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关键词:软岩地区;高层建筑;建筑场地;桩基施工;建设结构
在项目的建设过程中,场地桩基施工是十分重要且关键的环节,对于最终的建筑结果有着较大的影响[1]。软岩地区的岩面埋深起伏大,沟壑较深,且在经过多年的发育之后,溶洞和溶沟的发育并不存在特有的规律,甚至会出现大面积的多层溶洞[2]。另外,由于地下水以及地表水量均充足,所以,上下压力较大,导致承压水位不断攀升,再加之复杂的地表环境,导致此区域高层建场地桩基施工困难[3]。往往在软土地区的桩基不能依据普通桩基的设计结构来完成,而是要依据实际的情况,测定具体的桩基数据信息,结合软土地层的下陷情况[4],确定持力层的对应位置和厚度,并做出无误差的桩基位置判断,另外,在桩基的施工过程中,还需要对软土地区水文情况进行控制与管理,避免出现下沉的状况。因此,本文提出对软土地区高层建筑场地桩基施工技术进行研究与分析,依据高层建筑环境,进行技术应用效果的验证与分析,通过不同的应用模式,加强桩基的稳定性,以此来进一步提升整体的应用效果。
1软岩地区高层建筑场地桩基施工技术探析
随着我国科技的不断发展,大型建筑的构建以及修缮技术不断提升,虽然传统的建筑技术可以达到预期的建设目标,但是,由于人们对于建筑物功能以及质量要求的提升,使得在应用过程中存在较多的问题,甚至形成关联性的经济损失。所以,面对这种情况,需要对施工技术实现创新。在日常的建筑过程中,场地桩基施工是十分重要且关键的环节,对于最终的建筑结果有着较大的影响。本文详细研究了软岩地区高层建筑场地桩基施工技术。
1.1桩基定点以及标准确定
通常情况下,在进行高层建筑施工前,均要对其桩基的结构以及整体进行设计,以来保证整个建筑结构的稳定性以及均匀性[5]。尤其是拟建类型基础的实现,更是需要严谨且精密地计算。在满足评价建筑物横向倾斜的软土地层时,还需要考虑其存在的不均匀性,并且依据上述的需求,进行布设设计,具体流程如下:其一是每一单体建筑,尤其是超高层的建筑,均需要在勘测点的附近添加对应的桩基定点。并对定点的数量进行控制,通常情况下,设定在6~10之间,由于高层建筑要大面积承压,所以,在桩基定点的设计之中[6]。另外,在此基础之上,高层建筑物的平面可以设定为矩形,正平面设定为正方形,依据建筑的层级和布局,结合时宜承压,实现双向、双排的布设,基本为不规则的形状,所以,对应的桩基定点也需要与其保持一致。一般是按照突出角的定位点或者中心点来进行确定的,并在确定之后,计算对应的中心距离,具体如下公式(1)所示:(1)式中:M表示中心距离,δ表示布设范围,a表示桩基的定点距离,b表示允许出现的极限误差。通过上述计算,最终可以得出实际的中心距离。依据中心距离,进一步明确对应桩基的中心点,随后,对中心定点的距离标准以及深度做出设定,具体如表1所示:根据表1中的数据信息,最终完成对桩基中心点距离标准的设定。完成之后,将其与桩基的定点协同一致,并将处理数值控制在实际的范围之内,完成桩基定点以及标准的确定。
1.2桩基选型及挖孔灌注
在完成桩基定点以及标准的确定之后,再依据工程实际情况,对软岩地区的高层建筑的桩基设定选型。基础选型通常较为重视桩基承压能力、承载力以及成本的控制与挑选[7]。对于高层建筑,日常会选用高强预应力的桩基管桩,这一类桩基管桩的持力层较为宽厚,适应能力相对较强,具有更强的灵活性以及稳定性,对于主楼的压力变化以及承载截面断裂,也可以最大程度降低成本。另外,此种类型的单桩承载力相对较高,并且造价低,使用的过程中不受各种条件的限制,同时适应力十分强,这在一定程度上也加快了施工的速度以及效率[8]。与此同时,高层建筑的桩基在设定时,施工设备较多,这对于桩基的处理也会出现不同程度的差异,导致产生误差,影响最终的建筑效果。对于软土地区,这种问题更加严重,底层本身硬度较弱,同时,地表水以及地下水量充足,在桩基设定的过程中,不易进行固定,缺乏支撑能力,设备作用效果也十分不明显。所以,需要选择更加贴合实际应用的桩基管桩,避免造成损害。完成桩基的选型后,再进行挖孔灌注。这是对桩基进行定形定力,起到固定的作用。单桩有着较高的双向承载力,一旦灌注之后,便十分稳固,对于施工的效率以及质量也可以进行控制,且可以提升整体的工程速度,在软土地区测定水位深度,随后,在大概0.6~2.7m的范围之内,进行人工挖孔,同时采取降水处理,避免出现地下积水的现象。随后,在此基础之上,进行钻孔灌注桩。在桩基易出现孔底沉泥、夹渣、缩颈、露筋、离析、浮浆夹层等缺陷的部分,灌注水泥,增加桩基的实际质量和重量,同时由于软土地层的基岩的起伏较大,所以,还需要对桩基加以固定,确保其可以稳定伫立,达到稳定持力层。完成桩基选型及挖孔灌注设定。
1.3群桩设计
在完成桩基选型及挖孔灌注之后,依据上述的环境,进行群桩的设定。高层建筑荷载承压力较大,但是主体的建筑结构相对较为薄弱,这对于桩基的底盘控制程度就会相对较弱,所以,需要设立群桩来增加承压面积。主体建筑在6倍桩径间距要求通常不是固定的,而是随着实际桩基中心点距离的变化而发生变化的,需要满足荷载的实际需求。将高层建筑的桩基桩径范围设定在1200~2200m之间,长径比大于25,并且每一个群桩的数量均在120根以上,这样才能确保桩基以及高层建筑物的稳定与平衡性。大直径的桩应尽量避免侧阻力软化或者基底的变形问题,这对于建筑工程实施以及未来的应用也会造成影响的。在群桩的背景之下,通过控制桩基荷载力的大小,进行承载变形特性的归纳,进而控制群桩的实际承压能力,对独立桩基的设定也具有更加深远的应用意义。1.4垂直控制法创建桩基支护结构在完成群桩设计之后,采用垂直控制法创建桩基支护结构。支护结构的建立在桩基的设定工作中是十分关键,不仅会对最终的建筑结果产生直接的影响,同时也会对未来的应用成本产生影响。支护结构一般与主体结构相结合施工,实际上是主体桩基结构的辅助结构,是主体桩基的一部分,在开挖阶段起到较强的保护作用。垂直控制法设置临时支护框架,同时将桩基与侧方的防护墙关联,利用结构框架中的水平梁板形成关联通道,在设定防护结构,由于是软土地区,为了增强承压力,可以在初始的防护结构框架中,垂直控制法添加对应的桩墙护架,与桩基的主体结构组成作用面积更大的支撑系统,形成坚固的维护形式。在垂直背景之下,建立桩基基坑的深度护栏,进一步增强对应的防护结构,实现垂直防护的统一。
1.5承压水控制实现高层建筑桩基的设定
在完成垂直控制法创建桩基支护结构的设计,再通过对承压水控制实现高层建筑桩基的设定。软土地层的地下水以及地表水均十分充足,这对于桩基的设定也会造成极大地影响,同时也会增加施工事故的发生几率。所以,需要对承压水实行更加严谨地控制与处理。可以通过以下方法解决:其一是利用设备抽取部分的水源,这种方式可以很好地达到桩基设定的效果,但是成本较高,并且十分耗时耗力,水源控制效果也不是十分明显。其二是,引流处理法,将软土地区的承压水依据特定的方向,引入对应的区域,这样可以增加桩基基坑的深度,扩大对应桩基的设定范围,增加桩基设定的指令和效率,确保工程顺利实施。
2实例分析
本案例主要对软土地区的高层建筑场地桩基施工技术应用效果的验证与分析,选取A地区为本次分析的主要对象,通过对其桩基的施工现状以及程序作出分析,以此来得出最终的分析结果,并进行探讨。
2.1A地区高层建筑桩基施工现状分析
A地区是较为典型的一处软土地区,且此地区的高层建筑数量也相对较多,具有较大的实际分析价值。某大厦在A地区的高新科技区,总建筑面积约为27万m2,建筑高度约为602m,高层建筑的设计是分为两部分,一部分为地上,共设计为127层,每一层均为独立的单元,且互为依托;另一部分则是地下部分,建设三层,主要包括地下餐厅、停车场以及地下储存室等,所以,在建筑场地桩基施工过程中,依据实际的建设要求,将桩基向下深埋大约35m,以确保高层建筑的安全性和稳定性,提升未来的实际应用质量。另外,大楼呈塔形结构,楼层平面按正方形的设计,桩基整体结构设计为三重重叠结构体系,可以最大程度地保证其内部钢筋混凝土以及核心筒的强压支撑,稳定桩基的内部框架。但是在施工的过程中,却存在较多的细节问题,影响着最终桩基施工的效果。其一是巨型支撑和腰析架的外框架不协调,主要由于桩基位置倾斜所导致的,高层建筑的建设初期,会对桩基进行的定位,这个位置需要精准且不易受到外部因素的影响,但是出现这一复杂的结构,对于桩基的构建形成一定难度的。除此之外,在软土地区,桩基沉降是常见问题,自重荷载通常约为7000kN,使得沉降的空间大幅增加。
2.2A地区桩基施工实例分析
本文通过具体案例,在明确相关的桩基施工参数以及指标之后,进行桩基设计持力层标准的设定,具体如表2所示:根据表2中的数据信息,最终可以完成对A地区持力层标准的设定。此时高层建筑场地的桩基基本为单桩,且互相之间具有一定的承压关系,完成灌注以及钻孔之后,在上述所搭建的环境之下,进行桩基承载力的计算,具体如公式2所示:(2)公式(2)中:G表示桩基承载力,χ表示实际的承载范围,A表示多层级的持力层距离。通过上述计算,最终可以得出实际的桩基承载力。依据承载力来估算桩基在A地区高层建筑施工中的实际应用情况,具体如表3所示。根据表3中的数据信息,可以得出实际的测试分析结果,具体如下:在不同的建筑物中,桩径相同,最终得出的单桩极限承载力均在5000kN以上,表明桩基的承压能力相对较强,并且高层建筑物下沉的问题得到了较好的解决,且误差较小,具有实际的应用价值。
3结语
不同于其它地貌地区,软土地区的高层建筑的施工存在较大的风险性,同时相关桩基的施工也较为困难,极易出现大型的关联事故,所以在工程实施的过程中,应对相关桩基处理技术进行完善与优化,并结合软土地区的实际地形以及地貌环境,制定具有针对性的桩基施工方案。同时,为了提升桩基整体的适应性,还可以在施工的过程中稳定持力层以及承压截面,高效地处理复杂地质条件下存在的问题,确保施工的安全性,进而保证工程实施的总质量。
参考文献
[1]王卫东,徐中华,吴江斌,等.基坑与桩基工程技术新进展[J].江苏建筑,2021(3):1-10.
[2]彭柏兴,贾永生,王会云,等.深厚填土下复杂岩溶场地大直径桩桩基勘察与施工措施[J].建筑结构,2021,51(S1):2315-2319.
[3]王卫东,吴江斌.超高层建筑桩基础的设计与工程实践[J].建筑结构,2021,51(17):59-66.
[4]喻敏波.不同桩型在高层建筑同一结构单元桩基施工的应用[J].广东建材,2021,37(10):65-66,20.
[5]俞弘,林绍良.岩溶地区高层建筑的桩基设计与施工[J].福建工程学院学报,2020,18(3):223-227.
[6]张展忠.桩端后注浆施工技术在建筑桩基工程中的应用分析[J].建筑技术开发,2020,47(14):21-22.
[7]陈金华.高层建筑工程施工中桩基础施工技术分析[J].居舍,2020(31):27-28,18.
关键词:高层建筑 黄土地基 灌注桩 质量控制
正文:
灌注桩质量监督从验收规范看十分简单,无非是地基承载力的鉴定、钢筋笼的检查与桩砼质量的判定,但由于地下工程不可见的因素很多,因此判定起来较难准确把握。依据本人多年工作经验从桩的承载机理、桩的缺陷与防治措施,以及施工管理,对质量控制的问题进行分析研究。
1、从灌注桩承载机理看质量控制的关键
灌注桩的承载机理是桩把荷载传递到桩的底部,它支承在坚固的岩土上,不难得出桩的承载力取决于桩身强度与地基承载力。在孔底无沉渣情况下,当桩身强度大于地基承载力,桩的承载力等于地基承载力;反之,桩身强度小于地基承载力,桩的承载力等于桩身强度。对挖孔桩沉渣还是问题,沉渣量过大,桩受荷时发生大量沉降,桩将失效。
a.地基承载力的鉴定 从桩的施工程序来讲,在质量控制中,首先确保地基承载力符合设计要求,否则将使桩失效,地基承载力取决岩层的构造情况、桩嵌入岩石的深度、岩石单轴饱和抗压强度。
b.桩身强度的控制 桩身质量监督主要在于控制混凝土的质量,桩身强度取决于钢筋笼的制作质量与砼质量。钢筋笼的制作检查简单明了, 砼的缺陷往往是由于施工工艺不合理引起的,因此必须对桩基工程的施工工艺、质量保证措施进行严格控制,否则,起不到质量控制效果,工程验收时,对工程质量如何没有把握,检测出现的问题亦无从分析。
c.沉渣量的检查 对于灌注桩,如果沉渣量过大,势必造成受荷时发生大量沉降,同样使桩的承载力失效。
2、砼灌注桩基础缺陷及防治措施
2.1桩底地基承载力不足
原因:桩端没有支承在持力层上面。
防治措施:这种情况一般出现在复杂地层,一般最好取芯检验,如不能孔孔取芯,要参照邻近取芯情况、钻速、泥浆返上的岩屑及钻进情况(一般钻进至微风化岩时,钻头不蹩钻,主动钻杆振动不很厉害,钻进声音感觉较好)、工程地质资料进行综合考虑。
2.2缩径
原因:塑性土膨胀。
防治措施:成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,快速通过,在成孔一段时间,孔壁形成泥皮,孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀;如出现缩径,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
2.3桩底沉渣量过大
原因:检查不够认真,清孔不干净或没有进行二次清孔。
防治措施:(1)认真检查,采用正确的测绳与测锤;(2)一次清孔后,不符合要求,要采取措施:如改善泥浆性能,延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后,再检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,应进行二次清孔。二次清孔可利用导管进行,准备一个清孔接头,一头可接导管,一头接胶管,在导管下完后,提离孔底0.4m,在胶管上接上泥浆泵直接进行泥浆循环。二次清孔优点:及时有效保证桩底干净。
2.4 钢筋笼上浮
原因:(1)当混凝土灌注至钢筋笼下,若此时提升导管,导管底端距钢筋笼仅1m左右距离时,由于浇注的砼自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼上浮;(2)由于砼灌注至钢筋笼且导管埋深较大时,其上层砼因浇注时间较长,已近初凝,表面形成硬壳,砼与钢筋笼有一定握裹力,如果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速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上移。
防治措施:(1)灌注砼过程中,应随时掌握砼浇注标高及导管埋深,当砼埋过钢筋笼底端2-3m时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上;(2)当发现钢筋笼开始上浮时,应立即停止浇注,并准确计算导管埋深和已浇砼标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消除。
2.5 断桩与夹泥层
原因:(1)泥浆过稠,增加了浇注砼的阻力,如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块,因此,在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象,有时甚至灌满导管还是不行,最后只好提取导管上下振击,由于导管内储存大量砼,一旦流出其势甚猛,在砼流出导管后,即冲破泥浆最薄弱处急速返上,并将泥浆夹裹于桩内,造成夹泥层;(2)灌注砼过程中,因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因。(3)灌注时间过长,而上部砼已接近初凝,形成硬壳,而且随时间增长,泥浆中残渣将不断沉淀,从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物,造成砼灌注极为困难,造成堵管与导管拔不上来,引发断桩事故;(4)导管埋得太深,拔出时底部已接近初凝,导管拔上后砼不能及时冲填,造成泥浆填入。
防治方法:(1)认真做好清孔,防止孔壁坍塌;(2)尽可能提高混凝土浇注速度:a.开始浇砼时尽量积累大量砼,产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。b.快速连续浇注,使砼和泥浆一直保持流动状态,可防导管堵塞;(3)提升导管要准确可靠,灌注砼过程中随时测量导管埋深,并严格遵守操作规程;(4)灌注水下砼前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷,发现问题要及时更换。
3、砼灌注桩施工管理控制
控制砼灌注桩质量还要依施工单位素质,掌握施工过程实际情况与施工记录。
a.认真审查主要施工人员、施工单位所施工过的工程质量情况;b.审查施工工艺是否适合于施工的实际情况,采取了什么质量保证措施。如:挖孔桩水位高、水量大、有没有采用水下砼配合比与水下导管法灌注。c.对施工记录进行审查,要求施工单位认真做好成孔记录与灌注记录,认真分析记录中出现的机械故障及孔内异常情况、事故等,并进行推断。
综上所述,砼桩质量控制的关键环节在于地基承载力的鉴定,审查砼施工工艺是否合理,掌握桩缺陷的防治措施。这样才能更好的体现出桩基础的承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀等优点, 能以不同的桩型和施工方法适应不同的地质条件和上部结构特征。
结语:
在城市化进程不断加快的过程中,城市建设步伐也不断加快,建筑的安全性也日益重要,要求越来越高。对于高层建筑,由于层数多,而导致上部荷载较大,承受如此大的荷载需要对基础性能进行深入的研究,以本文所做的基于黄土地基高层建筑下桩基础的质量控制方法,以期能为桩基础施工提供借鉴。桩基础中的灌注桩被大部分建筑所使用,但并不适用于所有的工程,应在施工前进行正确的选择。
参考文献:
[1]《桩基础若干热点技术问题》.中国建材工业出版社
[2]《桩基础质量事故分析与对策》.中国建筑工业出版社 朱奎著
[3]《黄土学》.香港考古学出版社.孙建中著
关键词: 市政桥梁;钻孔灌注桩;施工问题;分析
前言
钻孔灌注桩是利用不同专业钻孔机具,在地基的土石中造成一个直径为圆形钻孔,达到设计标高后,将钢筋骨架掉入钻孔中,然后通过安放在孔中的导管,直接在水中进行混凝土的灌注作业,从而形成一棵较粗糙的圆柱式桩基础。由于其适应性强、成本适中、施工简便等特点,被广泛的应用于公路桥梁建设及其他工程领域。桥梁钻孔灌注桩属于隐蔽工程,钻孔、灌注混凝土都是在水下进行的,影响钻孔灌注桩施工质量的因素很多,如何有效的避免钻孔过程中出现钻头掉落和灌注水下混凝土过程中发生断桩等现象,杜绝混凝土夹渣、不均匀等质量弊病,发生施工质量问题后如何恰如其分的处理以确保整个工程质量是路桥人一直探讨的问题,笔者结合自己的工程实践,对桥梁钻孔灌注桩施工中常见质量问题的处理措施进行归纳总结,以供同仁交流。
1、钻孔灌注桩施工工序概述
钻孔灌注桩施工属于隐蔽工程,成桩的好坏直接影响到桥梁的承载力和桥梁的安全使用功能。钻孔灌注桩的施工质量控制,是确保桥梁施工质量的重要环节,也是桥梁工程质量监测的重要内容之一。
1.1.原料配置
混凝土原料的选择在钻孔灌注桩施工中异常重要,宜选用卵石、石子含泥量小于2 % ,以提高砼的流动性,防止堵管。一般砼初凝时间仅3~5小时,只能满足浅孔小桩径灌注要求,而深桩灌注时间约为5~7 小时,因此应加缓凝剂,使砼初凝时间大于8 小时,为了使砼具有良好的保水性和流动性,应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后,先开动搅拌机并加入30 %以上的水,然后与拌合料一起均匀加入60 %的水,最后再加入10 %的水(如砂、石含水率较大时,可适当控制此部分水量) ,最后加水到出料时间控制在60 秒内,坍落度应控制在180~200mm 之间,砼灌注距桩顶约5m 处时,坍落度控制在160~170mm ,以确保桩顶浮浆不过高。气温高,成孔深,导管直径在250mm 之内,取高值,反之取低值。
1.2.打桩工序
总体来讲,钻孔灌注桩施工一般由一侧向单一方面打,采用对称法打桩,自中间向四周打。打桩顺序直接影响打桩速度和桩基质量。因此,应结合地基土壤的挤压情况,桩距的大小,桩机的性能,工程特点及工期要求,经综合考虑予以确定,以确保桩基质量。减少桩机的移动和转向,加快打桩速度,由一侧向单一方向打,桩机系单向移动,桩的就位与起吊均很方便,故打桩效率高;但它会使土壤向一作技术检灌注操作技术分为首批砼灌注与后续砼灌注及后期灌注三个过程。在前一过程中,砼灌注量与泥浆至砼面高度,砼面至孔底高度,泥浆的密度,导管内径及桩直径有关。孔径越大,首批灌注的砼量越多。由于砼量大,搅拌时间长,因此可能出现离析现象,首批砼在下落过程中,由于和易性变差,受的阻力变大,常出现导管中堵满砼,甚至漏斗内还有部分砼,此时应加大设备的起重能力,以便迅速向漏斗加砼,然后再稍拉导管,若起重能力不足,则应用卷扬机拉紧漏斗晃动,这样能使砼顺利下滑至孔底,下满后,继续向漏斗加入砼,进行后续灌注。在后续灌注中,当出现非连续性灌注时,漏斗中的砼下落后,应当牵动导管,并观察孔口返浆情况,直至孔口不再返浆,再向漏斗中加入砼。
2、钻孔灌注桩质量问题以及控制措施
2.1.导管问题控制
(1) 管内进水
某半路改造工程工程造价1200万,其中包括一座横跨城市河道的桥梁,桥梁宽度45m ,长度60m ,分为三跨,桥梁板为预应力后张梁板,两侧为双排灌注桩,中间位单排灌注桩,是典型的城市桥梁。
在施工承台下的灌注桩是,进行灌注水下混凝土时,其导管内部突然出现大量秘水,孔内泥浆逐渐下降。从不断增大的水流声音上判断是导管连接处出现了渗漏。通过检查发现是连接导管的螺丝脱扣,致使导管连接处出现缝隙,使得孔内的泥浆挤进到导管内部,如果继续灌注混凝土,那么在混凝土的内部将形成泥浆夹层。之后用冲击钻重新钻孔,清孔后下钢筋笼,重新进行了混凝土灌注,这次事故给该工程造成损失严重。
管内进水问题,是许多桥梁工程中常见问题,一般来讲,此类问题是工程技术人员和施工人员疏忽了导管的质量而至,如果导管拔脱的话后果将更加严重。导管是进行水下混凝土灌注的重要设备,其质量的把握必须十分谨慎。根据相关规范,导管在使用前一定要进行检漏和抗拉力试验,做好每节导管的组装编号,导管安装完毕后要建立复核和检查制度;导管的直径应根据桩径和骨料的最大粒径确定,尽量采用大直径导管;必须要采取的措施是:施工人员要进行作业前培训和技术交底。
(2) 埋深控制
毋庸置疑,如果导管埋置过深,当灌注时间较长或者混凝土堵塞导管时处理时间过长易造成凝固时间差,即先期灌注的混凝土凝固,这样会出现导管不能提起的问题;毫无疑问,当导管底口与孔底距离较大,同样会令首批灌注的混凝土不能埋人导管,因而断桩问题就出现了;更重要的是当导管提拔时,往往出现盲目提拔致使使导管提拔过量,从而使使导管口处于泥浆层或泥浆与混凝土的混合层中,又或导管口拔除混凝土面,同样形成断桩。针对上述问题,一般在下导管时,其底口距孔底的距离要控制在400~500mm 之间(注意导管口不能埋人沉淀的回淤泥渣中) ,而且要能保证首批混凝土灌注后能埋住导管至少1000mm。特别注意的是在灌注过程中,导管的埋置深度严格控制在2000~4000mm 范围内。在处理提拔问题时,导管时要通过测量混凝土的灌注深度及已拆下导管的长度,严格计算提拔导管的长度,严禁盲目提拔导管,一般情况下一次只能拆卸一节导管(通常为2500mm) 。
2.2.卡管控制
所谓卡管,即初灌时,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。为防止卡管,组装导管时要认真检查,要严格控制混凝土骨料规格、坍落度和拌和时间,尽量避免砼在导管中停留时间过长。通常控制卡管的出现,必须满足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,为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂。为确保导管连接部位的密封性,导管使用前应做水密试验,进行水密试验的水压不应小于孔内水深的1. 3 倍的压力。
因混凝土和易性差、混凝土中含有大块骨料或受潮凝固的水泥块、灌注混凝土冲击力不足等原因导致水下混凝土灌注过程中无法继续进行的现象统称为“卡管”。
① 由于混凝土质量造成的导管堵塞,可以少量(根据堵管前测量及计算的导管埋深结果,保证导管最小安全埋深确定)提升导管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土数量而后快速提升再迅速下放,以冲击疏通导管的方法进行处理。
② 由于混凝土冲击力不足造成的,应及时加长上部导管的长度,而后,以一次性较大量混凝土冲击灌注达到疏通导管的目的。
③ 采取“二次吹球法”进行处理。具体操作方法:将导管插入已灌注混凝土中0.5~0.8m,而后按照水下封底的方法实施二次封底。
如以上几种方法处理不能奏效应立即停止,认为已断桩。
2.3.坍孔控制
所谓坍孔现象是由于孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,钻具长时间不进尺或进尺很慢,钻机负荷明显增加而引起。测量孔深时,若与钻进深度不符,说明已有坍塌。发生坍孔的原因有几种,一是泥浆比重不够,护壁不可靠,特别是本地区松软土层和淤质土层较多,如没有因地制宜采用适当比重的泥浆,较易导致坍孔。二是水头高度不够,孔内静水压力降低,在汛期施工,由于河水上涨,相对降低钻孔内的水头,如钻孔过程中碰到透水性强的砂层,如静水压力降低,则孔壁四周的水将夹带土粒流向孔内,时间一长就引起坍孔。三是护筒埋深不够,孔口坍塌。孔口位置受水浸湿泡软,加上钻机运转时的震动,孔口就易发生坍陷。解决坍孔必须在钻孔施工间,严格执行相关规范,钻孔完成后,必须检测孔深、直径和倾斜度,其中孔径和孔深须达到设计要求,倾斜度不得大于1 %。清孔就是在吊放钢筋笼之前,对孔内的石渣、泥浆进行必要的清理,做到孔内含泥量、含渣量和孔底沉渣符合设计及图纸要求。在护筒定位后及时复核护筒的位置,严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm ,并认真检查回填土是否密实,以防钻孔过程中发生漏浆的现象。在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化,为准确地控制钻孔深度,在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录,以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。
【关键词】建筑电气;电气安装工程整体存在的通病
中图分类号:F407文献标识码: A
一、前言
以人为本是我国基本国策,建筑电气安装的质量问题直接影响人们的生命、财产安全,所引起有关的问题必须加强重视。配电箱是建筑电气安装的重要组成部分,近年来施工单位及企业对其的重视的程度也越来越大。
二、建筑电气安装工程整体存在的通病
1.设备及材料的质量是电气正常安全使用的保障。改革开放以来, 市场经济使得一些人投机取巧, 用一些假冒伪劣的产品扰乱我国现阶段的材料市场。设备和材料存在的问题一般有:
(一)设备和材料合格证、使用说明书、生产许可证不符合国家有关规定;
(二)电线、光缆设备耐压低, 绝缘性不高, 不能承受高温和抗腐蚀性差;
(三)电线管壁薄, 强度差, 镀锌层质量不达标, 耐折性差;
(四)配电箱、插座箱等设备外壳不符合规定, 厚度不达标, 使箱体的强度降低和抗腐蚀性变差;
(五)某些塑料材料的耐高温性差, 使其阻燃低, 导致安全性能隐患;
(六)开关、插座、灯具等电气设备的导电金属片弹性不够, 接触不良, 易发热, 使用寿命短等。
2.施工质量问题
电气安装过程中, 不可避免的存在各种问题, 很多情况都与施工人员有关。施工人员的技术不熟练, 操作不规范及对突发事件的处理不当, 都严重威胁到电气安装的安全性。施工质量常见的问题简要介绍以下几方面:
(一)线路的敷设。电线管敷设中存在用薄壁管取代厚壁管, 用黑铁管代替镀锌管的问题; 电线管埋墙不深, 线路凌乱;电线管进入配电箱, 管口在箱内填埋不顺, 管口不平整、长短不一等。
(二)接线盒、配电箱、吊扇钩预埋。对接线盒、配电箱、吊扇钩施工时, 没有按照设计施工, 导致成排灯位和吊扇钩的偏差大, 影响美观; 配电箱箱体与墙之间有缝隙, 使箱体不稳固。
(三)防雷接地问题。避雷带采用非镀锌圆钢, 定位不合理, 质量差。引下线截面小于避雷带截面, 且焊缝质量差, 存在焊瘤、虚焊、咬肉、焊缝等现象。
(四)导线的接线、连接质量和色标不符。多股导线不扩锡, 不用铜接头; 线头有导体; 三相电线、零线、接地保护线色标不按规定连接导致混淆。
(五)照明器具。日光灯不能与启辉器、镇流器搭配; 螺口灯接线混乱, 吊灯线设置不合理。
三、建筑电气安装过程中经常出现的问题
1.线路问题。在电线管敷设工序上,由于对线路安装质量缺少关注,建筑施工通常“重主体、轻安装”,忽视电气安装环节。现场没有专职电气质检员, 管理失控, 引发的电缆安装不符合规定;防雷接地不符合要求;室外进户管预埋不符合要求;电线管预埋不符合规定;管敷设不符合要求;导线的接线、连接质量和色标的质量问题;配线不符合规定;室内外电缆沟构筑物和电缆管敷设不符合要求。
2.设计图纸表意不明问题和相应措施,图纸是整个的建筑工程中安全施工的的前提和保障。很多地方电气安装由于设备落后,管线繁锁,图纸设计出现错误亦或是漏洞,或者设计师对现场的情况没有做到充分了解,图纸的表述中的偏差, 现场的安装工作人员不能通过其简略描述而正确安装等问题。
3.材料质量问题。材料是建筑电气安装中是影响安装质量的关键因素。建筑安装材料不但要节省资源和能源, 还要保证安全。例如,由于利用熔点低、性能差、绝缘差的导线,使用强度低、耐温、耐压低、安全性能差的材料等都属于常见的材料问题。
4.接线盒、配电箱的安装问题。配电装置、电力电缆、配电箱是电气安装中的三个重点设备,首先要在配电箱预埋的时候,计算好尺寸和位置, 防止出现因配电箱不准确而导致其凹入墙面或移位、变形等现象。其次,回路尽量做到编号完整、布线整齐等效果,在安装完成后,仔细检查绝缘是否完好,零线、地线是否有交接,检查完毕准确无误后再送电。最后,配电箱内的杂物应及时清洁,并及时的采取防腐措施。
四、配电箱中穿线导管及电线敷设通病
1.导线敷设时不按设计图纸配线, 导线颜色不按标准配置。
2.导线连接用劣质压接帽或不焊接, 不用橡胶绝缘带包扎。
3.电线管进箱盒不顺直, 钢管管口有毛刺, 不光滑无护口,吊顶内电气配管不规则, 不固定, 不到位。
4.金属软管及波纹塑料管敷设长度超过规范规定, 接线盒不加盖或用劣质品。
5.钢管暗配管及管内穿线通常表现在钢管弯曲半径不合要求, 接头方法不正确、导线绝缘层损坏、导线连接不合格等。
原因如下:
1.钢管、导线及各种接线盒质量不符合要求; 使用导线质量差, 塑料绝缘导线绝缘层与芯线脱壳, 绝缘层厚薄不均,表面粗糙, 芯线线径不足。
2.钢管弯曲半径小, 弯曲数量及接线盒位置不当, 以致损伤导线绝缘层或穿线困难。
3.锯管管口不齐, 出现马蹄口; 管口有毛刺, 容易划伤导线绝缘层。
4.钢管套丝过短或乱扣, 导致钢管连接不牢。
5.施工中存在钢管护口遗漏、脱落及管径不符等现象。
6.敷设的钢管连接处、管与盒(箱) 连接处及跨接线的焊接, 达不到接地接零要求。
7.导线在穿线过程中, 出现背扣或打结。
五、箱、盒安装缺陷通病防治
1.现象
箱、盒安装标高不一致; 箱、盒开孔不整齐; 铁盒变形;箱、盒口抹灰缺阳角; 现浇混凝土墙内箱、盒移位; 安装电器后箱、盒内脏物未清除。
2.原因分析
(一)稳装木、铁箱、盒时, 未参照土建装修预放的统一水平线控制高度, 尤其是在现浇混凝土墙、柱内配线管的, 模板无水平线可找。
(二)铁箱、盒用电、气焊切割开孔, 致使箱、盒变形, 孔径不规矩。木箱、盒开孔用钢锯锯成长方口, 甚至敲掉一块箱子帮。
(三)土建施工时模板变形或移动, 而使箱、盒移位, 凹进墙面。
(四)土建施工抹底子灰时, 盒子口没有抹整齐, 安装电器时没有清除残存在箱、盒内的脏物和灰砂。
3.预防措施
(一)稳装箱、盒找标高时, 可以参照土建装修统一预放的水平线, 一般由水平线以下50 cm为竣工地平线。在混凝土墙、柱内稳箱、盒时, 除参照钢筋上的标高外, 还应和土建施工人员联系定位, 用经纬仪测定总标高, 以确定室内各点地平线。
(二)稳装现浇的混凝土墙板内的箱、盒时, 可在箱、盒背后加设φ6 mm钢筋套子, 以稳定箱、盒位置。
(三)箱、盒开眼孔, 木制品必须用木钻, 铁制品开孔如无大钻头时, 可以自制开孔的划刀架具钻孔, 以保证箱、盒眼孔整齐划一。
(四)穿线前, 应先清除箱、盒内灰渣, 再刷二道防锈漆。穿好导线后, 用接线盒盖将盒子临时盖好, 盒盖周边要小于圆木或插座板、开关板, 但应大于盒子。待土建装饰喷浆完成后, 再拆去盒子盖, 安装电器、灯具, 这样可保证盒内干净。
4.工程实践
(一)对高度不一致的箱、盒, 加装调接板后仍超过允许限度时, 剔凿箱、盒, 将高度调到一致。
(二)对箱、盒口边抹灰不齐的, 用高标号水泥砂浆修补整齐。
六、结束语
研究建筑电气安装中存在的通病和配电箱中存在的通病,可以更好的进行预防,在实际施工中发现问题及时解决,只有这样才能保障整个工程的质量。
参考文献:
[1]谢彤.建筑电气安装中配电箱的常见通病分析及防治措施.铁道勘测与设计.2013年3月,第2期,166-168.
关键词:钻孔灌注桩施工;常见质量问题;处理措施
中图分类号:U443文献标识码: A
引言
在实际工程中因其大部分是水下作业,桩长和桩径不断加大,单桩承载力也越来越高,使得施工过程无法直接观察,而成桩后也很难进行开挖验收。
一、钻孔灌注桩的优势
(一)保证地基的安全性。钻孔灌注桩的工艺特点是将地基与地质土层密紧的结合起来,可大大改善地基品质。施工过程中需要灌注混凝土浆液,利用浆液的渗透作用提高灌注桩与土层的结合度。
(二)提高地基的稳定性。钻孔灌注桩技术因对地基可起到有效的压密、劈裂作用,从而将钻孔灌注桩的稳固作用充分发挥出来。
(三)降低成本。由于施工过程中对各类地质条件有较好的适应性,操作工艺日趋简单化,在降低难度的同时可以缩短工期,大幅提高工程的经济效益。
二、钻孔灌注桩常见的施工质量问题
(一)断桩
断桩是钻孔灌注桩在灌注混凝土的时候,泥浆或砂砾掺入水泥混凝土,把原本完整的混凝土隔成上下两段,使得混凝土变质或截面积受损,使得桩基满足不了设计的受力要求。发生断桩一般可分为以下几个原因:
(1)运输或等待的时间太长使得混凝土出现离析,灌注前又没进行二次搅拌,灌注时容易出现大量骨料卡在导管内,不得不提升导管进行振动处理,导致断桩。混凝土在灌注过程中,测定灌注混凝土表面标高时出现差错,使得导管埋深过小,而出现拔脱导管现象形成夹层断桩;因为计算失误,导管长度有点短,底口与孔底距离太大,首批灌注的混凝土没有埋住导管底部,导致断桩。尤其是灌注桩后期,泥浆中混合的坍土层容易被误认为混凝土表面。
(2)卡管现象也是出现断桩的一个重要原因,因为混凝土坍落度过小,或者集料粒径过大,导管口径较小,在灌注过程中容易堵塞导管,如若在混凝土初凝前没有疏通好,则就得提起导管,导致断桩。而且人工配料随意性大,有些机械配料计量不精确,加上某些工作人员责任心不强,混凝土配合比在配置过程中往往易产生较大的误差,使得坍落度出现大的波动、不稳定。
(二)导管堵塞
导致灌注混凝土出现堵管现象主要原因有:灌注时间过长,而上部砼已接近初凝,形成硬壳,而且随时间增长,泥浆中残渣将不断沉淀,从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物,造成砼灌注极为困难,造成堵管。灌注用的混凝土离析太严重,或灌注过程中导管出现漏水,管内水太多,使得混凝土受水冲洗发生离析,粗骨料堆积在一起而堵管等。
(三)塌孔与缩径
塌孔与缩径产生原因大致相同,一般有:地层情况复杂、钻速太快、护壁泥浆性能差、成孔后空置时间太长没有灌注混凝土等原因所导致。施工单位组织施工时没有重视,分包或转包了工程,施工者缺乏经验。在灌注过程时,井壁发生严重坍塌或者出现流砂、软塑状土等导致类泥沙塌落。在钻孔时,由于钻锥磨损或焊补不及时,或在地层中遇到膨胀类的软土、粘土、泥岩等,也易发生缩径现象。
(四)钢筋上浮
由于混凝土初凝和终凝时间过短,孔内混凝土结块太早,当从导管往下灌注的混凝土面升到钢筋笼底时,继续灌注的混凝土结块托起了钢筋笼。清孔时孔内泥浆里悬浮的砂粒过多,混凝土灌注过程中这些砂粒回沉在混凝土表面,形成相对密实的砂层,并随孔内混凝土面的逐渐抬升,当砂层与钢筋笼底部再继续抬升时便托起钢筋笼。
三、钻孔灌注桩施工质量控制的重点环节
(一)测量定位控制
测量定桩位是钻孔灌注桩质量控制的第一道工序,首先根据设计提供的坐标及高程控制点对桩位定点放样,桩位测放要按照施工顺序进行,桩位应牢固可靠,要将桩位的偏差控制在规范允许的范围内,一般要求桩中心偏差要小于10mm,并做好测量记录,在监理方复合无误后方可进行桩基施工。
(二)成孔质量的控制
对成孔质量进行以下几方面控制:桩机就位控制、桩径控制、桩长控制、泥浆比重和钻杆垂直度和清孔控制等。首先保证桩机保持良好的工作状态,然后再复核桩位放样、钻机就位、机高、钻盘水平度等平面及纵面位置。对于桩径的控制关键在于检查钻头直径必须满足要求,并根据实际情况调整钻头直径。对于桩长的控制首先要一次性丈量主钻杆长度、钻头长度,清点钻杆数量。对于检测的泥浆性能数据要符合规范要求,即:保证泥浆比重、黏度和砂率满足制孔需求,避免缩颈、坍孔或影响钻进速度。
钻孔灌注桩垂直度是保证承载力的关键,桩头偏位会影响上部结构质量,严重影响钢筋笼的安置,因此要严格控制钻机施工中钻杆的垂直度。例如:在钻进施工中要经常检查钻杆垂直度,每钻进3~4m用测量垂直度的靠尺在相互垂直的两个方向各测量一次钻杆垂直度,此方法操作简单,精度高,可以及时发现并纠正垂直偏差,防止钻杆倾斜。
桩孔深度也称桩长,此要素将直接影响桩的侧摩擦面积和桩端承载力。为了准确控制钻孔深度,用经复核过的临时测量点及时复核底梁标高,复测钻具的总长度并做好记录,再根据钻杆在钻机上留出的长度来校验成孔深度。在提出钻具后用测绳复测成孔深度,测绳使用时要注意数标松动错位,为避免误差,在施工现场设置长度标记作为准绳。
清孔的主要目的是清除孔底沉渣,而孔底沉渣厚度是影响桩基承载力的重要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩底部的沉渣,使沉渣中的岩粒、沙粒处于悬浮状态,在利用泥浆胶体的黏结力是悬浮着的沉渣随着泥浆流动被带出桩孔,最终将桩孔内的沉渣清除干净。
(三)成桩质量的控制
成桩质量主要指钢筋笼吊放和混凝土灌注。钢筋笼的吊放设计除了满足强度等要求外,还有满足足够的刚度,便于运输、起吊、下放等工序的要求。钻孔灌注桩是水下浇筑混凝土,该工序对于成桩质量有非常重要影响。首先,要严格控制清孔与灌注混凝土的时间间隔,灌注前必须二次清孔。其次,要严格保证首次灌注量,以保证产生足够大的冲力,将孔底沉渣翻上。第三,要严格控制灌注的连续性,防止材料供应中出现断档或停电、机械故障等现象。最后要严格统计灌注量,保证充盈系数大于1。
(四)桩身成孔垂直度控制
垂直度精度控制是钻孔桩施工的前提条件,若无法达到设计文件提出的进度要求,其将直接导致无法放置钢筋笼和导管。因此,为保证钻孔的垂直精度要求,工程实践中应加大施工机械的支撑面积以确保桩基的稳定性。同时,钻孔工作施工过程中需经常性的检校钻杆的垂直度以便及时调整。在场地平整工作后,应平稳的铺设枕木,待机械就位后调平钻孔机械,保证钻孔中心与桩位在同一竖直线上。在钻孔的施工过程中,每隔3m左右应及时测量钻杆的垂直度和钻机的水平度,确保钻孔的垂直度误差在百分之一以内,如若产生偏差应及时给与调整纠正。(五)泥浆质量控制
钻孔灌注桩施工过程中,泥浆的质量意义重大,其对钻孔和桩身的质量均具有较大影响。如若泥浆质量不足,稠度低,必然将无法形成有效的泥浆护壁,此时泥浆护壁在砂性地基中易坍塌,在流塑状粘土层中反而易于缩孔,其极不利于桩身质量的控制。而一旦泥浆稠度过大,泥浆护壁必然厚度较大,质量较差,含砂率显著提高,其十分不利于桩身摩阻力的有效发挥。综上所述,在钻孔灌注桩的施工过程中切记控制好泥浆的质量,保证其稠度和相对密度维持在合理范围内。此外,在成桩阶段,泥浆质量控制不足还常常导致钢筋与混凝土之间的结合不足,使混凝土浇筑过程中的阻力显著增大,从而降低了混凝土的流动性,使得混凝土骨料在孔内聚集而不是有效分散开,这将直接影响桩身质量及其承载力,所以在钻孔灌注桩混凝土浇筑过程中应十分注意泥浆的控制。
结语
综上所述,在完善施工工艺、提高操作技能的基础上,坚持认真分析成孔、成桩过程常见病害的产生原因,总结预防措施,以期将施工质量病害的影响降至最低。
参考文献:
[1]安丽荣.钻孔灌注桩与水泥土搅拌桩支护体系在软土基坑中的应用[D].石家庄经济学院,2014.