、慢,混凝土疏松、夹泥、断裂、可采用压浆补强或补桩。    

⑥断桩:混凝土凝固后不连续,中间被冲洗液等疏松体及泥土充填的间断桩。影响了桩身的整体性,降低了桩体强度和承载力,以致不能满足设计要求。病因分析:坍落度损失大的配方和浇灌过程不连续是造成断桩的重要原因;灌注过程中发生埋管、卡管及其他一些情况都将造成断桩。  埋管:导管在混凝土中掩埋过长,钢筋笼变形,灌注时间过长,混凝土已初凝,内阻力增长,导管被卡死在混凝土内,法兰盘顶住钢筋笼下端,由于孔斜大,笼与孔壁壁摩阻力过大,加上笼内已有一定高度的混凝土导管无法提升。  卡管:骨料级配不合理,含有大粒径的卵石、漂砾;混凝土出拌合机时间或运输路程过长,巳产生离析或局部初凝现象而直接用于灌注;导管密封不良,局部漏水。  其他情况:导管下端距孔底过远,初灌混凝土量不足,导管未被混凝土掩埋,监测失误,导管提升过高.露出混凝土面;混凝土配比失误,耐压强度不足;沉渣厚度过大.桩身受力后沉降量增大,导管提升过猛,孔壁土受冲击脱落,猛放时进入混凝土内。  防治措施:按有关规范要求,通过计算和试配确定混凝土配合比,混凝土应具良好的和易性和流动度,坍落度损失应能满足灌注要求,初凝时间应为正常灌注时间的2倍;要求灌注过程连续,快速、防止出现上述埋管、卡管及其他情况。 


二、施工中安全与文明现场的监控  


⒈严格遵照国家“安全导则”和“安全生产管理条例”进行施工。

⒉做好安全宣传与教育工作,贯彻“安全第一、预防为主”的方针,做好开工前先进行安全教育、培训工作,提高施工人员安全意识,认真落实“谁施工谁负责”的原则。 

⒊监督检查施工单位建立健全安全生产责任制,落实安全生产管理人员,并要求跟班作业,负责施工阶段的安全生产工作。 

⒋做好用电安全工作。生产动力用线做到无破损,接头牢固、安全,并应架空,防止漏电伤人。 

⒌督促施工方对机械设备经常维修保养,并按期检测,保证正常运转,不准带病作业。 

⒍使用吊机、挖机,吊臂旋转范围内严禁站人,并应有专人指挥。

⒎进入施工现场必须佩戴安全帽,不戴安全帽不准进入施工现场。  ⒏成桩后,桩头空洞应及时盖实或回填,防止伤人事故,危险处要设护栏和安放警示牌。 

⒐材料堆放应有序,应按规格、品种分类堆放,应立牌指示,不得混放。

⒑生活垃圾要集中堆放处理,督促施工单位做好社会治安,谨防盗窃,预防火灾,做到文明现场。

11.施工人员严禁进入桩孔内违章作业。

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