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施工组织论文
摘要
随着中国市场经济的快速发展,国家实力的提高,各项高科技技术水平也在不断提升。
钻孔灌注桩作为一种适应性强、成本较低、便于施工的基础形式被广泛地应用于桥梁施工当中。
由于灌注桩属于隐蔽工程,并且影响其施工质量的因素很多,这就要求在施工过程中对每一环节都必须严格要求。
钻孔灌注桩施工质量直接影响的是公共安全,可见其质量缺陷后具有十分大的社会危害,钻孔灌注桩施工作为建筑行业一项重要的技术环节,施工质量的好坏决定了工程的质量、进度与企业的经济效益,完善并改进钻孔灌注桩施工工艺是把握施工质量的保障。
工程项目质量的优劣不仅关系到国家经济建设的发展,还关乎到人民生命财产安全。
因此,在钻孔灌注桩施工中,要严格监制、科学管理、规范施工,从而提高工程的质量。
关键词:
公路桥梁;钻孔灌注;施工技术;处理;
目录
目录3
1引言4
2钻孔灌注桩施工工艺流程4
3钻孔过程中常出现的问题及处理5
3.1塌孔5
3.2灌注时产生井壁坍落5
3.3缩颈6
3.4桩底沉渣量过多6
3.5断桩6
4水下混凝土灌注中出现的问题及处理7
4.1护筒周边冒水7
4.2钢筋笼上浮7
4.3导管堵塞8
5钻孔灌注桩施工质量缺陷的常用的处理方法8
6钻孔灌注桩的质量控制9
结语10
参考文献11
1引言
桥梁的桩基础根据施工方法的不同可分为:
沉入桩"钻孔桩"挖孔桩,而钻孔桩则是桥梁桩基础中比较常见的一种施工方法。
而钻孔桩的施工在施工过程中受到的因素比较多,容易产生断桩等施工通病。
本文结合多年来的工程施工实践,分析了钻孔桩钻孔及混凝土灌注过程中遇到的一些问题,分析了产生问题的原因,总结出了一些规律和防治措施,为今后的施工起到一些帮助。
钻孔灌注桩是建筑方面广泛应用的一种基础形式,具有适应性强"施工操作简单,设备投入不大等优点。
但是由于钻孔灌注桩的施工大部分是在地面以下进行,其施工过程无法直接观察,成桩后也不能进行直接开挖验收,所以它又是最容易出现质量问题的一种基础形式。
近年来国内的建筑业发展十分迅速,人们对建筑业的关注度也日益增加。
当前钻孔灌注桩施工技术含量越来越高,施工程度也越来越复杂。
施工工艺作为建筑项目中的一项重要环节,质量的好坏不仅影响工程的质量与进度,甚至还关系到人民生命安全。
在钻孔灌注桩施工中,由于监管松懈、操作失误、自然环境等原因,很容易造成施工质量缺陷,从而对钻孔灌注桩施工质量提出了更高的挑战。
因此,企业要重视钻孔灌注桩施工的质量,建立一个完整规范的检测模式,及时发现施工中存在的质量缺陷,并进行分析总结,使钻孔灌注桩的施工工艺更加规范标准。
2钻孔灌注桩施工工艺流程
钻孔灌注桩施工工艺有着较广的适用范围,了解施工工艺流程有助于施工质量的把握。
该施工工艺流程大致分为以下几个方面:
(1)钻孔灌注桩施工工艺有着较广的适用范围,了解施工工艺流程有助于施工质量的把握。
该施工工艺流程大致分为以下几个方面:
施工准备。
包括场地布置,机械设备的选择,原料的准备。
(2)钻机安装定位。
施工质量的好坏很大程度上取决于钻机的安装定位。
安装钻机时要选择平整稳定的场地,防止钻孔过程中,土质疏松导致钻机偏移。
定位钻机时,要保证垂直度,其位置偏差不大于2cm。
(3)埋设护筒。
为防止孔壁坍塌,埋设护筒很重要。
在钻孔时,地下水位的孔壁也可能会发生向内塌陷。
埋设护筒能够确保孔内水头比地下水位水头高,增加静水压力,从而有效保护孔壁。
(4)制备泥浆。
优质的泥浆能够在孔壁上形成保护层,阻断渗流,起到保护孔壁作用。
要根据钻孔方法与施工实际情况来确定泥浆浓度。
(5)钻机钻孔过程。
钻孔是该施工工艺关键环节,钻孔的好坏决定了成孔的质量。
因此,严格控制施工操作至关重要。
钻孔时,对准中线及垂直度,埋好护筒,保证开孔质量。
施工过程中,要随时检查钻孔是否出现偏斜。
(6)清孔。
清孔的目的是清除残渣,抽出孔内泥浆,减少沉淀厚度,防止沉淀过厚降低桩的承载力,还可以为灌注创造好的条件。
钻孔的深度、位置直接关系到桩的曲直度。
要防止时间过长泥浆沉淀,引起塌陷,因此要及时对孔底进行清理,并且需要根据不同钻机钻孔而灵活处理,防止出现质量事故。
(7)灌注过程。
清孔后用导管灌注混凝土,要确保灌注的连续性,防止灌注中断出现断桩现象。
导管在使用前要进行水密性与承压测试,以确保质量。
3钻孔过程中常出现的问题及处理
3.1塌孔
造成原因:
由于地层的复杂性,在钻孔的过程中经常会有塌孔现象的发生究其原因有很多,但是最主要的是由于在使用冲击钻进行钻孔时,特别是河床下钻孔,由于护筒埋设深度问题和泥浆浓度等问题,导致钻孔区域较大的反冲击力,进而导致上部砂性淤泥层坍塌,有时会导致坍塌的土层将设备掩埋,导致停钻,这时不得不采取高压射水法来解决问题,清除泥浆后还要采取回填土等补救措施,在经过一段时间土层稳定后再行钻孔在一些透水性较强的土层作业时,由于土层不稳定,土质疏松,所以会导致在钻孔时由于泥浆护壁质量和水头高度达不到要求,水位突然下降等问题导致突然性的塌孔,这种情况具有一定的突发性,经常导致大面积塌孔现象,还有一种塌孔的诱因就是护筒埋设问题,有时由于护筒埋设问题处理不当,导致护筒歪斜和塌孔现象发生。
防治措施:
先将场地夯实平整,轨道枕木要均匀着地,安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线,钻杆位置偏差不大于20mm,在不均匀地层中钻孔时,采用自重大、钻杆刚度大的钻机,进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时,钻速要打慢档,另外,安装导正装置也是防止孔斜的简单有效方法。
钻孔偏斜时,可提起钻头,上下反复扫钻几次,以便削去硬土,如纠正无效,应在孔中局部回填粘土或片石至偏孔处0.5m以上,重新钻进。
3.2灌注时产生井壁坍落
造成原因:
因工程地质情况较差,施工单位组织施工时重视不够,在灌注工程中,井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等造成类泥砂性断桩;成孔后灌注水下混凝土时也会发生坍孔现象,若坍塌不止,应将导管拔出,以粘土回填重新成孔;轻微坍落在施工中不易被察觉,声测时会发现局部囊泥或夹砂现象。
如在盘海高速公路施工中,地质条件为粉砂,经常发生井壁坍塌现象,声测时,曾发生过夹砂现象,预防此类缺陷,应该加大施工过程的质量监督力度,并根据地质状况在钻孔过程中加大护壁力度,成孔后及时灌注混凝土。
防治措施:
在松散易坍的土层中,适当埋深护筒,用粘土密实填封护筒四周,必须注意保持护筒安装垂直,使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和粘度,保持护筒内泥浆水位高于地下水位。
搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。
成孔后,待灌时间一般不应大于0.5小时,在保证施工质量的情况下,尽量缩短混凝土的灌注时间。
3.3缩颈
造成原因:
在钻孔过程中,由于钻锥磨损或焊补不及时,再或地层中遇到膨胀的软土、粘土、泥岩等,容易产生缩颈现象,即出现膨胀性软土,俗称探头泥,成孔检验不太挡事,但至下冲扩后仍下不去,则须回填重新钻孔。
如反复多次仍不能成孔,就在锥头上加焊合金钢,再度扩大孔径,成孔后重新浇筑。
防治措施:
采用优质泥浆,降低失水量。
成孔时,应加大泵量,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。
如出现缩颈,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
3.4桩底沉渣量过多
由于清孔不干净或未进行二次清孔,泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起,钢筋笼吊放过程中,未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底;清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。
防治措施:
成孔结束后应立即清孔,将孔底残留的沉渣清理干净,清孔后还须将换浆,将孔内含砂量大、泥浆性能差、容易在孔底沉淀的砂浆换成性能好、并能确保在换浆完毕到砼灌这段时间内,孔底不产生或少产生沉淀物的泥浆,待有关单位验槽合格后方能下钢筋笼,然后进行第二次清孔,从第二次清孔停止至砼浇时间应进行严格控制在合适的范围内,否则应重新清孔,以减少沉渣。
3.5断桩
造成原因:
由于导管底端距孔底过远。
混凝土被冲洗液稀释,使水灰比增大,造成混凝土不凝固,形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充,受地下水活动的影响或导管密封不良,清洗液浸入混凝土使水灰比增大,形成桩身中段出现混凝土不凝体。
由于在浇注混凝土时,导管提升和起拔过,露出混凝土面,或因停电、待料等原因造成夹渣,出现桩身中岩渣沉积成层,将混凝土桩上下分开的现象,浇注混凝土时没有从导管内灌入,而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土,使混凝土离析造成凝固后不密实坚硬,个别孔段出现疏松、空洞的现象。
防治措施:
成孔后,必须认真清孔,冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定,冲孔后要及时灌注混凝土,避免孔底沉渣超过规范规定,灌注混凝土前认真进行孔径测量,准确算出全孔及首次混凝土灌注量,混凝土浇注过程中,应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深,提升导管要准确可靠,并严格遵守操作规程,严格确定混凝土的配合比,混凝土应有良好的和易性和流动性,坍落度损失应满足灌注要求。
在地下水活动较大的地段,事先要用套管或水泥进行处理,止水成功后方可灌注混凝土,灌注混凝土应从导管内灌入,要求灌注过程连续,快速,准备灌注的混凝土要足量。
在灌注混凝土过程中应避免停电,停水,绑扎水泥隔水塞的铁丝应根据首次混凝土灌入量的多少而定,严防断裂,确保导管的密封性,导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定,切勿起拔过多。
4水下混凝土灌注中出现的问题及处理
4.1护筒周边冒水
造成原因:
埋设护筒的周围土不密实,或护筒内外水位差太大,或钻头起落时碰撞护筒。
防治措施:
在埋设护筒之前,桩位与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实,保证护筒高出地面30cm或水面1m至2m在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持的水头高度。
钻头起落时,应防止碰撞护筒。
发现护筒周边冒水时,应立即停止钻孔,用粘土在四周填实加固。
若护筒严重下沉或移位时,则应重新安装护筒。
4.2钢筋笼上浮
造成原因:
钢筋笼放置初始位置过高,混凝土流动性过小,导管在混凝土中埋置深度过大使钢筋笼被混凝土拖顶上升。
当混凝土灌至钢筋笼下,若此时提升导管,导管底端距离钢筋笼仅有1m左右时,由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼的上浮。
由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇注时间较长,已接近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定的握裹力,如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上升。
防治措施:
钢筋笼初始位置应定位准确,并与孔口固定牢固。
加快混凝土灌注速度,缩短灌注时间,或掺外加剂,防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小,混凝土接近笼时,控制导管埋深在1.5m至2.0m。
灌注混凝土过程中,应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深,当混凝土埋过钢筋笼底端2m至3m时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上。
导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m至4m不宜大于5m和小于1m严禁把导管提出混凝土面。
当发生钢筋笼上浮时,应立即停止灌注混凝土,并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消失。
4.3导管堵塞
造成原因:
初灌时,隔水栓堵管,混凝土和易性、流动性差造成离析,混凝土中粗骨料粒径过大,各种机械故障引起混凝土浇筑不连续,在导管中停留时间过长而卡管,导管进水造成混凝土离析等。
防治措施:
使用的隔水栓直径应与导管内径相配,同时具有良好的隔水性能,保证顺利排出。
在混凝土灌注时,应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。
水下混凝土必须具备良好的和易性。
配合比应通过实验室确定。
坍落度宜为18至22cm。
粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4且应小于40mm。
为改善混凝土的和易性和缓凝。
水下混凝土宜掺外加剂,应确保导管连接部位的密封性。
导管使用前应试拼装,试压。
试水压力为0.6至1.0MPa。
以避免导管进水,在混凝土浇筑过程中。
混凝土应缓缓倒入漏斗的导管。
避免在导管内形成高压气塞,在施工过程中,应时刻监控机械设备,确保机械运转正常,避免机械事故的发生。
5钻孔灌注桩施工质量缺陷的常用的处理方法
(1)原位复桩法:
对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩进行清理后,在原位重新浇筑一根新桩,做到较为彻底处理,此种方法效果好,难度大,周期长,费用高,可根据工程的重要、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。
(2)接桩法:
当成桩后桩顶标高不足,常采用接桩法处理,方法有以下几种:
开挖接桩,挖出桩头,凿去混凝土浮浆及松散层,并凿出钢筋,整理与冲洗干净后用钢筋接长,再浇混凝土至设计标高;嵌入式接桩,当成桩中出现混凝土停浇事故后,清除已浇混凝土有困难时,可采用此法。
(3)补桩法:
桩基承钻孔补强法,此法适应条件是基身混凝土严重蜂窝、离析、松散、强度不够及桩长不足,桩底沉渣过厚等事故,常用高压注浆法来处理,但此法一般不宜采用。
桩身混凝土局部有离析蜂窝时,可用钻机钻到质量缺陷下一倍桩径处,进行清洗后高压注浆。
桩长不足时,采用钻机钻至设计持力层标高。
对桩长不足部分注浆加固台(梁)施工前补桩,如钻孔桩距过大,不能承受上部荷载时,可在桩与桩之间补桩。
(4)改变施工方法:
桩基事故有些是因为施工顺序错误或工艺不当所造成,处理时一方面对事故桩采取适当的补救措施,另一方面要改变错误的施工方法,以防止事故的发生。
常用的方法有以下:
改变成桩施工顺序,桩布置太密不便施工时,可采用间隔成桩法改变成桩方法,如成孔桩出现较大的地下水时,采用套管内成桩的方法。
(5)修改设计:
改变桩型,当地质资料与实际情况不符时,造成桩基事故,可采用改变桩型的方法处理,如灌注桩成桩困难时,可采用打预制桩,改变桩位,灌注桩出现废桩或遇到地下管线障碍。
可改变桩位方法处理上部结构卸荷,有些重大桩基事故处理困难,耗资巨大,只有采取削减建筑层数或用轻质材料代替原设计材料,以减轻上部结构的荷载。
6钻孔灌注桩的质量控制
质量控制应注重预防为主,即在施工前做好充分准备工作!
制定相应的防范措施!
并责任到人,严把队伍进场关,一流队伍投标,二流队伍进场,三流队伍干活儿的现象在建筑市场上仍然存在,只有从严把关,使一流人才、先进的工艺、过硬的设备进场,才能为优良工程打下坚实的物质基础。
严把检测关,桥梁钻孔灌注桩无破损检测是确保施工质量的一个重要技术检测手段,要对承担本工程桩基无破损检测任务的单位和个人进行资格审查,逐根桩检测,对处理后的缺陷桩还要进行二次检测。
结语
由于钻孔灌注桩在施工过程中工序复杂,孔灌注桩有许多优点,但由于施工环节多,工艺复杂,成桩质量有可能受到多种因素的干扰和制约,严重时会导致桩身承载力的明显降低,甚至造成病桩、断桩等重大质量事故,随时都有可能出现各种质量问题,这就要求施工人员及质检人员,要认真执行桥涵规范及质量评定标准。
在施工准备阶段及施工过程中,对每道施工工序要严格把关,必须对钻孔灌注桩的施工全过程进行严格的质量控制和检测,发现问题采取积极有效的控制措施,对于不符合规定的工序进行返工直至合格,未经检验合格时不允许进行下道工序。
只有对施工的全面质量控制,严格各道施工工序的质量管理,才能保证施工过程的质量安全。
参考文献
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