前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇桩基础施工工艺范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
关键词:灌注桩基础施工混凝土
中图分类号:U443.15+4文献标识码: A 文章编号:
近年来,钻孔桩越来越多的用于桥梁建设施工中,但其成桩后不易被管理者直接观察,因此施工时的质量控制十分关键。施工中的任何一个工序出问题,都将给建设者和投资者带来巨大经济损失和不良社会影响,必须从施工工艺上紧抓,保证每一个环节的施工质量,排除隐患。因此,文章介绍了钻孔灌注桩的施工工序,力求为类似工程施工提供参考。
1施工准备
钻孔桩施工前采用推土机平整场地,压路机碾压密实,保证钻机平台平整、稳定。水中钻孔桩基础先加工钻孔平台,修建施工栈桥,用型钢加工钻孔平台。 测定桩位和地面高程。桩位放样时,桩的纵横向允许偏差满足验标要求,并在桩的前后左右距中心2m处分别设置护桩,以供随时检测桩中心和高程。
根据每承台钻孔桩根数,可分为5种,分别为8根、9根、10根、11根、12根。为充分利用机械设备,加快施工进度,钻孔顺序确定如图:
图1钻孔桩钻孔顺序图
2护筒埋设
护筒用8~12mm厚钢板制成,内径比桩径大20~40cm。护筒四周夯填粘土,护筒顶要高出地面50cm以上,护筒长度不小于2m,埋设深度以保证钻进过程中不发生孔口塌陷为宜。
3钻孔泥浆
选择并备足良好的造浆粘土,保证满足钻孔内泥浆顶高程始终高于外部水位或地下水位2.0m,使泥浆的压力超过静水压力,在孔壁上形成一层泥皮,阻隔孔隙渗流,保护孔壁防止坍塌。钻孔中泥浆比重不宜大于:砂黏土为1.3,大漂石、卵石层为1.4,岩石为1.2。入孔泥浆粘度一般地层为16~22s,松散易坍地层为19~28s。
4钻孔
4.1回旋旋转成孔
钻机就位前,应对钻孔前的各项准备工作进行检查,包括主要机具设备的检查和维修。钢护筒埋设后,利用浮吊配合进行钻机就位,确保钻机底盘安放稳固,钻机转盘中心与设计桩位中心位置偏差不得大于2cm。钻进作业开始钻孔时,应稍提钻杆,在护筒内打浆,并开动泥浆泵进行循环,待泥浆均匀后开始钻进。进尺要适当控制,对护筒底部,应低档慢速钻进,使底脚处有较坚固的泥皮护壁。如护筒底土质松软出现漏浆时,可提起钻头,向孔内倒入粘土块,再放入钻头倒转,使胶泥挤入孔壁堵住漏浆空隙,稳住泥浆后继续钻进。钻至护筒底部以下2m后,则可按土质情况以正常速度钻进。钻进过程中应经常注意土层变化,每进尺2m或在土层变化处应捞取渣样,判断土层,记入钻孔记录表并与地质柱状图核对。每进尺2~3m,应检查孔径以及孔的垂直度,确保钻孔直径和竖直度符合要求。操作人员必须认真贯彻执行岗位责任制,随时填写钻孔施工记录,交接班时应详细交待本班钻进情况及下一班需注意的事项。
4.2冲击钻机成孔
在冲机底座采取可靠固定措施,防止冲机的移位,冲孔3-5m后,复测桩位,以后每冲孔4~5m复核一次。在钻孔开孔时,应采用低锤(小冲程)密击开孔,使初成孔坚实、垂直、圆顺,能起导向作用,并防止孔口坍塌,钻进深度超过钻锥全冲程后,方可施行正常冲击。如表土为松散土层时,应抛填小片石和粘土块,待成孔5m以上,各方面符合要求后,按不同土层情况钻进。在粘土层,加清水或低比重泥浆,冲程1-2m。在砂层及砂夹石中冲程1-3m,抛入粘土块,控制泥浆比重1.3-1.4。遇有孤石时,在孔内抛填不小于0.5m厚的碎片石,开始用低锤密击,待冲锤平稳,机架摇摆不大时,可逐步加大冲程2-4m,控制泥浆比重1.3-1.4。进入基岩后,开始宜低锤密击,待冲锤平衡后,逐步加大冲程至3-4m,泥浆比重控制在1.3左右。冲击过程中如遇坚硬漂卵石,宜采用中、大冲程,但最大冲程不宜超过4~6m,操作时应防止打空锤和松绳。冲击表面不平整的漂石、硬岩时,应先投入粘土夹小片石,将表面垫平后冲击钻进岩、土层变化处均应捞取渣样,判明土层,并记入记录表中,以便与地质剖面图核对。
5清孔
清孔采用抽碴换浆法,以相对密度较低的泥浆逐步把钻孔内浮悬的钻碴和相对密度较大的泥浆换出,换至孔内泥浆比重低于1.1以下为止。
6钢筋骨架的制作和安装
钢筋笼加工在钢筋加工厂加工成型,自制平板车拉运,对于水中钻孔通过栈桥运送钢筋笼。成孔清孔验收合格后,利用吊车将钢筋骨架吊入桩孔内;当钢筋笼较长时,需分节制作,分节吊装、焊接接长,注意同一截面焊接接头应错开至少1米,并在钢筋笼主筋上焊上保护层(梅花状布置)。吊放钢筋骨架入桩孔时,下落速度要均匀,忌撞击孔壁。骨架落到设计高程后,将其校正在桩中心位置并固定。
7二次清孔
钢筋笼安装好后,根据孔深安装导管,导管底部离孔底30~50cm,然后安装高压气管,在浇注砼前进行气举法二次清孔,通过导管将孔底沉渣吸出,使孔底沉渣厚度满足设计和规范要求(柱桩不大于2cm,摩擦桩不大于5cm),经监理工程师检查合格并签证后拆除气管,立即进行水下砼的灌注。
8浇筑水下混凝土
混凝土采用自动计量拌合站拌合。混凝土坍落度控制在18~22cm之间。导管吊装前先试拼,并进行水密性试验,试验压力不小于孔底静水压力的1.5倍。导管接口应连接牢固,封闭严密,同时检查拼装后的垂直情况与密封性,根据桩孔的深度,确定导管的拼装长度,吊装时导管位于桩孔中央,并在浇筑前进行升降实验。
首批混凝土用拔球法进行。在导管里放置皮球,并用盖子盖住漏斗下口,盖子与钢丝绳连接,当漏斗内储足首批浇筑的混凝土量后,吊车拉钢丝绳,提起盖子,使混凝土快速落下,迅速落至孔底并把导管裹住,保证首批初灌混凝土将导管埋深不小于1m,浇筑连续进行。经常提升导管和拆除上一节导管,使混凝土经常处于流动状态,提升速度不能过快,导管埋深2~4米。
浇筑到桩身上部5米以内时,可以不提升导管,至规定高程再一次提出导管,拔管时注意提拔及反插,保证桩芯混凝土密实度。为确保桩顶质量,在桩顶设计高程上超灌1.0m,施工承台时凿除。
9结语
钻孔灌注桩的施工,是一项十分重要且又复杂的施工工程,其施工质量直接关系到桩顶建筑物的安全。因此,控制钻孔灌注桩的施工质量,采取合理的保障措施,规范钻孔灌注桩施工工艺是灌注桩施工的重点,必须按照规范和施工控制标准要求,及时解决工程中出现的各种问题,以保证施工质量。
参考文献
[关键词]钻孔灌注桩 钢筋笼 灌注水下砼
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)34-0097-01
钻孔灌注桩的主要的施工顺序为:初步放样筑岛恢复定线护简埋高钻孔成孔检测清孔下导管砼浇注破桩头成桩检测。具体主要工序和施工方法如下:
一、护筒埋设
护筒埋设是重要一环,起到定位、导向,靠筒内水位和泥浆比重使孔内水压大于外部水压,防止塌孔,采用钢板卷制护筒。护筒埋设要视不同地层而定:有回填土形成的施工平台,护筒埋设施工时,将护筒周围0.5~1.0m的范围内的土挖除,夯填粘性土至护筒底0.5m以下,下口应埋入砂粘土内1.0~1.5m处;其余数位护筒长度不小于2.0m,上口高出孔口地面30cm。护筒埋设好以后,应检查其位置,用红油漆在顶口及内侧标注桩位十字线点号。护筒平面中心偏差须不大于5cm,垂直度不超过1%。护筒钻进过程中要经常检查是否发生偏移和下沉,并及时纠正。
二、钻孔
选用适当的钻孔和泥浆,根据实际情况选用冲击钻施钻。
(一)泥浆池:冲击成孔中,泥浆比重宜采用1.2~1.45之间,起到悬浮钻碴、排碴作用。另外泥浆还可以,冷却钻头,减少钻头阻力和钻头磨损。泥浆池和桩孔之间通过泥浆池及沉淀池使泥浆形成循环,泥浆池及沉淀池的位置、大小因地制宜,施工中尽量让沉淀池的长度大一些(一般不应小于10米),且高出地面30M为宜。钻进过程中随时捞取泥浆槽、池中的钻碴。
(二)冲击钻:冲击钻钻机就位前,应对钻孔前的各项准备工作进行检查,包括主要机具设备的检查和维修,钻机就位后,应平稳,不得产生位移和沉陷,开孔的孔位必须准确。冲击钻应用小径钻钻到深度后,用大径钻扩孔,钻管内的泥渣和泥浆经常倒出,在钻孔排渣,提钻头除土或因故停钻时,应保持孔内水头和要求的泥浆指标。
冲击钻钻孔作业必须连续,并作钻孔施工记录,经常对钻孔泥浆进行检测和试验,不符合要求的随时改正,注意补充新拌的好泥浆,在整个施工过程中,泥浆的损失较小,水头始终保证在2m左右,有效地防止了孔壁坍塌,埋钻头的现象发生,确保了钻孔桩的成孔质量和成孔速度。钻进过程中,每进5―8尺检查钻孔直径和竖直度,注意地层变化,在地层变化处捞取渣样,判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。根据实际地层变化采用相应的钻进方式,在钻至中层易液化砂层时,钻进速度必须放慢,以确保成孔质理。
三、成孔检测、清孔
成孔检测一般包括孔的中心位置、倾斜度、钻孔底标高、深度、直径、护筒顶标高等。孔的中心位置应在±100mm范围内,孔径>设计桩径,倾斜度小于1%,孔深不小于设计规定。清孔只有成孔检测合格后才可进行。清孔方法一般有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射等。清孔的目的是抽、换原钻孔内泥浆,降低泥浆的相对密度、粘度、含砂率等指标,清除钻渣,减少孔底沉淀厚度,防止桩底存留沉淀土过厚而降低桩的承载力。
终孔检查后,应迅速清孔,不得停歇过久使泥浆、钻渣沉淀增多,造成清孔工作因材施教难甚至控空,清孔完毕应在最短时间内灌注混凝土。终孔后,停止进尺,稍提钻锥离孔底10M~20M空转,并保持泥浆正常循环,以终速将相对密度1.03~1.10的较纯泥浆压入,把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出。使清孔后泥浆的含砂率降到2%以下,粘度为17s~20s,相对密度为1.03~1.10,胶体率≥98%。各项指标在钻孔的顶、中、底部分别取样检验,以其平均值为准。孔底沉淀土厚度不大于设计规定的量值时,即可终止清孔。
四、钢筋笼的制造和安放
(一)钢筋笼的加工制作:照钢筋笼的外径尺寸制一块样板,将箍筋围绕样板弯制成箍筋圈。在箍筋圈上标出主筋位置同时在主筋上标出箍筋位置。然后在水平的工作平台上,在主筋长度范围内,放好全部箍筋圈,将两根主筋伸进入箍筋圈内,按钢筋上所标位置的记号互相对准,依次扶正箍筋并一一焊好,再将其余的主筋穿进箍筋圈内焊成骨架。主筋的连接采用直螺纹机械连接。在加工钢筋笼时根据要求,按频率安装声测管,确保声测管焊接严密不漏水,位置准确,和钢筋骨架焊接牢固。施工时声测管上端要封口,检桩时割开,以免灌入泥浆或混凝土影响检桩。
(二)钢筋笼的安放:钢筋笼分段制做,本桥采用20米一段,钢筋笼加工完成后用炮车运至桩位附近,用吊车在平台在起吊入孔。起吊时,采用双吊点,吊点位置要恰当,一般设在在加强箍筋处(吊点处应加焊)。吊入钢筋笼时,应对准孔位轻放、慢放。若遇阻碍,可徐徐起落,并正、反旋转使之下放,防止碰撞孔壁引起坍塌。下放过程中注意观察孔内水位情况,如发生异样,马上停止,检查是否坍孔。钢筋笼入孔接长采用镦粗直螺纹机械连接。钢筋笼入孔后,要牢固定位,防止在灌注水下砼过程中上浮。
(三)下导管:本桥桩基础水下混凝灌注所用导管采用直径300 mm,壁厚12 mm的无缝钢管制成。导管连接采用丝扣连接。
导管分节长度应便于拆装和搬运,并小于导管提升设备的提升高度。导管制作应力求坚固,内壁应光滑、顺直、光洁和无局部凹凸。各节导管内径应大小一致。偏差不大于2mm。导管在使用前和使用一个时期后,除应对其规格、质量和拼接构造进行认真地检查外,还应做拼接、过球、和水密、承压、接头、抗拉等试验。
吊装时导管应位于井孔中央,并应在灌注砼前进行升降试验,应使位置居中,轴线顺直,稳步沉放,防止卡挂钢筋骨架和孔壁碰撞,导管下口到孔底的距离一般控制在25――40M之间。导管上口设置储料斗,储料斗口中盖钢扳,挂细钢丝,灌注时用吊车吊出。
五、灌注水下砼
(一)灌注混凝土表面和导管埋深控制
1、测深 灌注混凝土时,应探测水面或泥浆面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度,以控制沉淀层厚度、埋度管深度和桩顶高度。如探测不准,将造成沉淀过厚、导管提漏、埋管过深,因而发生夹层断桩、短桩或导管拔不出事故。
采用绳系重锤吊入孔中,使之通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面(或表面以下10M~20M),根据测绳所示锤的沉入深度作为混凝土的灌注深度。本法完全凭探测者手中所提测锤在接触混凝土顶面以前与接触混凝土顶面以后不同重力的感觉而判断。
2、导管埋深控制 灌注混凝土埋,导管埋入混凝土的深度一般易控制在2m~6m范围之内,当拌和物内掺有缓凝剂、灌注速度快、导管较坚固,并有足够的起重能力时,可适当加大埋深,但最好也不要大于8m。拔管前需仔细控测混凝土面深度。用测深锤测深时,需由2人用2个测锤测深并相互校对,防止误测。
(二)水下混凝土的灌注
【关键词】建筑工程;软土地基;桩基础;施工工艺
一、软土地基的涵义及桩基应用特点
软土特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低,并具有流变性、触变性等特殊的土力学性质,工程利用条件较差;软土地基是由淤泥、淤泥质土、杂填土或其他高压缩性及抗剪强度低的土构成的地基,具有强度变化缓慢、加荷载易变形,不均匀,变形速率大且承载力低,沉降量大等不良工程性质的软弱地基;软土地基在附加荷载作用下,逐渐排出孔隙水,使孔隙比变小而产生固结变形,随着土体超静孔隙水压力的逐渐扩散,土的有效应力增加,提前完成沉降或提高沉降速度。
天然软土地基上的浅基础往往不能满足整体稳定要求,而采用桩基础可以有效解决这些问题,以它的大承载能力和抵御复杂荷载性质而成为建筑在软土中的主要基础形式,其巨大的刚度把荷载较均匀地传给下部各支撑,桩基础与其他基础相比具有施工较快,承载力高,投资较少,效果较好的特点;桩基础的施工根据荷载的大小与性质,上部结构的形式与使用要求及材料供应和施工条件等确定;在软土地基中优先使用桩基础应适当加大桩径,相对减少钢筋笼直径。
二、建筑工程中软土地基桩基础的施工工艺
结合某建筑工程为例对软土地基桩基础的施工工艺进行分析,某工程建筑位于黄土地带,层高32层,根据地勘报告该场地平均标高为3.60m,场地淤泥软土地基的压缩性高,不能作为桩基持力层,第三层土层面起伏较大,且大部分区域第七层土缺失,采用现行的桩基处理方法对厚度较大的软土地基进行处理,一般采用换土垫层法、排水固结法、加固土桩粒料桩、挤密砂桩等方法处理,各种处理方法都有较强的针对性,处理方法选择是否合理,直接影响到建筑物的设计是否安全和节约。
1、换土垫层法。该工程处在软土地带,地下水埋深较高,岩层较深,中层又有较厚且承载力较差的粘土,当软弱土层厚度不很大时,可将基础以下卵石层以上的处理范围内的软弱土层部分或全部挖除,然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料(通常是渗水性好的中粗砂)称为换填或垫层法。采用坚质的砾石和中粗砂级配方案进行回填,回填时采用搅拌机充分拌匀,且严格控制砂石中的含泥量不能大于3%,分层回填夯实且每层回填厚度为300mm左右,且采用平板振动器夯实,施工前进行试夯,得出稳定的下降指标;由于软土地基流塑性大,在钻孔过程中易破坏土体平衡,软弱土层向冲孔处滑移,因此最好把桩穿过淤泥层,打到淤泥土层处。本工程桩基施工过程中,钢护筒埋设是很重要的一环,护筒采用桩护筒,钢板厚大于6mm,直径比桩径大10~20cm,护筒用振动锤打入,护筒顶标高比起面标高20~30cm,为防止护筒在打入和成孔过程中发生卷口、压扁等现象,护筒顶端、底端以及筒身每隔2m处采用10mm厚的钢条加强,护筒周围填土必须分层压实,使其在钻孔过程中不能位移,同时护筒中心竖直线应与桩的中心线重合,平面误差控制在30mm内,竖直线倾斜不大于0.5%,护筒四周埋护好护桩,以便及时检查桩孔中心的情况,护桩要放在比较稳定的地方,尽量减少桩基施工时对护桩的影响,必要时要测量校对,只有在中心距离5米以内的任何桩的混凝土浇筑完毕24小时以后才开始钻孔,由于为深桩基础,桩钢丝绳必须要加强。
在地基进行桩基钻孔时,开始时应适当控制进度,软弱地层钻进时易坍塌,因此应减慢速度,在粘土和沙砾及风化岩中钻进时,因土层较硬会引起钻头跳动,出现钻杆摆动较大和倾斜,在钻孔过程中发现倾斜,坍塌以及冒浆等现象时应立即停止钻进,采取有效措施后方可继续施工,检查孔口内泥浆的高度,保证孔洞泥浆面高出地下水位不少于50cm,及时查看护桩的桩位和孔位以及垂直度是否正确;在钻进过程中应该连续钻进,不能中途无故停钻,因机械故障需要停机的,孔内泥浆仍要循环,以防止塌孔,调整基础面积,减少基础埋深,加强基础的整体性和刚性,减轻荷载,增强上部结构的整体刚度和均匀对称性,合理设置沉降缝,管道穿越建筑处应预留足够尺寸或采用柔性接头;为避免遇到坍塌、倾斜、缩桩等问题,在软土地基上施工时可提高钢筋混凝土保护层厚度和浇筑质量。
2、排水固结法。根据地质报告,该场地地貌类型属滨海平原地貌,现场场地已平整,场地地下水属深层潜水类型,考虑不利条件下施工时地下水埋深高水位可采用7.5m,低水位可采用8.5m。该场地地下水和土对混凝土无腐蚀性。本场地地震基本烈度为7度,地基无液化问题,属IV类场地。土方开挖前采用轻型井点降水,再进行基坑大开挖,在软土地基上加压并配合内部排水,加速软土地基的排水,此方法适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基;桩基下部及两侧采取深层水泥土搅拌桩的处理,利用设置在地基中的竖向排板和地表进行加载预压或利用建筑物自身重量的共同作用使饱和软土中的孔隙水逐渐排出地表,土体固结提高密实度和强度,消除大部分的水后沉降使地表稳定。
3、加固土桩。本场地周边环境条件允许预制桩施工,桩型采用经济性优于预制钢筋混凝土方桩的高强预应力混凝土加固土桩,不同桩径的桩的长径比均控制在80左右。用深层拌和的专用机械,软土地基的局部范围用固化材料加以改善、加固,形成加固桩,使加固桩与桩间土形成复合地基,设计加固土桩只考虑其置换与应力集中效应,不考虑其固结排水与挤密作用,加固土桩的深度、直径、间距应经稳定性计算,并应满足工后沉降的要求。
4、粒料桩在桩的压入过程中,桩身周围土受剪切而发生重塑,土的强度降低为重塑土的残余强度,当压桩过程出现一定时间的停顿或休止时,扰动土部分强度恢复,压桩力常常大幅度增长,本工程二、三节接桩采用砂、砂砾、碎石、废渣等散粒材料,以专用震动沉管机或水震冲器来成桩,使粒料桩与周围的地基形成复合地基,粒料桩对地基有置换、挤密和竖向排水作用。粒料桩的深度、直径、间距,应经稳定及沉降计算来确定,地质条件对施工方法的适应性不清楚时,应通过试桩加以核查。
5、挤密砂桩、碎石桩加固。当选择第八层为桩基持力层,预制桩若需穿过第七层厚度较大的区域,沉桩有相对难度,需考虑相当的桩身结构强度和施工机械,挤密砂桩可确保本工程桩基施工质量,挤密砂桩属于复合地基的一种,当软土层较厚且换填处理比较困难,地基土属于非饱和粘性土或砂土时,采用挤密砂桩或碎石桩加固法,可以使地基土密实,容重增加,孔隙比减少,防止砂土在地震或受震动时液化,提高地基土的抗剪强度和水平抵抗力,减少固结沉降,使地基变均匀,起到置换、挤密、排水作用,防止地基产生滑动破坏,提前完成沉降,减少沉降差。
结束语:
在建筑工程中,基于地质因素影响,软土地基容易发生变形,使整个结构不均匀沉降并导致结构损坏,在软土地带建造建筑物,桩基础必须使用合适的施工工艺,才能保证建筑的安全性能和使用性能。
参考文献:
关键词:跨既有线;钻孔桩;施工工艺
0引言
钻孔灌注桩施工技术在建筑工程施工应用中,具有施工噪音与影响小、施工振动小以及适用范围广等优势,可以在各类建筑地基结构中进行施工应用,因此在建筑工程的施工应用中应用范围比较广泛,尤其在跨既有线桥梁的工程中广为运用,为了促进钻孔桩技术的进步与发展,本文以具体案例对这此钻孔桩施工工艺展开探讨与论述。
1.工程概况
某铁路新桥南引桥跨既有线铁路,处位于33号至36号桥墩之间,为四线跨线旱桥,34号、35号墩身均采用双线矩形实体桥墩,34号墩位于既有线铁路右侧,35号墩位于既有线铁路左侧,墩高9m。墩基础设计为直径φ2.0m钻孔桩接承台基础,每个承台12根,共计48根,承台结构尺寸为18.55×13.4×4.0m,桩长60m。
2.难点分析
地下分布粉土、粉砂,属可液化土层,受水影响大;特殊岩土主要为4层淤泥质粉质黏土,具高压缩、高灵敏度、低强度,且为欠固结土,桥址区不良地质是钻孔桩施工的难点。根据现场实测,34号、35号桥墩距离既有沪昆铁路较近,承台边缘距离既有线接触网立柱最小净距2.9米,该桥下部结构施工既要保证既有铁路正常行车安全,又要保证新建客运专线铁路工期紧的要求,施工难度非常之大,因此该处临近既有线钻孔桩施工是本桥的关键。
3.钻孔桩基础施工工艺
应用钻孔灌注桩施工技术进行建筑工程的施工应用中,由于钻孔灌注桩施工技术本身在施工应用中,具有比较明显的隐蔽性与复杂性特征,使得建筑钻孔灌注施工受到地质与水文条件因素的影响作用比较大,在施工中对于施工技术与工艺质量的要求比较高,这也是建筑钻孔灌注桩技术施工中的施工重点与难点,需要进行合理的控制与把握。在建筑施工中,钻孔灌注桩技术是比较常用的施工技术,对于建筑工程的施工的质量与建筑施工安全等都有很大的影响和作用。进行建筑施工中钻孔灌注桩施工技术的分析研究,有利于提高建筑施工技术水平,保证建筑施工质量与施工安全。
针对上文分析的施工难点,本节将对钻孔桩基础施工进行详细的探讨。钻孔桩基础施工包括以下几个方面:
3.1护筒制作及埋设
在进行钻孔护筒的埋设施工中,通常是使用钢制材料进行钻孔护筒的制作,制作护筒的钢材料多使用4mm左右厚度的钢板进行,制作过程中为了避免钢板材料厚度不足造成变形,通常会在制作成型的护筒上中下端部分,使用加筋进行焊接加固,以保证护筒埋设施工所需要的厚度与刚度要求。
进行钻孔护筒的埋设施工时,护筒埋设轴线应与建筑施工桩基桩位中心向对称,并且埋设的钻孔护筒底部应与周围进行紧密的接触。通常情况下,钻孔护筒的埋设深度在100到150cm之间,钻孔护筒顶部高度与地面距离也有明确要求,通常在30cm左右,偏差不宜太大。
该桥34号墩和35号墩顺既有线方向各有4排桩,每排3根,考虑列车运行振动影响地层深度,施工采用深护筒,邻近既有线的桩基,护筒采用14mm厚钢板卷制,埋设深度9m,如需要可按照现场实际情况增长,施工后不予拨出,其他3排桩,护筒采用14mm厚钢板卷制,埋设深度6m。
3.2钻机安置
在进行建筑地基的钻孔施工中,首先应将钻孔钻机按照预先设计准备就位,并且保持钻机与地面钻孔施工面垂直,在钻孔施工过程中,可以使用经纬仪等测量仪器对于钻孔施工的垂直度进行测量控制。机械进场使用前必须对原地表进行换填、回填、压实,确保钻机稳定,回填高度高出设计桩顶标高1.5米以上,必要时可在浇注混凝土时,接长护筒,确保桩基混凝土质量。垫平机架,并在旋挖钻底铺垫14mm钢板,保持设备稳定,确保机械设备施工中稳固和移机过程的安全。
3.3处理线路相对关系
根据实测桩位与线路的相对关系,钻机面向既有线摆放,距线路最近桩基中心与接触网立柱的最小距离为5.2m,钻机边沿距离接触网立柱的最小水平距离为3.8m,满足安全要求,并在远离既有线一侧设置揽风绳。
3.4泥浆池及泥浆配置
专门选用高塑性粘土或膨润土制造优质泥浆,严格控制泥浆指标:相对密度1.2~1.45;粘度19-28pa.s;含砂率<4%~8%;胶体率≮90%等。确保护壁泥膜或形成的泥皮粘附力强,不易脱落,孔壁稳定性高,不产生塌孔或缩颈。
3.5钻孔过程控制
施工中派专人观测既有线坡面稳定及管线的位移情况。当发现边坡及沿路基坡脚出现变形、裂纹、塌孔时,应立即停止施工,加固处理后方可继续施工。同时应加强对线路及边坡的检查,并适当调整钻孔桩施工工艺,如大泥浆比重、放慢施工进度等。
3.6钢筋笼施工工艺
在进行建筑钻孔灌注桩施工中应用的钢筋笼制作施工中,首先应对于进行钢筋笼制动的钢筋材料质量进行控制,严格按照施工设计要求的钢筋材料型号、标准与直径大小等,进行钢筋笼的制作应用。
其次,在进行钢筋笼的制作过程中,应注意按照钢筋笼制作设计图纸与要求进行制作,尤其是钢筋笼制作过程中的钢筋焊接以及调直、弯折、截断处理等,都应按照具体的设计制作要求进行制作,保证钢筋笼的制作质量。通常情况下,在进行钢筋笼制作过程中,应选择整根钢筋作为钢筋笼制作主筋,需要进行焊接的钢筋末端尽量不要出现弯度,并且进行搭接钢筋的长度要大于5dm,进行钢筋笼制作过程中,对于钢筋连接直径以及间距、顺直等情况下的误差都应控制在20mm以内。
最后,在进行钢筋笼的安装施工之前,首先应使用探孔检测装置对于钻孔进行检测,然后根据检测情况进行安装,在钢筋笼安装过程中,如果出现障碍物应使用正反旋转方式进行障碍排除,安装过程中,应注意以轻轻下落方式进行钢筋笼的下放安装。
根据桩径、桩长(桩径2m,桩长60m)及现场实际情况,钢筋笼分5节预制,每节12m。
入孔采用吊车吊装,在安装钢筋笼时,采用两点起吊,第一吊点设在骨架的上部,第二吊点设在骨架长度的中点到下三分之一处,对起吊点予以加强,以保证钢筋笼在起吊时稳固。
吊放钢筋笼入孔时对准孔位,保持垂直,轻放、慢放入孔,入孔后徐徐下放,不左右旋转,严禁摆动碰撞孔壁。若遇阻碍时停止下放,查明原因进行处理。第一节骨架放到最后一节加劲筋位置时,穿进型钢,将钢筋骨架临时支撑在孔口平台上,再起吊第二节骨架与第一节骨架连接,连接采用单面搭接焊。
3.7桩基混凝土浇注施工工艺
在进行钻孔混凝土的灌注施工中,首先应注意控制混凝土的配制质量,严格按照配制比进行混凝土材料的配制。进行混凝土材料灌注的过程中,应注意使用导管进行导灌,灌注过程中导管与钻孔底部之间应控制在300mm到500mm的距离之间,进行混凝土灌注施工前,应对于钻孔内的含水量进行处理。在进行水下部分的混凝土灌注,应注意对于灌注混凝土的坍塌情况进行检查,并在灌注过程中控制好灌注时间与速度。最后,混凝土灌注完毕后,应注意拆除钢筋笼中的固定装置,并对于桩基头部的混凝土进行清理,在一定条件下,可以通过人工凿除方式进行清理。
安放钢筋笼及导管就序后,采用换浆法清孔,以达到置换沉渣的目的。待孔底泥浆各项技术指标均达到设计要求,且复测孔底沉渣厚度在设计范围以内后,清孔完成,立即进行水下混凝土灌注。水下混凝土灌注采用导管法,导管用直径25-30cm的钢管,每节长2.0~2.5m,配1~1.5m短管,由管端粗丝扣、法兰螺栓连接,接头处用橡胶圈密封防水。导管使用前,进行接长密闭试验。
4.结语
钻孔桩基础施工工艺可以解决临近既有线工程的施工问题,本文对此进行了详细的施工工艺分析,为钻孔桩技术的进步积淀了理论基础。这一技术在钱江铁路新桥南引桥跨既有线铁路项目中的成功运用,为今对后此类跨既有线桥梁工程的施工提供了真实可靠的案例参考。
参考文献:
关键词:民用建筑 地基 基础 桩基础
中图分类号:TU24 文献标识码: A
一、 地基基础与桩基础的作用
地基基础和桩基础的土建基础是连接建筑物与地基间的重要枢纽,是荷载传递的关键环节。地基是在建筑物荷载作用下产生了变形的一部分土体或者是岩体,但是我们却不能忽略这一部分,用以支撑有基础传递的建筑荷载,维护强度保持在一定的稳定环境下,防止建筑沉降度不超越设计要求的范围。
作为基础当中的一类典型,桩基础能够承受绝大部分的荷载,并且将其传递到坚实的深部岩层当中去。地基主要分为两类:天然地基与人工地基。天然地基是以本身的地质构造为基础,加以适当的人工改造,因而埋深通常较浅;人工地基则是以特殊的施工技术而认为建构起的地基,通常埋深较大,以便于以深部的坚实土层作为荷载支撑,即所谓的桩基础。桩基础需要通过特殊的施工手段,才能够满足更大的埋深,这主要是在建筑场地地质情况不够良好的状况下,并且天然基础无法满足建筑物对稳定性和强度要求的时候才会应用。
二、 地基基础与桩基础在民用建筑施工中面临的问题
1. 地下水
一旦地基基础的深度达到了地下水位之下时,通常都会面临处理地下水的情况。如果基础采取的是桩基础,那么地下水对于人工挖孔桩就会产生较大的影响。如果地下水位较大,降低水位就可以采取多桩抽水的方式;反之,如果地下水位不大,在解决上则可以利用单桩桩内抽水的方式。当然,如果桩设计的深度不足,上述两类方式则无法利用,这时就需要在施工场地周围设置一些井点来进行排水处理。
2. 冻土地基
冻土地基如果不加处理,在解冻时融化所引起的不均匀沉降,危害十分严重。因此,在施工中我们可以通过人工制冷的方式将土中的水分冻结成冰块以此来阻挡水土的压力。如此一来,对开挖地基也有一定的保护作用。使用冻结法有利于地下水的处理,不会污染环境,而且噪音小。在施工结束后,冻土墙融化也不会影响建筑的地下结构,并且能够大幅度地缩工期。
3. 桩质量
随着桩基础在民用建筑施工中运用的频繁度提升,也推动了管桩的发展。但是在实际的基础施工中,由于桩质量问题而引起的建筑整体质量问题的案例也并不少。常常会出现桩身断裂、桩头破裂、中心轴歪斜、长度不足、桩顶不平等质量问题。只有保证桩质量,才能够满足桩基设计标准,进而符合建筑施工的质量要求。
三、 民用建筑地基基础施工技术
1. 换土垫层
换土垫层主要是去除原本的浅层软土,用强度较高的砂石等材料代替,以达到提升地基土层承载能力、缩小土质胀缩性和湿陷性的目的,最终对沉降的可能性加以控制。一般来说,在民用建筑施工中,素土垫层、碎石垫层和砂垫层是最常用的;在湿陷性黄土、浅层软弱的土地基上处理使用上较多。
2. 夯实碾压
夯实碾压是对地基土进行夯实、碾压,达到改善土的液化性能、提高地基土强度的目的,最终降低其沉降量,一般来说有两种方式。(1)机械碾压对松散土通过推土机、压路机等重型机器进行压实处理。在铺土30~50 cm,就需要进行8~12 次左右的碾压,确保地基土的夯实度,此类方式适用于大面积的夯实填土的工程。(2)振动夯实法通过电动机带动振动机械开展工作,对地基土能够产生5~10 t 的巨大垂直作用力。这类方式的使用,振动时间较长、振动效果明显,尤其是对透水性较好的地基、砂土地基的效果更为明显。3. 排水固结土壤排水固结就是通过排除土质当中的水分,让其自动固结的方式。为了达到排水的目的,就需要将袋装砂井设置在地基的周围,塑料排芯板,通过水冲法、沉管法成孔,在孔内进行管砂预压。通过真空加压排除土质当中的水,同时加快地基的固结速度,从而提升土质的抗剪强度、降低土的沉降量,做好土的液化性能的改善。排水固结法的使用,不仅取材方便简单,而且有利于企业经济效益的提升。由于其在水力充填土、饱和粘性土、沼泽土中较为常用,因此被广泛应用到民用建筑施工当中。
3 排水固结土壤
顾名思义,排水固结土壤法就是对土层进行排水处理,使土壤实现失水固结状态。其具体操作方法为:将袋装砂井设置在地基周围,采用水冲法或沉管法对塑料排芯板进行成孔处理,并在孔内灌砂预压,在进行真空加压时可迅速的将土壤中的水排出,加速土层的失水固结,从而降低了地基土的液化性,提高地基层的抗剪强度。由于操作便捷、成本较低,因而被广泛应用在淤泥、沼泽土、饱和粘性土等土层的民用地基施工中。
4 化学法加固
为提高土层的承载力,使其达到地基土的施工标准,通过对土层进行化学物质添加,在自然或外力的作用下实现化学反应,从而提高土的粘结度的效果。
4.1 灌浆法。在泵和空气压缩的作用下,通过灌浆管将碱液、水泥浆、丙烯酸铵、水玻璃等化学物质均匀的输送到砂土、粘性土地基等的土层内部进行充分渗透,通过化学反应将水和空气从土层中挤出,实现土层颗粒间的凝结,从而提高地基土层的承载能力。
4.2 喷浆法。利用工程钻机对地基指定位置进行钻孔作业,待钻至要求深度后,将喷射装置安装于工程钻机的钻杆下端,利用高压脉冲泵实现喷射装置的在均匀上升的过程中形成圆柱形喷射面将浆液喷射在周围土层中,从而将土体和浆液进行混合后形成圆柱体的固结体。在粘性土,砂土和人工填土等地基中采用该种方法的优势为:防水防渗透性好,保护相邻结构在基坑挖掘过程中不被损害。缺点为:水泥用量大,流失多,浪费现象严重,增加建设成本投入。
4.3 深层搅拌法。将水泥和石灰作为的固化剂注入土层深处__进行高压深层搅拌,使其与土层达到充分的混合,将固化剂与天然土层紧密结合为一体,而形成一系列的水泥桩或地下连续墙。该种地基处理法具有的施工噪音污染小、土方量少,附加沉降可做忽略等优势,因而被较多的采用在城市内厚层软粘土地基的施工中。
四、 民用建筑桩基础施工技术
1. 预制桩
此类桩一般都是圆形或者是方形,截面直径需要控制在25~55 cm 左右,一般桩架高度在6~25 m。预制桩的连接采用的是焊接法、硫磺胶泥锚接法等方式。
2. 管灌注
桩此类桩的桩直径在30~50 cm 之间,桩长度在25 m 左右。一般使用振动打桩或者锤击的方式进行沉桩,在砂性土、粘性土地基中频繁使用。
3. 钻孔灌注桩
桩孔灌注桩孔径在60~150 cm 左右,而桩的具体长度需要根据施工现场的实际情况加以判定。一般来说,都是利用钻机旋转带动钻头对原本的土层加以破坏的方式实现沉桩。这一类方式对周边环境影响较小,因此在粉质土、淤泥、砂土等地基当中频繁使用。
4. 树根桩作为一种新型的桩形式,我们也可以将树根桩称之为“小型钻孔灌注桩”。此类桩的直径在7.5~25 cm 左右,通过钻机钻孔的方式来实现沉桩。此类桩型施工噪音小、无需过多的空间。并且由于桩本身的强度较高,因此不但能够在民用建筑的改建当中使用,也能够在砂土、碎石土等地基处理当中有明显的加固效果。
五、 结语
总之,本文对民用建筑施工当中的地基基础和桩基础的处理技术进行了详细的探讨分析。但是究竟要如何去选用,还需要考虑到施工现场的地质条件、材料、设计要求等多方面因素。在施工当中,还需要本着施工安全的原则、提升施工质量,努力降低施工成本,采取合理的处理方式。随着科学技术的不断进步,对地基基础和桩基础的施工技术还有待我们进一步去挖掘开发。因为,只有更完美的施工技术,没有最完美的施工技术。
参考文献
[1]王秀华.浅析建筑地基施工中的事故及其预防措施[J].民营科技,2009(02).