混凝土灌注桩基

混凝土灌注桩基（共9篇）

混凝土灌注桩基 篇1

摘要：用直升导管法灌注水下混凝土, 混凝土拌和物是通过导管下口, 进入首批灌注的混凝土 (作为隔水层) 下面, 顶托着首批灌注的混凝土及其上面的泥浆或水上升。为使灌注工作顺利进行, 应尽量缩短灌注时间, 坚持连续作业, 使灌注工作在首批混凝土初凝以前的时间内完成。

关键词：灌注水下混凝土,检查,验算,设计,控制

1工程概况

某大桥上部结构为90+160+90 (m) 预应力混凝土连续刚构+20 m简支T粱, 全长375.3 m, 主桥墩为83.5 m, 其中1号、2号主墩各采用8根直径为2.2 m钻孔桩, 孔深分别为26 m、23 m, 位于江岸边, 桩底高程低枯水面15 m, 现以最大孔深26 m为控制, 设计验算灌注水下桩基混凝土。

2灌注机具的准备

2.1 导管的选用、检查、验算

(1) 导管的选用。

根据桩径2.2 m, 桩长26 m, 选用直径300 mm、壁厚11 mm的导管;为便于拆装和搬运导管, 中间节长2 m, 下端加长至4～6 m, 漏斗下配长约lm上端节导管。中间节两端焊法兰, 以便用螺栓连接, 上下两节法盘之间垫4～5 mm厚橡胶垫圈, 其宽度外侧齐法兰盘外边缘, 内侧宜稍窄于法兰内缘。

(2) 导管的安装与检查。

导管拼装时应仔细检查, 变形和磨损严重的不得使用;内壁和法兰表面如粘附有灰浆和泥砂应擦试干净;力求坚固, 内壁应光滑、顺直、光洁面无局部凹凸, 各节导管内径应大小一致, 偏差不大于上2 mm;导管上下法兰应与导管轴线垂直;备用导管20 m。

(3) 导管的试验。

导管过球应畅通, 水密试验时的水压不小于冲孔内水深1.3倍的压力, 即26×1.3≈34.0 m的水压, 承压试验的水压不应小于导管可能承受的最大内压力Pmax, 计算如下:

Pmax=1.3 (γChcmax-γwHw)

式中 Pmax—导管壁可能承受的最大内压力, kPa;

Yc—混凝土容重 (用24 kN/m2) ;

Hw—钻孔内水或泥浆深度 (Hw=26 m) , m;

hcmax—导管内混凝土柱最大高度, 采用导管全长 (32 m) , m;

γw—钻孔内水或泥浆容重 (试验γw=10.5 kN/m3) , 泥浆容重大于12 kN/m3时不宜灌注水下混凝土。

代入上式:

Pmax=1.3× (24×32-10.5×26) =643.5 kPa

试验方法把拼装好的导管灌入先灌入70%水, 两端封闭, 一端焊输风管接头, 输入计算的风压力, 将导管滚动数次, 经过15 min不漏水即为合格。

2.2 漏斗、储料斗的设计

(1) 漏斗、储料斗高度的设置。导管顶部设置漏斗, 采用泵送混凝土进料, 漏斗高度除应满足拆卸等操作需要外, 并应在灌注到最后阶段时, 不致影响导管内混凝土柱高度, 一般为4～6 m, 当计算值大于上述规定时, 采用计算值, 漏斗需要高度 (即导管内混凝土主柱高度) 参照图1计算:

Hc≥ (po+γwHw) /γc

式中 Hc—漏斗底口到预计灌注的桩顶以上所需度, m;

Hw—井孔内混凝土面至钻孔时水面高差, 水或泥浆深度当预计桩顶高出水面时, 此项不计入 (Hw=0) m;

γc—混凝土拌和物容重, 用 (24 kN/m2) , kN/m3;

γw—钻孔内水灌泥浆容重 (试验γw=10.5) kN/m3;

po—使导管内混凝土下落到导管底并将导管外的混凝土项升时所需的超压力, 钻孔灌注采用100～200 kPa, 桩径1 m左右时取低限, 等于或大于4 m时取高限, 1～4 m之间取插入值 (计算po=140 kPa) 。

代入上式: (140+10.5×0) /24=5.8故取整6.0 m。

(2) 漏斗和储样的容量 (即首批混凝土储备量) 应使首批灌注下去的混凝土能满足导管初次埋置深度的需要, 参照图2进行计算设计:

V≥πd2h1/4/4+πD2Hc/4

式中 v—首批混凝土所需数量, m3;

H1—井孔混凝土面高度达到Hc时, 导管内混凝土柱平衡导管外水 (或泥浆) 压所需的高度, 即h1≥Hwγw/γc, m;

Hc—灌注首批混凝土时所需井孔内混凝土面至孔底的高度, Hc=h2+h3, m;

Hw—井孔内混凝土面以上水灌泥浆深度, m;

D—井孔直径 (D=2.2 m) ;

d—导管内径 (d=0.289m) ;

γc—混凝土拌和物容重, 用 (24 kN/m3) , kN/m3;

γw—钻孔内水灌泥浆容重 (试验γw=10.5) kN/m3;

h2—导管初次埋置深度 (h2≥1.0 m, 取h2=1.5 m) ;

h3—导管底端罕钻孔底问隙约0.4 m, 沉淀土0.1 m, h3=0.4+0.1=0.5m;

代入公式得:

Hc=h2+h3=2.0m

Hw=26-2=24m:

h1≥24×10.5÷24=10.5

V=10.5×0.2892π÷4+π×2.22×2÷4=8.29m3

(3) 根据计算首批混凝土量8.3 m3, 漏斗容量5 m3的圆锥体, 另外制作储料斗3.0 m3, 两台拌和机、一台输送泵各储备0.5 m3混凝土, 合计9.5 m3>8.3 m3满足施工要求。

2.3 混凝土的运输, 提升和导管的升降

(1) 为了保证混凝土的质量, 以迅速不间断为原则采取就地拌和泵送混凝土, 同时配备16 t吊车一台, 储料斗一个作为备用。

(2) 导管的升降用冲孔机架提升, 吊车铺助, 相互配合使用。

2.4 隔水栓、阀门

待漏斗和储料斗混凝土储量足够, 才开启栓或阀使首批混凝土在很短时间内一次降落到导管底。本案例制作木球, 且球径大于导管直径1～2 cm, 灌注混凝土前将球置于漏斗颈口处, 球下设几层纸垫, 用细钢丝绳引出, 当达到混凝土初存量后, 迅速将球拔出 (称为拔球法) , 混凝土压着垫层呈与水隔绝的状态, 排走导管内的水而至孔底, 这样经济, 且无卡管毛病。

3水下混凝土的配制

(1) 选用碎石为粗骨料, 级配良好的中砂, 经过反复试验比选, 采用普通硅酸盐水泥42.5 MPa, 黄藤缓凝剂, 水下混凝土配合比见表1:

(2) 技术参数控制指标见表2:

4水下混凝土灌注

4.1 拌制机械的选择

(1) 混凝土拌和机采用500型强制式拌和机。

(2) 混凝土拌和机计算及数量。

n=V/hP

式中 V—钻孔中应灌注混凝土数量, 包括桩顶超灌注的高度和扩孔的体积, 扩孔率为1.1～1.2, V=1.1×27×π× (2.2/2) 2=112.9m3;

h—适量灌注时 (查表, 参考混凝土初凝时间, h=7小时) ;

P—混凝土拌机生产率, m3/h。

P=VO§Sα

式中 VO—每次拌制的混凝土体积, m3;

S—每小时的拌料次数, (S=22) ;

§—为拌和机的时间利用系数, 一般为0.9～0.95;

α—拌和机体积利用系数, 一般为0.75～0.85。

P=0.5×0.94×0.85×22=0.883

n=112.9÷ (7×8.883) =1.82

计算出n值取整数, 结合实际现场综合布置二台强制式500型拌和机, 另备用一台, 以防在机械发生故障时换用。

4.2 灌注混凝土表面测深和导管埋深控制

4.2.1 测 深

灌注水下混凝土时, 应探测水面或泥浆以下的孔深和所灌注的混凝土面高度, 以控制沉淀层厚度, 埋导管深度和桩顶高度。如探测不准确, 将造成沉淀过厚, 导管提漏, 埋管过深, 因而发生夹层断桩, 短桩或导管拔不出来等事故。因此测深是一项重要工作, 应采用较为准确、快速的方法和探测工具。本案例中采用测深锤法, 锤重55N, 测绳用质轻、拉力强、遇水不伸缩, 有尺度的测绳, 每次探测并以灌入的混凝土数量校对, 防止错误。

4.2.2 导管埋深控制

灌注混凝土时, 导管埋入混凝土的深度一般宜控制在2～6 m范围之内。因混凝土掺有缓凝剂, 灌注连续, 有足够的起重设备, 始终控制在4～8 m, 拔管前仔细探测混凝土面深度, 做到准确无误。

4.3 水下混凝土灌注

(1) 灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序, 应特别注意, 经成孔质量检验合格后方可开始灌注工作。

(2) 灌注前, 对孔底沉淀层厚度应再进行一次测定, 控制规定范围内, 立即灌注首批水下混凝土。

(3) 首批混凝土灌入孔底后, 立即测探孔内混凝土高度, 计算出导管埋置深度符合要求, 即可正常灌注, 否则按相应的事故处理。

(4) 灌注开始后应紧凑, 连续进行, 严禁中途停工 (拆除导管10～15 min) 。

(5) 在灌注过程中, 当导管内混凝土不满, 含有空气时, 后续混凝土要徐徐灌入, 不可整斗地灌入漏斗和导管, 以免在导管内形成高压气囊, 挤出导管内的橡皮垫, 而使导管漏水。

(6) 当混凝土面到钢筋骨架下端时, 防钢筋骨架被混凝土顶托上升。

(7) 为确保桩顶质量, 在桩顶设计标高以上应该加灌一定高度不小于0.5～1.0 m, 以便灌注结束后将此段混凝土清除。

(8) 在灌注将近结束时, 由于导管内混凝土桩高度减小, 超压力降低, 而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加, 相对密度增大, 此时可在孔内加水稀释泥浆, 并掏出部分沉淀土;拔出最后一段长导管时速度要慢, 防止桩顶沉淀的泥浆挤出导管下形成泥心。

5结束语

灌注水下混凝土需要精心布置、仔细检查、精确计算、认真检验、严格控制、合理组织、专业尽职、确保质量。 [ID:6626]

混凝土灌注桩基 篇2

影响灌注桩施工质量的因素很多，若稍有不慎或措施不严，就会在灌注中发生质量事故。小塌孔、缩颈，大到断桩报废，给国家财产造成重大损失，以致影响工期并对整个工程质量产生不利影响所以，必须高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量，尽量避免发生事故及减少事故造成的损失，以利于工程的顺利进行。

水下浇注混凝土施工是灌注桩质量控制中最重要的一个环节。

水下浇注混凝土是用混凝土从孔底开始灌注，将孔内泥浆臵换出来，成为混凝土桩；浇注过程中，应及时掌握孔内混凝土面上升的高度及导管插入深度，测定每个混凝土面位臵应取两个以上的测点，测绳受拉伸、湿度等因素影响，所标长度变化较大，须经常校正。浇注混凝土必须连续进行，否则先浇灌进去的混凝土达到初凝，将阻止后浇灌的混凝土从导管中流出。施工中，混凝土浇注速度应尽可能地快一些，终止浇注混凝土前，须确定混凝土面真实高度，以见混凝土中粗骨料为准。注意首批混凝土量必须满足导管埋深不能小于1.5M，所以漏斗和储料斗及漏斗和输送泵的混凝土储存数量要充足。根据导管内混凝土压力与管外水压力平衡的原则，导管内混凝土必须保持的最小高度为:Ｈｄ=RｗＨｗ/Rｃ。而管中混凝土的体积就应为Ｖｄ=πｄ2•Ｈｄ/4（ｄ为导管直径）。首批混凝土若埋深不足，混凝土下灌后不能埋没导管底口，会导致泥水从导管底口进入。如果出现这种导管入水现象应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机或抓斗机清出，然后重新下导管灌注。首批混凝土灌注正常后，必须连续进行，不得中断。否则先灌入的混凝土达到初凝，将阻止后灌入的混凝土从导管中流出，造成断桩。同时在灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升、逐级拆卸导管，保持导管的合理埋深。此时要注意，混凝土灌到孔口不再返出泥浆时可以微向上提动导管，而如果要提升导管0.5到1M以上才能灌入混凝土就应该拆除部分导管。要注意观察孔口是否返出泥浆。当混凝土接近钢筋笼时，宜使导管埋得较深。要注意正确控制导管埋深，如果导管埋人混凝土过深，易使导管与混凝土间摩擦阻力过大，致使导管无法拔出造成事故。而提管过程中要缓缓上提，如过猛易使导管被拉断。所以埋管深度一般应控制在2到6m，或使用附着式震捣器，使导管周围的混凝土不致过早的初凝。同时应注意灌注速度。

对于诱发灌注事故的因素，必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。水下浇注混凝土经常遇到的几个工程事故原因预防及处理：

（1）初灌未封底：桩底沉渣量过大，使初灌不能正常反浆，或导管距孔底太远，初灌量不够没有埋住导管。造成这种原因是检查不够认真，清孔不干净或没有进行二次清孔。认真检查，采用正确的测绳与测锤；一次清孔后，不符合要求时，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。导管底端距孔底高度依据桩径、隔水阀种类、大小而定，最高不超过0.5m.（2）导管堵塞：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，尽可能提高混凝土浇注速度，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。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；浇注混凝土过程中，应匀速向导管料斗内灌注，如突然灌注大量的混凝土导管内空气不能马上排出，可能导致堵管，若管内空气从导管底端排出，可能带动导管拔出混凝土面。混凝土的质量是堵塞导管的主要原因，必须把好质量，混凝土和易性不好或离析使石子聚集在一起流动性差，导致堵管。导管使用后应及时冲洗，保证导管内壁干净光滑。如发生堵管在导管上部可用钢筋疏通，在下部提取导管上下振击，（3）导管漏水：导管使用前须做密封试验，灌注前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。在灌注过程中发现漏水应加快灌注速度，并加大混凝土埋深，使管内混凝土超出漏水处。

（4）导管拔出混凝土面：导管提漏有两种原因：a.当导管堵塞时，一般采用上下提振法，使混凝土强行流出，但如果此时导管埋深很少，极易提漏。b.因泥浆过稠，在测量导管埋深时，对砼浇注高度判断错误，而在卸管时多提，使导管提离砼面，也就产生提漏。灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏。特别是灌注后期，易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此，必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。如误将导管拔出混凝土面，必须及时处理。孔内混凝土面高度较小时，终止浇注，重新成孔；

孔内混凝土面高度较高时，可以用二次导管插入法，其一是导管底端加底盖阀，插入混凝土面1.0m左右，导管料斗内注满混凝土时，将导管提起约0.5m，底盖阀脱掉，即可继续进行水下浇注混凝土施工。由于要克服泥浆对导管的浮力，混凝土面较深时，不宜采用；

此方法使用时，必须由有经验的工程师现场指导，导管长度、吊预制混凝土球阀铁丝长度、铁丝抗拉强度、混凝土面实际位臵等数据，必须在事先正确确定。

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；

（5）导管被混凝土埋住、卡死：在灌注过程中，导管的埋臵深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大，以及灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管，在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。导管插入混凝土中的深度应根据搅拌混凝土的质量、供应速度、浇注速度、孔内护壁泥浆状态来决定，一般情况下，以2～6m为宜。

如果导管插入混凝土中的深度较大，供应混凝土间隔时间较长，且混凝土和易性稍差，极易发生“埋管”事故。

如果预料到不能及时供应混凝土（超过1h），混凝土运输距离远，交通堵塞等因素时，除混凝土中加缓凝剂外，导管插入混凝土中的深度不宜太小，据已往经验，以5～6m为宜，每隔15min左右，将导管上下活动几次，幅度以2.0m左右为宜，以免使混凝土产生初凝假象。浇注混凝土中断超过2h，应判为断桩。卡管现象是混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍落度波动大，拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长，使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，都会导致卡管事故。所以严格控制混凝土配合比，缩短灌注时间，是减少和避免此类事故的重要措施。导管插入混凝土中拔不起来或被拔断，如果桩径较大，可以采用二次导管插入法处理，否则只能补桩、接桩。接桩一般用人工孔的办法处理，清除桩顶残渣，接钢筋笼，浇注混凝土至设计标高。

（6）钢筋笼上浮：当灌注到钢筋笼底部时，应缓慢放料，尽量减小埋深，减小对导管的冲力。

（7）混凝土拌制不符合要求：混凝土配合比中水灰比控制在0.5～0.6，砂率应在40%～50%，粗骨料最大粒径应小于40mm，混凝土坍落度控制在18～20cm，要有良好的流动性、和易性，用料上优先采用中粗沙，级配较好的卵石，矿渣硅酸盐水泥，避免使用普通硅酸盐水泥。

混凝土和易性与水泥品种、砂率有极大的关系，砂率小、粗骨料级配不好，搅拌出的混凝土极易离析，影响水下浇注混凝土质量。

在灌注中出现的种种事故有很多都和混凝土质量有关，所以一定要把好混凝土的质量关。

（8）桩顶空心：产生桩顶空心的因素有：导管插入混凝土中的深度较大，混凝土坍落度小，桩顶空心呈不规则漏斗形，其深度、位臵与导管拔出时的位臵、桩顶混凝土状态有关。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。

防止桩顶空心灌注结束前导管插入混凝土中深度不超过6.0m；灌注结束后，导管拔出混凝土之前，导管上下活动几次，幅度不超过50cm，或者用机械、人工振捣桩顶混凝土，时间不超过20s.尽可能缩短灌注时间，避免使桩顶混凝土产生假凝现象、降低桩顶混凝土的流动性。

（9）桩身有夹渣、夹泥、蜂窝：浇注过程中，须不断测定混凝土面上升高度，并根据混凝土供应情况来确定拆卸导管的时间、长度，以免发生桩身夹渣、夹泥、蜂窝事故。

泥浆过稠，如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块，增加了浇注砼的阻力，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；

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的原因。

使砼面处于垂直顶升状，不使浮浆、泥浆卷入砼是防治夹渣、夹泥、蜂窝的关键。2、桩基处理的一般原则

（1）处理前应具备的条件。①事故性质和范围清楚。②目的要明确，应有预定处理方案。③参加的人意见基本一致，并确定处理方案。④设计人员认可签字。

（2）事故处理应满足的基本条件。①对事故处理方案要求安全可靠，经济合理，施工期短，方法可靠。②对未施工部分应提出预防和改进措施，防止事故的再次发生。

（3）事故应及时处理，防止留下隐患。①桩成孔后，应检查桩孔嵌入持力层深度，岩石强度，沉渣厚度，桩孔垂直度等数据必须符合设计要求，只要有一项不符合设计要求，就应及时分析解决，建设单位代表签字认可后，方能灌注混凝土、移动钻机，防止以后提出复查等要求而产生不必要的浪费。②基坑开挖前必须全面检查成桩记录和桩的测试资料，发现质量上有争议问题，必须意见一致后方能挖土，防止基坑开挖后再来处理造成不必要的麻烦。

（4）应考虑事故处理对已完工程质量和后续工程方式的影响。如在事故处理中采取补桩时，会不会损坏混凝土强度还较低的邻近桩

（5）选用最佳处理方案。桩基事故处理方法较多，但对方案要进行技术经济比较，选择安全可靠，经济合理和施工方便的方案。

3、桩基事故的常用处理方法

常用方法有接桩，补桩，补强，扩大承台（粱），改变施工方法，修改设计方案等。下面结合事故发生的原因分别介绍几种方法的应用情况。

（1）接桩法。当成桩后桩顶标高不足，常采用接桩法处理，方法有以下二种：①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。②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。

（2）补桩法。桩基承台（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。

（3）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，强度不够及校长不足，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。高压注浆补强。桩身混凝土局部有离析，蜂窝时，可用钻机钻到质量缺陷部位下一倍桩径处，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。

（4）扩大承台（梁）法。①桩位偏差过大，原设计的承台（梁）断面宽满足不了规范要求，此时采用扩大承台（梁）来处理。②考虑桩上共同作用，当单桩承载力达不到设计要求，可用扩大承台（梁）并考虑桩与天然地基共同分组上部结构荷载的方法。需要注意的是在扩大承台（粱）断面宽度的同时，适当加大承台（梁）的配筋。

（5）改变施工方法。桩基事故有些是因为施工顺序错误或方式工艺不当所造成，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。常用的方法有以下二种。①改变成桩施工顺序。如桩布臵太密不便施工时，可采用间隔成桩法。②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。

混凝土灌注桩基 篇3

一.桩基础知识

1.1. 桩基础的发展

桩基础是一种历史悠久而应用广泛的深基础形式。我国汉代已用木桩修桥, 到宋代桩基础技术已比较成熟。隋唐郑州超花寺塔和五代的杭州湾大海堤工程已采用桩基础处理软土问题, 近代随着工业技术和工程建设的发展, 桩的类型和成桩工艺, 桩的设计理论和设计方法, 桩的承载能力和桩基结构的检测技术等方面均有迅速的发展, 从而使桩与桩基础的应用更为广泛。桩基础不仅可作为建筑物的基础形式, 而且还可应用于软弱地区的加固和地下支档结构物。

1.2 桩基础的重要性

工程实践表明, 结构物的地基与基础的设计和施工质量优越, 对整个结构物的质量和正常使用起着根本的作用。基础工程是隐蔽工程, 如有缺陷较难发现, 也较难弥补和修复, 而这些缺陷往往直接影响整个结构物的使用甚至安全。基础工程的进度经常控制整个结构物的施工进度。下部工程的造价通常在整个结构物造价中占相当大的比例, 尤其是在复杂的地质条件下或在深水中修建基础更是如此。因此, 对基础工程必须做到精心设计, 精心施工。

二.钻孔灌注桩基施工工艺

2.1 施工前的准备工作

开工前组织全体技术人员、质检人员和施工人员熟悉施工图纸, 学习相关技术规范和施工工艺, 并由主管工程师召开施工技术交底, 落实工程的自检制, 提高整体的质量意识, 推行全面的质量管理。使施工队的质保体系自下而上形成分级归口网络, 使工程的整个施工过程处于有效的监控之中。

(1) 人员要求:施工队的技术人员必须坚持持证上岗制度, 各项专业技术工程人员, 应通过实际操作经考核合格达到标准才能上岗。

(2) 施工材料要求:是保证质量的关键, 所有进场材料都必须经试验合格后才使用, 钢筋及水泥应有出厂证明书, 并根据规范要求取样后送试验室作试验, 经试验合格后才允许投入使用。

(3) 施工准备工作:施工现场完成“三通一平”后, 水电的布设十分重要, 首先应根据现场钻机、泥浆泵及配套设备的数量计算施工耗电及耗水情况, 以保证工程需要为前提, 合理配置。

(4) 施工用电:以施工高峰期的最大耗电功率来配套电力设备或在施工现场附近接通电网, 为保证施工正常应配设备用发电机使用, 以免由于外部停电而影响施工。

(5) 施工用水:水质可根据工场的实际情况优先采用井水或地下水, 但不论哪种水都应先进行水质化学分析:拌和氯化物的含量应不大于200mg/L。PH值小于4的酸性水和硫酸盐含量 (按SO4计) 超过水的质量00.27%时不得使用。水的对比试验, 按AASHTO-T106规定与已知质量的蒸馏水进行对比试验时, 如出现不稳定凝固时间显著变化 (≥30min) 或砂浆强度降低超过10%等现象时这些水都不能使用。

(6) 泥浆池的布置:桩基施工采用集中配制泥浆的方法泥浆池及沉淀池的设置应以不影响桩基施工为原则, 设于地表面, 并在附近设置储浆池。集中配制泥浆池与各储浆池用分浆沟相连, 分浆沟应有专人打捞沉渣, 用粘土制作泥浆时粘土的塑性指数不应小于15, 泥浆的各项技术指标要求:比重1.2~1.3, 粘度18~22S, 含沙量4%, 胶体率95%。

(7) 施工排水:施工现场应挖设适当的排水沟与原沟渠贯通确保施工排水, 同时亦不影响附近排水系统。

2.2 钻孔灌注桩的一般施工流程

(1) 测量放样:测量按桩的轴线位置准确放样, 并用木桩或钢条打入地下, 在桩头标明位置进行护桩, 建立测量的复核制, 在开工前复检无误后将中心点加引至护筒上, 并加设标志以便施工过程中复测桩位。

(2) 护筒的埋设:处于旱地时护筒宜高出地面0.3m~0.5m, 护筒底及周围一定范围内应夯填粘土以防止漏水, 护筒的平面位置偏差不得大于5cm, 护筒倾斜度不得大于1%。

(3) 钻机的安装:钻机安装的平直影响钻孔桩的倾斜度, 所以调平钻机十分重要。钻机架利用枕木作为支架, 钻机、钻架或桅杆的顶端应用风缆固定, 钻机的顶部走重滑轮槽缘, 固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在同一竖直线上, 并保证平面偏位不大于2cm。

(4) 终孔及清孔:终孔后应对孔深、孔位、孔径及垂直度进行检查, 符合设计要求后及时进行清孔。

(5) 钢筋笼的安放:钢筋骨架采用分节制作, 除了一般的箍筋设计外, 一般中间每隔二米加设一道箍筋, 为确保钢筋笼有足够的保护层, 一般每隔适当的位置加设一道钢筋“耳环”或砼方块, 耳筋形状“”, 钢筋骨架分节吊装, 就地焊接, 上下节主筋的轴线应对准一致, 焊缝长度应大于10d, 入孔时应对准孔径位轻放, 根据护筒上点位, 验准钢筋笼的中心不得移位, 为防止钢筋笼在浇灌时上浮应采用吊钩焊在护筒上固定钢筋笼。

(6) 砼灌注过程:导管内径应一致且内径不小于25cm, 内壁平顺, 各管节用垫圈的联接法密封, 有足够的密封性和坚固性, 在施工前应进行水密性试验。灌桩时首先应保证首批砼的数量, 使导管的埋深不小于1.0m, 并根据桩径计算首批砼的数量, 从而确定料斗的最小容积, 灌注过程应连续进行并确保导管在砼中的埋深为2~6m。经常探测混凝土高度并认真记录及时提升和拆除导管, 拆除导管时间应限制不超过15分钟, 中途不得停工。使导管的上升速度与混凝土的上升速度一致, 防止因埋设过深而拔不出导管或出现断桩现象。砼浇注至末期料斗底口应高出桩顶面或水面4~6m, 砼最小完成的应超出桩项50cm以上, 待7天砼抗压强度检测合格后进行凿除桩头, 凿除桩头时应凿出新鲜坚硬的砼, 并且凿到设计桩顶的标高, 确保桩基质量的完整性。

三.后压浆技术知识

后压浆技术不但能大幅度提高单桩承载力, 也能显著减小沉降和不均匀沉降。据统计, 采用后压浆技术后, 单桩承载力可提高40~120%, 在相应减少桩数的条件下, 构筑物总沉降量可减少30~50%, 并可显著减少差异沉降。在灌注桩施工中将钢管沿桩钢筋笼外壁埋设, 桩混凝土强度满足要求后, 将水泥浆液通过钢管由压力作用压入桩端的碎石层孔隙中, 使得原本松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙胶结成一个高强度的结合体。水泥浆液在压力作用下由桩端在碎石层的孔隙里向四周扩散, 对于单桩区域, 向四周扩散相当于增加了端部的直径, 向下扩散相当于增加了桩长;群桩区域所有的浆液连成一片, 使得碎石层成为一个整体, 从而使得原来不满足要求的碎石层满足结构的承载力要求。在钻孔灌注桩施工过程中, 无论如何清孔, 孔底都会留有或多或少的沉渣;在初灌时, 混凝土从细长的导管落下, 因落差太大造成桩底部位的混凝土离析形成“虚尖”、“干碴石”;孔壁的泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合, 降低了摩擦系数, 以上几点都影响到灌注桩的桩端承载力和侧壁摩阻力。浆液压入桩端后首先和桩端的沉渣、离析的“虚尖”、“干碴石”相结合, 增强该部分的密实程度, 提高了承载力;浆液沿着桩身和土层的结合层上返, 消除了泥皮, 提高了桩侧摩阻力, 同时浆液横向渗透到桩侧土层中也起到了加大桩径的作用。以上几点均对提高灌注桩的单桩承载力起到不可忽视的作用。

四.后压浆参数与控制要点

压浆参数主要包括压浆水灰比, 压浆量, 水泥浆液稠度和压浆时间以及始终压力, 由于地质条件的不同, 不同工程应采用不同的参数。在工程桩施工前, 应该根据以往工程的实践情况, 结合现实地质和施工情况确定。

(1) 水灰比。水灰比一般不宜过大和过小, 过大会造成压浆困难, 过小会使水泥浆在压力作用下形成离析, 一般采用0.5~0.9

(2) 压浆量。压浆量是指单桩压浆的水泥用量, 它与桩基的长度, 直径和其下地质有关。根据具体情况采用具体值。

(3) 始终压力。始终压力是指开始和结束压浆的控制压力, 一般来说什么时候结束一根灌注桩的压浆, 应该根据事先设定的压浆量来控制, 但同时也要控制压浆的压力值。在达不到预先设定的压浆量, 但达到一定的压力时就要停止压浆, 压浆的压力过大, 一方面会造成水泥浆的离析, 堵塞管道, 另一方面, 压力过大可能扰动碎石层, 也有可能使得桩体上浮。一般的最大压力应该根据土质控制:非饱和性土为1.5~6Mpa, 而对于饱和性土质应该控制在5~10Mpa。具体数值在施工中根据具体情况采用。

(4) 浆液制作:水泥一般选用普通硅酸盐水泥, 强度最低不小于P.O32.5。搅拌时间根据搅拌机为3分钟以上。最少不少于30秒。稠度一般控制在13~18秒之间。

五.桩基后压浆施工工艺

(1) 压浆管的制作。在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用直径为50mm的黑铁管制作, 接头采用丝扣连接, 两端采用丝堵封严。压浆管长度比钢筋笼长度多出5 5 c m, 在桩底部长出钢筋笼30cm, 压浆管在最下部制作成压浆阀门, 阀门外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严, 这样压浆喷头就形成了一个简易的单向装置:当注浆时压浆管中压力将车胎迸裂, 水泥浆通过注浆孔孔隙压入土层中, 而混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将压浆管堵塞。

(2) 压浆管的布置。将3根压浆管对称绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼, 在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护, 钢筋笼不得扭曲, 以免造成压浆管在丝扣连接处松动, 喷头部分应加混凝土垫块保护, 不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的堵塞。按照规范要求灌注混凝土。

(3) 压浆桩位的选择。根据以往工程实践, 在碎石层中, 水泥浆在工作压力作用下影响面积较大。为防止压浆时水泥浆液从临近薄弱地点冒出, 压浆的桩应在混凝土灌注完成后5~35d, 最早为桩基完成后36h。

六.压浆施工中出现的问题和相应措施

(1) 喷头打不开。压力达到10MPa以上仍然打不开压浆喷头, 说明喷头部已经损坏, 不要强行增加压力, 可在另一根管中补足压浆数量。

(2) 出现冒浆。压浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象, 若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出, 说明桩底已经饱和, 可以停止压浆;若从本桩侧壁冒浆, 压浆量也满足或接近了设计要求, 可以停止压浆;若从本桩侧壁冒浆且压浆量较少, 可将该压浆管用清水或用压力水冲洗干净, 等到第2天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。

(3) 单桩压浆量不足。压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆, 压浆先施工周圈桩形成一个封闭圈, 再施工中间, 能保证中间桩位的压浆质量, 若出现个别桩压浆量达不到设计要求, 可视情况加大临近桩的压浆量作为补充。

七.桩基后压浆技术的应用前景

不同的工程地质条件有很大的差异, 不可能有相同的压浆参数, 预先设定的压浆参数往往参考相似工程的经验, 压浆参数的最终确定要依赖于试验桩的结果, 而全国可以借鉴的经验并不多, 有待进一步的积累, 再加上理论的探讨, 最终形成一个成熟的技术。灌注桩后压浆具有提高单桩承载力, 提高生产率, 节约建设资金的优点, 所以, 在具备条件的工程中推广后压浆施工工艺有着重要的意义和广阔的前景。

参考文献

[1]交通部第一公路工程总公司桥涵公路施工手册 (上册) [M].北京:人民交通出版社.2005年11月出版第509-601页

[2]JTJ-2007.公路桥涵地基与基础设计规范.第5.3.6条相关规定要求

[3]易良, 杨耕.桩底压力注浆人工挖孔桩的试验及应用[J].四川建筑科学研究.1994

混凝土灌注桩基 篇4

一，施工准备

1，材料

（1）水泥，425#号矿渣硅酸盐水泥。

（2）砂，中砂或粗砂，含泥量不大于5%。

（3）石子，卵石或碎石，粒径5~32mm，含泥量不大于2%。

（4）钢筋，级别、直径必须符合设计要求，有出厂合格证明书。表面无老锈和油污。2，主要机具

螺旋钻孔机，机动小翻车或手推车，长、短棒式振捣器。部分加长软轴，混凝土搅拌机、平尖头铁揪、胶皮管、溜筒、盖板、测绳、低压变压器、手把灯及线坠等。

二，施工工艺流程

测量放线—制备泥浆—钻机就位—钻孔—检查质量—清孔—孔口盖板—钻机移位—移盖板测孔深、垂直度—吊放钢筋笼—放溜筒浇筑混凝土—差桩顶钢筋

1，测量放线：根据施工图提供有关数据，利用全站仪对桩中心位置进行精准放样。

2，采用优质膨润土造浆，掺入纯碱作为分散剂，现场设置泥浆池为钻孔容积的1.5~2.0倍，具备较好的抗渗能力。

3，钻机就位：必须保持钻机平稳不发生倾斜，位移，为准确控制钻孔深度，应在机架上或

机管上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测记录。

4，钻孔：调直机架挺杆，对好桩位（用对位圈），开动机器钻进，出土，达到控制深度后

停钻，提钻。

5，检查质量：用测深绳（锤）或手提灯测量孔深及虚土厚度。虚度厚度等于钻孔深的差值。

虚土厚度一般不应超过10cm。

6，清孔：钻到预定深度后必须在空地进行空转清土，再停止转动，提钻杆，不得曲转钻杆。

孔底的虚土厚度超过质量标准时，要分析原因，采取措施进行处理。进钻过程中散落在地面的土，必须及时运走。

7，孔口盖板及钻机移位：经过成孔检查之后，填好桩孔施工记录。然后盖好孔口盖板，并

要防止盖板上行车走人，再移钻机到下一桩位。

8，移盖板测孔深垂直度：移走钻孔盖板，再次复查孔深、孔径、孔壁、垂直度及孔底虚土

厚度。不符合要求的，应及时处理合格后，再进行下道工序。

9，吊放钢筋笼：钢筋笼放入前应先绑好砂浆垫块；吊放钢筋笼时，要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。钢筋笼放到设计位置时，应立即固定。遇有两段钢筋笼连接时，应采取焊接，以确保钢筋位置正确，保护层厚度符合要求。

10，放溜筒浇筑混凝土：在放溜筒前应再次检查测量钻孔内虚土厚度。浇筑混凝土时应

连续进行，分层振捣密实，分层高度以捣固的工具而定。一般不大于1.5m。混凝土浇筑到桩顶时应适当超过桩顶设计标高，一保证在凿除浮浆后，桩顶标高符合设计要求。11，插桩顶钢筋：混凝土浇筑到距桩顶1.5m时，可拔出溜筒，直接浇筑混凝土。桩顶

上的钢筋插铁一定要保持垂直插入，有足够的保护层和锚固长度，防止插偏和插斜。混凝土的塌落度一般为8~10cm；为保证其和易性及塌落度，应注意高速砂率和掺入减水剂、粉煤灰等。

三，安全措施

1，认真执行安全操作规程和各项法规制度。建立安全施工、文明施工保障体系。2，使用吊车施工作业须由专人负责指挥，严禁臂杆下站人和违规操作。

钻孔灌注桩基施工监理工作探讨 篇5

1 工程概况

杏林大桥第一监理合同段里程桩号K676+000-K680+000包括杏林互通及接线工程, 及部分跨海大桥。具体包括主线引桥1786.1M, 最大跨50M;跨海主桥4联30跨1451.50M, 每跨为50.3M, 杏林互通匝道桥总长2400M, 最大跨38米。笔者有幸参加该项目桥梁主要监理工作, 负责部分海上桥梁桩基监理及部分辅道管线工程。

2 施工监理要点

2.1 施工准备阶段的监理控制要点

杏林大桥桩基基础均采用钻孔灌注桩的施工工法。虽然钻孔灌注桩具有优点较多, 但因施工前准备工作不充分, 而导致的质量问题并不少见。例如:材料供应不足、设备陈旧不能正常工作、岗位职责不清等, 均会影响到灌注桩的正常施工, 甚至可能造成严重的质量事故。为保证工程的顺利进行, 施工单位必须做好施工前的准备工作, 并在开工前将开工申请单交监理工程师审核。施工准备阶段的监理控制要点, 主要包括了以下几个方面的内容: (1) 审查钻孔灌注桩的施工方案, 检查质量管理体系是否完备。审查施工单位的材料试验的资格, 并检查工地试验室的仪器配备情况; (2) 检查施工场地的整理情况, 要求施工场地应平整、坚实, 能承受钻机重量, 以确保钻机运行时的平稳性, 同时还应做好施工场地排水通畅情况的检查, 确保水源不会被循环泥浆所污染;检查桩位的放样资料, 要求定位出各基桩的位置和中心轴线, 并设置出临时水准点以方便施工中的校核, 桩位放样时中心的允许偏差值为群桩控制在100mm以内, 单桩控制在50mm以内; (3) 检查材料到场情况和材料的自检试验报告;检查施工机械的型号、数量、规格、完好情况以及配套情况, 并确保施工中有充足的备用设备和备用电源。当监理工程师对上述监理内容审查合格后, 施工单位方可开始施工建设。

2.2 施工阶段的监理控制要点

(1) 钻孔:①钻孔前应检查钻头直径, 要求与设计孔径相符, 并应当结合土质情况。护筒的埋设应高于地面0.3m或水面1.0~2.0m, 在旱地埋设深度宜大于2~4m, 护筒中心的竖直线要与桩中心线相重合;②钻孔前应检查泥浆池大小是否满足施工需要, 并确保泥浆循环系统的正常。在钻孔过程中, 应始终保持一定的泥浆浓度和水位差, 以起到良好的护壁和固壁效果。

(2) 泥浆的制备。在钻孔过程中, 泥浆不仅能起到稳定孔内水位、防止坍孔的作用, 而且因泥浆的比重较大, 还有利于钻孔残渣的排出。因此, 监理工程师必须做好对所制备泥浆性能指标的检查, 以保证钻孔的质量。

(3) 清孔。清孔的主要目的是去除孔底的钻渣和泥浆, 以保证混凝土灌注的质量, 并确保桩基的承载力要求。

(4) 灌注混凝土:①钻孔灌注桩基在灌注混凝土时通常采用的是导管法, 设备主要包括了导管、漏斗、滑道、护筒等。在灌注之前应检查导管的密封性能, 若导管是第一次使用还应进行水压试验;②为保证施工质量, 混凝土灌注之前必须检测砂、石含水量, 以确定合理的施工配合比, 并进行混凝土坍落度的检测;应经常检查水泥、砂、石等自动计量系统是否准确;若使用的是袋装水泥, 应抽检每袋重量 (称取100袋) ;③混凝土灌注前, 导管底部距离孔底约300~500mm为宜;加料漏斗底面距离泥浆面的高度必须满足大于40mm的要求, 以保证桩头混凝土的质量;灌注过程中, 应及时调整导管的埋深, 使导管埋置深度始终控制在2~6m以内。

2.3 验收阶段的监理控制要点

施工结束后的验收阶段, 监理控制的重点主要是检查混凝土强度, 并应做好桩体质量和承载力的检验。通常而言, 当钻孔灌注桩浇筑完成14天以后, 监理工程师即应要求施工单位做无破损检测, 并要求检测单位是应当具备省部级以上资质资格的定点单位。只有当无损检测合格, 且混凝土试件28天龄期强度合格以后, 才可认证钻孔灌注桩基合格, 监理工程师才可签收交工验收单。

3 钻孔灌注桩施工的监理措施

3.1 督促施工单位落实施工技术规划

桥梁工程施工过程中监理人员要督促施工单位落实施工技术规划, 这样不仅可以有效提高桥梁工程的整体施工技术水平, 同时也对降低安全事故发生率有着重要作用。监理人员要与技术人员做好有关桥梁钻孔灌注桩施工技术较低工作, 这样才能在监理单位、施工单位的共同努力下建立完善的施工安全防护措施, 并要求每一个施工人员都充分了解各项施工任务及目标, 监理人员要对相关施工步骤进行现场指导与控制, 以便于通过监理措施可以帮助施工单位提高工程施工质量。

3.2 指导施工单位处理安全问题

若监理人员在桥梁工程施工中发现任何安全异常情况, 监理单位可以在复检后要求施工单位停止施工, 并指导施工单位对将要出现或已经出现的安全问题进行处理, 要对施工单位处理安全问题的全过程进行监督与控制, 降低桥梁工程施工中安全事故的发生机率。再者, 监理人员必须通过现场管理来对施工人员的施工操作进行检查, 一旦发生质量事故, 旁站监理员必须立即整理有关检测资料, 分析原因, 上报主管专业监理工程师和驻地办, 以便及时处理;促进监理单位与施工单位之间的沟通、协作, 确保桥梁工程施工中不存在任何质量问题及安全隐患。

3.3 建立完善的建立巡查制度

桥梁工程施工中监理单位必须建立完善的建立巡查制度, 要求每一个监理人员要密切关注工程施工中的质量问题和安全问题, 监理单位可以采用定期和不定期、定项和不定项相结合的巡检方式, 督促每一个施工人员都能按照相关标准进行施工。施工单位要针对一些存在重大安全隐患的分部工程做好防护措施, 并要对一些危险源进行合理的控制措施, 防止桥梁工程施工中存在过多的安全隐患及质量问题, 这不仅关系到每一个工程施工人员的生命财产安全, 同时也会对施工单位的未来发展产生直接影响。

4 结语

目前, 杏林大桥已顺利完工并通车数年, 受到了广泛的好评。为了不断提高建设工程钻孔灌注桩的质量, 建议监理单位以后遇到类似工程应从以下几个方面进行严格控制并不断进行研究、改进和提高: (1) 监理应从施工方案、质量保证措施方面着手进行预先控制。对施工单位设备、性能、泥浆的处理设备等与施工效率和质量有关的机具、仪器等都应进行检查; (2) 认真研究质量检测设备的准确性和可靠性。检测结果不准确会给参建各方带来影响, 严重时会引起纠纷, 处理不当会降低安全度, 留下工程隐患; (3) 提高和完善管理水平, 应以工序控制和事前控制为主要手段, 建立系统化的动态管理制度和方法; (4) 桩的施工过程中既要做到严格监理、关键工序进行旁站, 又要积极主动, 热情周到配合施工单位, 为建设单位建造坚实的基础。

摘要：本文以厦门杏林大桥工程监理为案例, 结合自身经验对钻孔灌注桩的施工监理提出相应监理要点和措施, 希望能为以后类似工程提供参考借鉴。

钻孔灌注桩桩基持力层研究 篇6

关键词：钻孔灌注,摩擦桩,布辛奈斯克模型,极限承载力

1 引言

基岩相对较浅的软土地区,有不少人习惯于将基岩作为灌注桩桩基的持力层,不论桩长多少、桩的长径比多少,一律看作为端承嵌岩桩,桩身通长配筋,桩端进入持力层的深度为一倍甚至数倍桩径。本文根据不同场地的试桩沉降、桩端土的变形结果,利用桩身压缩变形和布辛奈斯克模型估算桩端基岩的支持力,探讨当桩长及长径比达到一定数值后,桩的荷载传递特性是否为端承摩擦桩,并提出一些建议和看法。

2 估算理论

桩的荷载传递特性与桩身的压缩变形、桩身质量、桩长、长径比、桩端沉渣厚度、桩周土性质和桩顶的荷载大小有关。桩端土的支持力同样与桩身质量、桩长、长径比、孔底沉渣厚度、与桩顶的荷载大小有关,还与钻孔对持力层的扰动及持力层本身的特性有关。为此,为了估算方便,特作如下假设:

1)桩身轴力传递特性曲线为倒三角形或梯形;

2)桩身的混凝土压缩变形为弹塑性变形;

3)桩端基岩对桩的支持力,根据布辛奈斯克模型求得。

2.1 桩身变形的估算

根据上述假设,桩的荷载传递特性曲线为倒三角型时,桩身的弹性压缩变形由下式求得:

式中,N为桩顶的荷载;L为桩长;Ec为桩身钢筋混凝土的弹性模量;A为桩身的横截面面积。

桩身的荷载传递特性曲线为倒梯形时,桩身的弹性变形由下式求得:

式中,N2为基岩对桩的支持力。

若认为静载试验卸载后桩身的残余变形为桩身的塑性变形,则塑性变形Se可根据静载试验的结果得到。因此,桩身的压缩变形S为:

2.2 岩基对桩端支持力的估算

将桩基看成完全刚性体,根据布辛奈斯克模型,基岩对桩端支持力N1由下式求得[1]:

式中,E0为基岩的变形模量;μ为基岩的泊松比;r为桩的半径;Ss为桩端的沉降,即桩端基岩的变形。

通常工程勘察报告只提供岩土的压缩模量Es,由于基岩为低压缩性土,变形模量E0与压缩模量Es根据经验关系确定为[2]:E0=2.11Es。

因此,只要得到基岩的压缩变形S、压缩模量Es、泊松比μ,根据式(4)可求得基岩对桩端的支持力,即可得知桩的荷载传递特性为摩擦桩还是端承摩擦桩。

此外,根据静载试验实测桩身的变形值,利用式(2)、式(3)同样可求得基岩对桩端的支持力N1。

由于参数取值的经验性,本文利用两种方法求基岩对桩端的支持力,比较二种计算结果,确定基岩对桩端支持力。

3 工程实例

3.1 参数的选取

由于试桩预先明确,考虑到施工单位对试桩的特别重视,混凝土强度等级必然大于设计值,同时也考虑到水下浇捣混凝土强度的折减,因此试桩的混凝土强度等级取设计值。

由于岩土工程勘察报告中,通常不提供基岩的泊松比,因而,根据有关文献资料取μ=0.2[3]。

桩基持力层土体的变形值,即基岩的压缩量,为桩端沉降减去孔底沉渣被压实所需的变形,本文近似地取桩端土体的回弹量。

由于钻孔对基岩的扰动,使桩端土体的压缩模量小于等于勘察报告提供的数值,但为了计算方便,假定桩端土体被压实后可取勘察报告提供的数值。

单桩竖向桩侧阻和桩端极限承载力标准值分别为[5]:

kAp(u为桩身周长;qsik为桩周第i层土的极限侧阻力标准值;li为桩穿越第i层土的厚度;qpk为极限端阻力标准值;Ap为桩端面积)。桩身承载力设计值为:R=φc(fc+ρfs)A(φc为桩基施工系数,泥浆护壁钻孔灌注桩φc=0.8;fc为混凝土轴心抗压强度设计值;fs为钢筋抗压强度设计值;ρ为桩身配筋率;A为桩身面积)。

3.2 杭州文锦苑工程

杭州文锦苑位于杭州市文三路北侧,西邻求知港同浙江教育学院相邻,东靠东方软件园,北与学军小学接壤,以9层～15层小高层为主的高档住宅小区,地上建筑面积为160 000m2。该工程10根静载试验钻孔灌注桩,桩径分别为Φ600mm、Φ700mm,桩身采用C25混凝土,桩端入持力层深度为1.5m,分别为2.5倍和2.1倍桩径。桩端持力层分别为:强风化蚀变安山玢岩和中风化泥质粉砂岩。

单桩竖向承载力设计值分别为2 150k N、2 350k N、2 650k N、2 950k N,极限承载力分别为3 590k N、3 910k N、4 425k N、4 930k N。

桩端持力层的压缩模量Eq≥20MPa、Es≥40MPa,在本文估算中取20MPa、40MPa。

文锦苑10根钻孔灌注桩静载试验荷载与桩顶、桩端沉降值见表1。

Φ600mm的SA267桩由于没有测桩端土的变形,桩的极限承载力设计值为3 590k N。假设为纯摩擦桩,桩顶荷载为3590k N时的桩身弹性压缩变形为7.27mm,实测桩顶沉降为10.78mm,由于桩顶的沉降包括桩身的塑性变形和桩端的沉降,因此桩身弹性压缩变形必然小于桩顶的沉降。将桩身弹性压缩的估算值与实测相比较吻合良好。

从表2可以得出,不管是根据式(1)还是布辛奈斯克模型求得的基岩的支持力是桩顶荷载的11.6%以下,大部分可以认为是纯摩擦桩,基岩对桩的承载力贡献很小。

3.3 宁波新都美地工程

本工程位于宁波市鄞州区四明路,万达广场正对面,属高档住宅小区。该楼建筑面积约为50 000m2,地下2层。静载试验钻灌注孔桩的桩径为Φ700mm,桩长42.1m,长径比为60,桩身采用C30混凝土,持力层为圆砾层,进入持力层深度为0.5m,单桩竖向承载力设计值为3 000k N,极限承载力设计值为5 000k N。

桩端持力层的压缩模量和桩端土极限承载力标准值分别为:Es=20MPa,qpk=4 500k Pa。根据岩土勘测报告计算,单桩总极限侧阻力和极限端阻力分别为:Qsk=3435k Pa,Qsp=1721k N。

其工程钻孔灌注桩静载试验荷载与桩顶、桩端沉降值见表3。

桩顶荷载为558k N时,桩顶和桩端都有很大的变形,而本级的桩身压缩只有1.33mm,这说明桩端的沉渣很厚。如果认为沉渣在桩顶荷载为5 589k N时已被压实,那么桩端土的变形即为基岩的压缩量。

桩顶荷载为6 831k N时,根据布辛奈斯克模型可求得桩端土的支持力为74k N,基岩的支持力只是桩顶荷载的1%,因此可以认为是纯摩擦桩。

若认为此桩为纯摩擦桩,桩顶荷载为4 968k N时,根据式(1)可求得桩身的弹性压缩变形为9.22mm,实测为9.18mm;桩顶荷载为6 831k N时,求得桩身的弹性压缩变形为12.67mm,实测为11.16mm,吻合良好。

3.4 杭州中大广场工程

本工程位于杭州市中山北路东侧、屏风街南侧的中大广场,为7层高档写字楼,建筑面积约为15 000m2。静载试验钻孔灌注桩的桩径为Φ700mm,桩长为49.5m,长径比为70.7,桩身采用C25混凝土,持力层为强风化角砾凝灰岩,进入持力层深度为2.0m,单桩竖向承载力设计值为3 300k N,极限承载力为5 300k N。桩端持力层的压缩模量和桩端土极限承载力标准值分别为:Es=20MPa,qpk=5000k Pa。根据岩土勘测报告计算,单桩总极限侧阻力和极限端阻力分别为:Qsk=3378k Pa,Qsp=1923k Pa。

该工程钻孔灌注桩静载试验荷载与桩顶沉降值见表4。

桩由于没有测桩端土的变形,桩的极限承载力设计值根据钢筋混凝土的强度确定约为5 300k N。假设为纯摩擦桩,即桩端的支持力为0,桩顶荷载为5 300kN时的桩身弹性压缩变形为12.18mm,由此可见,桩身轴力为0处不是桩端,而是在桩身的某处。假定桩身压缩完全为弹性变形,根据式(1)可求得轴力为0处,即桩的有效长度为38.2m,若考虑到桩身的塑性变形,则桩的有效长度小于38m。

4 结论

本文桩身变形和基岩对桩端支持力的估算中误差为:桩身的轴力传递特性曲线为三角形或梯形假设与实际情况并不完全符合;基岩的变形模量根据勘察报告提供的压缩模量利用经验关系换算得到,又由于孔底实际上存在一定厚度的沉渣,使得桩端基岩的变形模量变小,沉渣越厚则差异越大。

根据上述工程实例分析表明:桩的长度、长径比达到一定数值后,即使桩端进入基岩几倍桩径,其桩的荷载传递特性表现为摩擦桩,桩端的支持力很小,基岩的支持力并未得到充分的发挥。因此:

1)在基岩相对比较浅的软土地区,钻孔灌注桩的持力层应该是基岩的观念是不合理的也是不必要的,同时,将嵌岩钻孔灌注桩看成端承桩是不合理的。

2)桩比较长,桩长径比比较大时,桩的极限承载力由桩的钢筋混凝土强度决定。

3)根据摩擦桩的概念来设计桩基,减少桩入岩的深度或不入岩、减少钢筋笼长度,则将大大降低基础工程的造价和缩短工期,可以产生很大的经济效益和社会效益。

为了选择合适的钻孔灌注桩的持力层,建议先做试桩,根据静载测试结果最后确定。

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[3]洪毓康.土质学与土力学[M].北京:人民交通出版社,1995.

混凝土灌注桩基 篇7

0 引言

在我国公路、市政桥梁工程建设中, 钻孔灌注桩广泛应用于各类型大中小型桥梁。相对于沉井基础、预制打入桩等其他形式桥梁深基础, 钻孔灌注桩对地质水文条件、施工与外部环境条件的适用性、经济性等方面, 更为灵活。但由于工程所处的地理环境及各施工方所采取的施工方法有很大差异, 这就需要工程监理针对不同情况, 采取全过程工程监理控制, 以达到桩基安全牢固可靠的目的。

1 工程监理应严格按施工监理流程图要求实施监理工作

(见图1)

2 施工准备阶段的监理

审查施工单位的开工报告。最重要的是审查施工工艺的可行性, 因为施工工艺是报告的核心内容。重点审查如下内容:

(1) 钻机选型。钻孔灌注桩主要有冲击钻孔、正 (反) 循环回旋钻孔等钻机类型选择, 具体选择钻机要结合地质勘查报告、桩基的设计桩长、孔径、桩底沉渣控制要求选择 (如表1所示) 。

(2) 质量应急措施的审查。因为钻孔灌注桩的施工过程无论在钻孔过程、还是灌注成孔过程, 不确定因素较多, 诸如冲击钻孔过程的粘 (卡) 钻头, 掉钻头、孔壁穿孔导致泥浆流失、灌注过程的堵管、拔管出混凝土、机械故障, 导致混凝土灌注中断等, 应审查施工单位对类似问题的应对措施, 尽量减少此类问题造成工程质量、工期、费用的影响。

3 钻孔过程监理控制要点

3.1 钻孔前的准备工作监理要点

(1) 监理人员应对施工平面及高程等基础测量数据进行全面的复核。同时, 施工过程中复核高程数据, 避免孔口高程与平面位置的误差。

(2) 监理人员应核查钻场地准备情况。旱地应检查钻机场地平整及地面密实度, 以保障钻机在钻孔过程中不发生倾斜造成钻斜孔、偏孔等现象。如果水中施工, 则应注意水位变化的影响 (平台或筑岛应高于可能出现的最高水位) , 同时检查平台的稳固性。

(3) 监理人员应督促施工单位核查钻头的规格、直径及其质量。开钻前应与施工班组进行钻头交验;施工过程中, 也应随时检查钻头、钻具的磨损情况, 严防钻孔孔径不够、钻孔倾斜、偏移等现象;同时, 检查护筒埋设深度及其孔径等。

(4) 督促施工单位对班组和主要技术人员, 进行安全技术交底。并签字留有记录。

3.2 钻进过程的监理控制要点

(1) 应督促施工单位随时检验钻孔的垂直度情况。包括检查钻杆与钻头的连接牢固情况;同时检查督促施工单位设定的冲击钻的冲程、回旋钻的钻压等是否合理。冲击钻的冲程宜按不同地层进行设定, 注意粘土层、软土层宜采用小冲程;正、反回旋钻机尤其注意软硬土交接面或倾斜岩面时, 应减压低速钻进, 否则易因钻压过高而受力不均造成钻孔偏斜。

(2) 应督促施工单位在钻孔过程中勤检渣样。对照地质勘查资料与设计资料, 保持与设计、地勘单位的信息通畅, 严防因地质资料不准确, 造成摩擦桩周边摩阻力考虑不足, 或嵌岩桩桩端落在较差持力层上。对于摩擦桩, 如现场有较厚的回填层或软土层, 应特别注意是否会存在负摩阻;对于嵌岩桩, 如桩端过早入持力岩层, 应特别注意判别是否为孤石。此类情况应审慎对待, 应结合周边相近孔位地质钻探资料, 综合判断。有必要时, 可原位钻探取芯验证。

(3) 监理人员应随时检查孔内泥浆液面标高, 避免因穿孔造成泥浆流失引起塌孔的情况。同时, 抽查泥浆指标。主要包括:密度、黏度、含砂率、胶体率、p H值等。当自造泥浆不能满足要求时, 应督促施工单位采取措施改善泥浆性能。如添加木质纤维、烧碱等;通过对泥浆的除砂处理, 可有效改善泥浆的密度和含砂率, 提高泥浆循环使用效率。实践证明, 使用泥浆分离器效果明显。

3.3 钻孔结束时监理控制要点

(1) 对于终孔孔深判别的监理。对于孔深, 不宜采用测绳测量。对于有钻杆的回旋钻机, 应采用测量钻头、钻杆长度的方法。即使用2/3钻头+钻杆长度;对于冲击钻机, 也应尽量采用硬质杆法测量孔深。

(2) 孔底沉渣厚度判别的监理。对于嵌岩桩, 如沉渣过厚, 超出设计或规范要求, 容易造成桩端承载力不够。所以, 应特别重视清孔质量。大孔径、超长桩基, 或者含粗砂、砂砾和卵石的地层桩基础, 一般认为正循环清孔方式, 对深大桩基具有一定局限性。因光靠泥浆自重翻滚搅动来实现大颗粒粗砂、砂砾、卵石悬浮置换较为困难。另方面, 桩基本身孔径大、桩长长, 对补充新鲜泥浆的需求量大, 清孔时间长, 效率低, 就难以清除干净。需要在清孔开始时, 加大泥浆泵流量向孔内泵入新鲜优质泥浆, 再结合孔口捞渣与测量孔底沉渣厚度, 综合判断清孔效果。如果前期孔口几乎捞不出粗颗粒渣样, 而后期停泵时, 孔底又有过厚沉渣, 这说明粗颗粒仍然悬浮在孔内, 没有达到清孔目的。因此, 有条件的, 优先采用反循环清孔方式。可根据孔深与桩径, 选择气举式或泵吸式。特别对含地层含粗砂、砂砾石、卵石的长、大桩基, 采用气举式反循环回旋钻机是最适合选择的。

例如, 某特大桥梁工程, 主墩承台下设计为32根60~70m桩长2.5m桩径嵌岩桩, 勘查资料显示地层有砂砾层及粗砂层存在。施工单位在分项开工报告中, 钻机选型为气举式反循环钻机 (KTY-3000型) , 但因该类型钻机价格昂贵, 市场保有量较少, 施工单位为赶进度, 一时无法调集齐全。为此, 向监理单位申请变更补充施工组织设计, 并签署了质量责任状。前期实际施工中使用了冲击钻机正循环泥浆置换, 但终孔时未按照监理单位审批的采用正循环方式清孔, 而是图方便, 直接采用钻进时的正循环设备进行清孔。实际证明, 冲击钻机不但在含沙、卵石地层中的成孔效率低 (平均约为40d/孔, 而气举式反循环钻机平均约为20d/孔) ;而且至终清孔的效率极低。虽然在孔口实测泥浆的含砂率不高, 但最终成桩检测时发现六根正循环清孔的冲孔桩, 存在不同程度的沉渣超标现象 (无法达到设计沉渣≤5cm的要求) 。这再一次验证了在清孔过程中, 粗颗粒仍然有悬浮在孔内的, 正循环清孔方式没有达到清孔目的。最后, 不得不采用孔底压浆方式, 对有质量问题的桩基进行补强处理。

4 钢筋加工安装于吊装接长的控制

4.1 钢筋笼加工与运输的监理控制

应检查钢筋笼制作台座的长度与稳定性是否满足要求。检查钢筋规格、尺寸、焊接或机械接头质量情况, 尤其要注意对大孔径桩基钢筋笼, 加工制作需有一定的刚度, 以保证吊装、运输、接长过程中不发生过大变形。

4.2 钢筋下放过程的监理控制要点

钢筋笼下放前, 应检测钻孔垂直度是否满足要求。用检孔器或其他方式进行检验, 以防钢筋笼卡在孔内而无法下放。同时, 在下放过程中, 应注意尽量避免钢筋笼触碰孔壁;对于长桩基, 钢筋笼下放时间较长, 应注意保持孔内水头, 以防塌孔。放置完毕后, 应进行二次清孔, 清除下放过程中孔璧泥皮剥落带来的沉渣。清孔达到要求后, 立即灌注混凝土。

5 灌注水下混凝土的控制

5.1 灌注前的施工准备监理控制要点

(1) 检查混凝土配比与灌注导管的水密性。监理人员应根据混凝土配合比报告, 开灌前于现场检查混凝土的配置质量, 掌握好混凝土的和易性与塌落度。应注意混凝土的初、终凝时间以及单桩灌注时间。监理人员应要求施工单位有专人检查灌注导管。采用肉眼观察与敲打声音相结合的方法对导管进行检查, 检查导管的壁厚是否合格、是否存在裂缝与孔洞、接头是否牢固。并进行必要的水压与抗拉拔试验。

(2) 要注意复查灌注前的清孔事项, 防止孔内泥浆悬浮、大砂砾过多的情况。混凝土灌注过程, 泥浆回沉在混凝土面上, 阻碍灌注混凝土的上升。严重时, 因砂砾被包围在灌注混凝土中, 会造成堵管、夹渣或断桩。

5.2 混凝土初灌时的监理控制要点

主要控制初灌混凝土距离孔底的高度 (0.3~0.5m) 与导管埋入深度 (不小于1.0m) 。应计算首批灌混凝土的最少用量。落实施工单位, 保证首灌混凝土的设备或容器能满足灌注要求;检查施工单位的剪球方式, 是否能保证首批混凝土的顺利灌注。

5.3 灌注过程中监理检查控制要点

(1) 灌注过程中, 随时抽查混凝土的质量。包括混凝土是否泌水离析, 造成桩身强度不足或夹渣断桩;检查工作性能塌落度是否满足要求, 严防因塌落度过小, 发生堵管现象。整个灌注过程, 监理人员应全过程旁站抽检。

(2) 督促施工单位随时测量灌注混凝土液面高度。混凝土灌注过程, 控制好拉拔管的高度, 始终保证导管的埋置深度在合适的范围内 (2~6m) , 避免因埋管过深而灌注困难, 或因导管拔出混凝土造成断桩、夹渣等现象。在距离钢筋笼底部时, 应注意控制灌注混凝土速度, 避免钢筋笼因灌注过快而上浮。注意控制整个灌注过程连续、顺畅。

(3) 控制好混凝土的超灌高度。规范规定超灌长度为0.5~1m, 一般认为, 对于孔径较大的桩, 为防止桩顶混凝土不密实, 应取高值, 反之取低值。从工程经验实例可知, 孔径超过2m桩长较长的情况下, 适当加大超灌长度 (1.2~1.5m) 与调整混凝土配合比, 增加碎石含量, 能够更好地保证桩端混凝土的密实。最终孔内混凝土液面, 应采用硬杆筒式法测定高度。

5.4 对于灌注因故中断的监理控制要点

(1) 准备好备用电机和拌合设备, 尽量避免因停电、机械故障造成灌注的中断。因故暂停灌注时, 应做好相关的监理记录。记录包括暂停与恢复灌注的时间、已灌注的高度, 中断灌注的原因及处理措施等, 可为今后质量追踪、事故原因分析, 提供有效的原始资料。

(2) 当采取应急措施后, 仍无法恢复灌注的, 应有事项处治预案。例如, 开灌不久, 孔内混凝土较少, 则可指令施工人员立即拔出导管, 吊起钢筋骨架, 重新钻孔至孔底, 清孔后吊装钢筋骨架再行灌注;当已灌注一定长度的桩, 孔内混凝土尚未开始初凝时, 可按初灌方法重新二次剪球, 待隔水栓完全排出导管后, 立即将导管插入原混凝内, 再正常灌注混凝土。

6 结束语

钻孔灌注桩是公路桥梁工程最常用的基础形式。公路桥梁所处地质水文条件变化大, 各施工单位所采取的施工措施又不尽相同, 桥梁基础施工, 仍然是目前质量事故高发项目。虽然目前该基础形式的施工工艺较为成熟, 但也因系隐蔽施工工程, 且过程作业时间长, 施工环节相对较多, 故需要注意按施工程序严格控制施工。监理单位、监理人员应针对工程的具体情况, 及施工的重点难点, 设置工序质量控制检查点, 明确施工监理的报验检查程序, 全过程全范围地进行钻孔灌注桩相关事项, 事前、事中、事后监理他要点控制, 才能最大限度地发挥监理人员在施工中的作用, 有效保障工程质量与安全, 圆满顺利地完成施工任务。

摘要：本文简述了公路、市政桥梁工程中, 钻孔灌注桩施工工艺监理控制的过程与要点, 并阐述如何避免常见质量通病以及不正常情况处理的有效措施。

浅淡建筑工程桩基灌注桩的应用 篇8

灌注桩:是指建筑工地现场成孔, 并在现场灌注混凝土制成的桩。是用桩机设备在施工现场就地成孔或采用人工挖孔, 在孔内放置钢筋笼, 其深度和直径根据工程地质报告, 由设计单位决定。

2 灌注桩的特点和适用条件

2.1 特点

1) 适用于不同土层;

2) 桩长可因地改变, 没有接头。目前钻孔灌注桩的直径已达2.0米, 有的桩长达88米, 如上世纪80年代修建的济南黄河斜拉桥的钻孔灌注桩的直径为1.5米, 桩长达82~88米;

3) 仅承受轴向压力时, 只需配置少量构造钢筋。需配置钢筋笼时, 按工作荷载要求布置, 节约了钢材 (相对于预制桩是按吊装、搬运和压桩应力来设计钢筋) ;

4) 单桩承载力大 (采用大直径钻孔和挖孔灌注桩时) ;

5) 正常情况下比预制桩经济;

6) 桩身质量不易控制, 容易出现断桩、缩颈、露筋和夹泥的现象;

7) 桩身直径较大, 孔底沉积物不易清除干净 (除人工挖孔灌注桩外) , 因而单桩承载力变化较大;

8) 一般不宜用于水下桩基。但在桥桩 (大桥) 施工中, 有采用钢围堰 (大型桥梁) 中进行水钻灌注桩施工, 如南京长江二桥桥桩施工时, 采用大直径围堰, 然后在围堰中进行水钻灌注桩施工的工艺, 确保了桩基施工的质量。

2.2 灌注桩的适用条件

2.2.1 沉管灌注桩

沉管灌注桩, 现已广泛用于多层住宅房建中, 有时采用单打, 有时采用复打工艺, 主要依据土层的松软程度和单桩承载力来决定。适用持力层层面起伏较大、且桩身穿越的土层主要为高、中压缩性粘性土;对于桩群密集, 且为高灵敏度软土时则不适用。由于该桩型的施工质量很不稳定, 故宜限制使用。

2.2.2 水钻孔灌注桩

此类桩除了在碎石土、自重湿陷性黄土、砾石层中不宜使用, 其余土层基本均适用。目前, 对单桩承载力较大的高层建筑、大跨度工业厂房、大型桥梁等工程中, 基本使用了水钻孔灌注桩。

2.2.3 螺旋钻孔灌注桩

螺旋钻孔灌注桩适用于基本无地下水, 且桩长有一定限制, 一般不能穿过卵石砾石层, 这种桩形属非挤土型干钻孔桩, 不需要泥浆护壁, 因此施工工期比水钻孔灌注桩要短, 现场无泥浆污染。

2.2.4 冲孔灌注桩

冲孔灌注桩:这种桩采用冲击钻头成孔。孔径大小与冲击能量有关。冲孔灌注桩适用地下水位以上的各类土质。但孔径相对较大, 能克服地基障碍能力很强, 深入岩基较深;一般桥梁桩基、高层建筑多采用冲孔桩;但受施工条件限制, 如附近有建筑物, 冲孔时振动会受到影响, 因此附近有建筑物时不宜采用冲孔灌注桩。

2.2.5 人工挖孔灌注桩

人工挖孔灌注桩适用于地下水较少, 或能采用井点降水的地下水水位较浅而持力层较浅且持力层以上无流动性淤坭质土者, 对安全要求特高, 如有害气体、易然气体、孔内空气稀薄等, 尤其在有地下水时边抽边挖, 因此对漏电保护等也有特殊要求。不适宜用于砂土、碎石土和较厚的淤坭质土层等。

3 灌注桩的施工工艺

3.1 准备工作

3.1.1 资料准备

根据施工图、地质报告和水文地质资料、地下管线图、临近建、构筑物等情况制定施工组织设计。

3.1.2 场地准备

迁移场地内妨碍施工的高架线路、地下管线, 地下构筑物应先挖除。确保施工现场的三通一平和设置场地排水、搭建临时设施和其他准备工作 (如水钻孔桩所用的泥浆循环池和沉淀池) 等。设置基准轴线的控制点和水准点, 对各种施工机械进行检查调试。

3.2 施工工艺

3.2.1 根据设计桩型, 采用相应的成孔工艺, 并使之符合设计和规范要求

3.2.2 钢筋笼制作与安装

1) 钢筋笼的制作:钢筋的种类、钢号、规格、搭接、焊接、间距等均应符合设计和施工验收规范要求。对于大直径的钢筋笼, 为确保搬运、吊放时不变形, 应在笼内设置支撑。钢筋笼下部应加设砼保护层垫块;

2) 钢筋笼的安放与连接:安放时要垂直缓慢地放入孔内, 避免碰撞孔壁。当钢筋笼较长时, 应采用逐节接长放入孔内。主筋接头必须不在同一平面内。安放完毕, 应检查笼顶标高。

3.3 清孔

成孔后必须进行清孔, 清孔要达到设计和规范的要求;钢筋笼入孔前后必须检查有无塌孔或杂物, 如有要作相应处理和再次清孔。

3.4 砼灌注

砼所用材料和配合比必须根据材料试验室提供的配合比, 施工过程中, 现场应制作砼试块, 同条件养护砼灌注。

1) 孔内水下灌注宜用导管法;

2) 孔内无水或渗水量很小时, 灌注宜用串筒法, 用插入式振动棒分层捣实;

3) 孔内无水或孔内虽有水, 但能疏干时, 宜用短护筒直接投料法;

4) 大直径桩砼浇灌宜用砼泵。

3.5 砼灌注质量控制

1) 成孔通过验收合格后, 应尽快灌注砼, 防止塌孔。严格按设计配合比要求制作砼, 并检查砼坍落度;2) 确保砼灌注振捣密实;3) 每根桩的砼灌注必须连续进行, 以确保不出现断桩现象;4) 根据规范和设计要求, 桩顶标高需留有适当的超高灌量, 以确保桩头质量;并做好桩头和孔口的保护工作;冬季施工时, 应有相应的保温措施;每根桩灌注砼结束, 应由专人做好施工记录。

4 结语

混凝土灌注桩基 篇9

1 桩端注浆的应用

桩端注浆施工方法凭借着自身的优点得到极其广泛的应用, 以下是对其应用的简单介绍。

(1) 桩端注浆在桩基基础设计中的应用。主要方法有劈裂注浆法、压密注浆方法、渗透注浆法, 其原理有柱形扩散理论、球形扩散理论。桩端注浆在建筑基础设计中的应用不常见, 但是有重要意义。

(2) 桩端注浆在桩基紧急事故中的应用。在桩基施工过程中, 桩基会出现无法达到设计中预定的值或者桩基底部沉渣过厚导致桩基不够扎实等问题, 这时用桩端注浆的方法进行补救是很有效的。另外, 桩端注浆的高压技术可以使桩基达到预定的承受值。

(3) 由于桩端注浆技术的突出优点, 现在桩端注浆技术已经被广泛应用于桩基的施工工程中, 本文正是对此种应用的简单介绍。

2 桩端注浆原理和方法

2.1 桩端注浆的原理

通过数值模拟分析, 后注浆使浆液强行挤入桩底渣土及桩底土, 使桩端持力层土体压密加固, 并形成桩底扩大端, 大大提高桩端承载力, 从而提高桩体承载力。桩端后注浆属压密灌浆, 设计计算时, 可按圆柱形扩散渗入灌浆理论确定注浆压力和注浆量。桩端注浆桩荷载曲线-沉降曲线与普通灌注桩比较, 曲线呈“缓变型”, 桩端注浆桩承载力比普通灌注桩承载力有显著提高。桩端注浆的施工方法主要是提高了桩基对上层建筑的承载能力。主要从三个方面达到了这个目的:使桩侧的摩擦阻力大幅度地降低;让支持层的承载条件得到改善、提高桩的载能力;改善支持力层的载重条件及载重传递的性能。

桩侧的摩擦阻力能大幅度地降低得益于冲钻孔在灌注桩的桩周和人工挖的桩周土体孔之间的间隙。在压力的强大作用下, 注浆从桩的一端沿着桩渗透、密挤以及相互胶结, 将空隙填充, 因此, 桩周之间的间隙摩擦力可以极大地降低, 有利于提高桩基的承载能力。

灌注浆液需要挖的孔降低了土质的强度, 使土质的支持层形成一种结石体, 并通过置换沉渣、密挤沉渣等作用改善甚至消除沉渣对桩基承载力的影响, 提高桩基的承载能力。

2.2 桩端注浆的方法

钻桩孔、用高压水清洗钻好的孔、埋设好注浆需要的管道、实验 (用水测试) 、按量制作灌注所需的浆液、灌注配置好的浆液、当注入浆液达到预定好的值时进行封顶、用钻孔的方法进行检验。若是合格, 即可结束, 若不及格, 得重新对桩基进行加固直到桩基符合要求。

3 桩端注浆施工中存在的主要问题以及解决措施

桩端注浆加固桩基的施工方法虽然优点很多, 但是也存在缺点, 且在施工过程中需要注意的问题很多。在施工过程中会因为一些操作方面的失误或者不到位导致最后测试时工程达不到设计的要求, 测试如果不合格必须重新操作使结果达到要求, 这样不仅会损失一笔财力, 而且浪费劳力, 还会影响到工程的进度。经过对多次施工进行的观察与研究发现, 如果施工过程中对某些问题多加注意, 这些过失是可以减少甚至避免的。笔者认为, 桩端注浆加固桩基施工过程中相关技术操作人员要重点注意以下问题:

3.1 施工之前要有合理的施工方案

施工之前, 要有合理的施工方案, 这是达到注浆要求、注浆施合理有效实施的前提条件之一。施工计划必须要以现实条件为基本参考, 这要求设计工作人员必须到工地进行必要的测量, 收集所需的各种数据。这些数据决定了施工方案的可行性, 施工后工程的质量, 因此, 到工地进行实地调查研究是极其重要的。需要测量收集的数据、资料有:施工地的土质、施工地的地下水情况、施工地是否设有埋设物以及施工环境的分析 (居民楼分布、附近街道通行情况等) 。另外, 根据施工地的土质及各种资料决定注浆所需浆液的配比、浓度。施工计划是决定施工质量与进度的直接因素, 必须经过对施工地的严格调查和分析后, 根据收集到各种数据设计出可行的施工方案。

3.2 施工过程中的注意事项

桩端注浆加固桩基的施工过程中, 需要注意施工步骤、一些参数变化等, 这些可以大大提高工程的质量, 使工程更易达到设计计划中设定的值。

注浆工艺流程为:钻孔—清洗钻孔—埋设注浆管道—进行水压测量—制作浆液—注入管道—封口—质量检验。

注浆管道的埋设直接决定注浆是否可以顺利进行, 要达到好的效果, 应该在桩基中心钻出一个注浆孔通到桩端并要达到预定的深度, 这样的浆液管道可让浆液顺利注入, 还可以提高注浆质量。

埋设好管道后, 要认真进行水压测试, 这可以疏通管道, 而且测量后的数据可以作为相关的一些参数调整的依据。

注浆时, 在注入中间管道之前应该先对建筑物的旁边管道进行灌注 (如果有河流, 河流一侧优先) , 以防止注入的浆液流出。在进行中间管道注浆时, 可以适量加大注入浆液的量, 不仅可以提高效果, 还可提高质量, 但要注意对总浆量的控制。另外, 在进行注浆作业时, 要注意对参数表进行跟踪控制, 因为这些参数 (比如, 压力、液体浓度、注入的速率等) 不是固定不变的。而且对这些参数进行跟踪测量的时候, 可以根据它们的变化及时发现施工问题, 及时解决。比如, 如果压力突然地急剧下降, 很有可能是浆液泄露或者是制作的浆液有问题, 及时解决这些问题可以避免损失。

除了上述的几点注意事项之外, 要达到注浆的理想效果, 还需要施工人员施工前后对影响工程质量的各方面因素都不能掉以轻心。

桩端注浆加固桩基的施工工艺是现今桩基工程广泛应用的方法, 一方面是由于桩端注浆拥有其他工艺没有的优点, 承载能力极高、适应性极强等。另一方面, 使用桩端注浆加固桩基的工艺容易达到现代建筑施工的要求, 特别是大建筑物施工质量的要求, 这在现代建筑施工工程中是极其重要的。

桩端注浆有一定的施工流程, 施工时按照设计好的流程走可以让工程质量提高。每一步施工步骤都有需要注意的事项, 其中埋设注浆管道和浆液注入管道阶段最为重要, 需要投入更多注意力。除了严格施工, 还要注意准备补救措施, 以防施工过程出现意外情况。

此方法加固桩基在施工中易于实现, 但需要足够的细心。只要做好计划, 严格施工, 工程质量是很有保证的, 因此, 桩端注浆在桩基加固这一领域还会被广泛应用。

摘要：研究证实, 往大直径的桩端注浆的方法优点很多, 比如, 没有挤土、对建筑物的承受力更高、没有震动、可以靠近建筑物近距离施工、适应力更强等。该方法在现今建筑工程中被越来越多的采用, 但是它在施工过程中也存在一些问题, 需要在实践中加以研究和应对。

关键词：桩端注浆,桩基,施工技术

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