钻孔灌注桩的施工方法包括哪些【浅析钻孔灌注桩施工操作控制】

来源:职业教育 发布时间:2019-04-15 06:10:41 点击:

  1引言   钻孔灌注桩基础作为深基础的一种,由于其所用设备简单、操作方便、施工安全等优点,在世界范围内得到了广泛的应用。但由于钻孔灌注桩是在地下加之成孔方法各异、混凝土灌注时间的长短、施工技术人员水平等因素,钻孔灌注桩极易出现各种缺陷,最常见的缺陷有缩颈、扩径、短桩、断桩(夹泥)、混凝土离析及桩顶部分混凝土密实性差等。
  2钻孔灌注桩施工成孔阶段施工方法与控制
  2.1钻进方法的选择
  由于在桩基施工中所遇到的土层种类多种多样,在成孔时就要采取不同的钻进方法,有时即使在同一孔中钻进,也需要几种方法交替使用。譬如,从钻进效率和对地层适应性上,一般回转钻进优于冲击钻进,而对于卵砾石、硬岩地层,冲击钻进又优于回转钻进。于是又有把几种方法结合起来的回转、冲击反循环钻进,更好地满足了在复杂地层中的钻进。
  (1)粘土、粘性淤泥、淤泥质土层及粉砂层,可采用回转、冲抓、冲击及振动沉管、内击沉管法等钻进。应用泥浆护壁时,粘性土及轻亚粘土可采取原土造浆护壁,砂性土需要选用优质泥浆护壁;
  (2) 厚大的砂性土层,可采用回转、冲抓、潜水法施工,但应采取优质泥浆护壁;
  (3) 充填物较密实的砾石层,粒径小于 20mm 时可采用正循环或反循环回转钻进,当粒径大于 20mm 而小于反循环钻头吸渣口尺寸时,可用反循环钻进,一般大于 100mm直径的卵石层,采取冲击或冲抓钻进效果较好,但都应配以优质泥浆护壁;
  (4) 人工堆集的大块石层,块石间充填物质胶结较好,可采用十字钻头冲击加粘土块护壁的方法钻进。块径大小不一,互相松散堆架在一起时,或采取人工掘进开挖的办法钻进;或往孔中投入素混凝土,待混凝土达到一定强度和松散的块石胶结以后,再下入护筒,采用冲击、冲抓法钻进。
  2.2施工控制措施
  (1)施工过程控制
  ①桩位控制
  钻机就位前,必须认真核对桩位;若发现桩位有移位或被破坏,应根据相近控制点重新定位,并与相邻桩位复核,护筒埋设严格按前述要求进行。钻机就位后,必须周正稳固,确保在施工中不发生倾斜、位移,钻架垂直地面,钻头中心必须对正桩位中心。
  ②垂直度控制
  开孔时可用水平尺校正钻机平整度,并在钻进过程中时常检测,确保钻机水平。钻进时主动钻杆应始终与滑车保持在一条垂直线上,所用钻杆不得弯曲,发现弯曲现象及时更换。
  ③孔径控制
  根据地层实际情况,选择钻头。
  ④孔深控制
  准确丈量钻具长度,准确测量孔位或桩基标高,严格按钻具长度进行孔深控制。因为用测绳等设备进行孔深控制,由于沉渣的影响或参照物的变化,孔深可能会有误差。
  对端承桩,应及时准确记录进入持力层时的深度、标高,即确定顶板深度,严格按设计要求,控制进入持力层的深度。
  ⑤孔底沉渣的控制
  使用优质泥浆,提高携砂、排渣能力,泥浆比重控制在 1.1~1.3。终孔时,用较大泵量冲孔 10~15 分钟,并用净浆置换孔底沉淀泥浆,以降低施工泥浆的比重。泥浆必须经过净化处理后方可重复使用。混凝土浇注前半小时内,必须测量孔底沉渣厚度,并做记录,达到设计或规范要求后方可开始浇注,否则应再次清孔。
  ⑥孔壁稳定性控制
  为确保成孔过程中孔壁的稳定,避免孔壁坍塌、埋钻等质量事故的发生,主要应对成孔过程中的泥浆进行控制。遇地层为砂层时,必须用优质泥浆护壁。可就地选用塑性指数 10~17 的粉质粘土调制。
  施工过程中,泥浆采取净化回收利用,但应随时淘汰劣质泥浆,补充新泥浆。施工中提升钻具或因故停钻时,必须保持孔内浆面达到溢流口,利用泥浆压力的作用,防止坍孔,保持孔壁稳定性、完整性。
  (2) 成孔质量现场检验方法
  ①孔深,一般用标准测绳吊锤测量。孔深较大时,应用校正钻杆和钻具方法进行检测;
  ②孔径(含孔形),一般可用自制的一根3米长、外径等于桩孔直径的圆管或钢筋笼下入孔内。如果能顺利下入,则保证了孔径不小于设计尺寸,同时又检验了孔形,并保证了孔的垂直度;
  ③位偏差,在施工放点和施工时要从严控制。在施工开始、中间、终孔时都应用经纬仪测定;
  ④桩孔垂直度检测,可用测斜仪加导正装置,吊放到孔内测量,或用②项论述的方法;
  ⑤孔底沉渣,常用的检测方法是用两根标准测绳,一根吊以 3kg 重的钢锥,另一根吊以平底锤,下入孔底,这两根测绳之差即为沉渣厚度。
  3清孔阶段的施工控制
  3.1常用的清孔方法
  清孔方法应根据设计要求、钻孔方法、机械设备和土质情况而决定。先介绍几种常用的清孔方法如下。
  (1)抽浆法清孔
  采用抽吸的方法将孔内含有钻渣的浆液抽出,并以符合要求的泥浆替换。该法清孔比较彻底,适用于各种钻孔方法形成的桩孔。
  ①用反循环方法成孔时,泥浆相对密度一般控制在 1.1 以下,孔壁不易形成泥皮。桩孔达到要求的深度后,只需将钻头稍提起并空转,维持反循环 5~15min 就可清除孔底沉淀钻渣;②用正循环方法成孔时,可以用灌注水下混凝土的导管作为吸渣管,采用气举反循环、泵吸反循环或射流反循环的方法,清除桩孔底部沉淀的钻渣。
  (2) 换浆法清孔
  采用泥浆泵,通过钻杆以中速向孔底压入相对密度为 1.15 左右、含砂率小于 4%的泥浆,把孔内悬浮钻渣多的泥浆替换出来。换浆法对于正循环钻进成孔,不需另加机具,且孔内维持泥浆护壁,不易坍孔。但换浆法有较多的缺陷:①孔内较大的颗粒钻渣难以清除;②用相对密度小的泥浆由下向上顶替相对密度较大的浆液时,有可能在孔内形成对流运动,需要花很长时间才能达到清孔要求;③当泥浆含砂率较高时,绝不能用清水清孔,以免砂粒沉淀而达不到清孔目的。
  (3) 掏渣法清孔
  冲击、冲抓钻进过程中,冲碎的钻渣一部分连同泥浆被挤入孔壁,大部分则靠掏渣筒、大锅锥或冲抓锥清除。要求用手摸泥浆中无 2~3mm 大的颗粒为止,并使泥浆的相对密度减小到 1.05~1.20,本法仅适用于各类土层摩擦桩的初步清孔。对冲击钻进,可在清渣前,投入水泥 1~2 袋,通过冲击锥低冲程的反复冲拌数次,使孔内泥浆、钻渣和水泥形成混合物,然后以掏渣工具掏出。
  降低泥浆相对密度的方法是在掏渣后用一根水管插到孔底注入高压水,水流将泥浆冲稀,泥浆相对密度逐渐降低后向孔口溢出,达到所要求的清孔标准后,即可停止清孔。对大直径、深孔,应在用掏渣法清孔后,再用气举抽浆法清孔。
  (4) 喷射法清孔
  喷射法清孔是在灌注混凝土前,对孔底进行高压射水或射风数分钟,使沉淀物漂浮后,立即灌注水下混凝土。常在其它方法清孔后或清孔过程中配合使用。钻孔工作完毕,由于有拆卸钻杆、钻头、下钢筋骨架及导管等工序,沉淀厚度可能会增大,导管无法插到底,故常用喷射法,将沉淀层冲起漂浮。
  3.2清孔注意事项
  清孔时应注意以下事项。
  (1) 不论采用那种清孔方法,在清孔排渣时,必须注意保持孔内水头,防止坍孔;
  (2) 柱桩以抽浆法清孔。清孔后,将取样盒(即开口铁盒)吊到孔底,待灌注水下混凝土前取出检查沉淀在盒内的渣土;
  (3) 用换浆法或掏渣法清孔后,孔口、孔中部和孔底提出的泥浆的平均值应符合质量标准要求;灌注水下混凝土前,孔底沉淀厚度应不大于设计规定;
  (4) 不得用加深孔底深度的方法代替清孔。
  

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