成桩质量

成桩质量（精选10篇）

成桩质量 篇1

摘要：结合工程实践,分析了桥梁桩基施工的重要性,阐述了桥梁成桩过程中易产生的问题,探讨了施工过程中为避免问题的产生应注意的事项,从而保证桩基的工程质量和桩基工程的顺利进行。

关键词：桥梁,桩基,混凝土,导管

近年来国家致力于基础建设开发,同时国家对土地的征用进行了严格的控制。桥梁被大范围的采用,既可以减少占地,又可以减少周围环境对道路的影响,从而提高车速。每一座桥是一个标志,桥梁的重要性不言而喻,但是如果质量关得不到严把而引发的事故也令人触目惊心,所以我们应尽量做到用最少的钱做最优秀的工程,为国家的基础建设尽自己的一份绵力。

桩基施工是桥梁施工中很重要的一部分。钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的,其施工过程无法观察,成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题,都将直接影响到整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。

成桩质量的控制是桥梁质量控制中重要的组成部分。为确保成桩质量,首先要严格检查原材料,对不合格的材料(如水泥、砂、石),严禁用于混凝土灌注桩。灌注水下混凝土主要是采用导管灌注,混凝土的离析现象还会存在,但良好的配合比可减少离析程度,因此,现场的配合比要随水泥品种、砂、石料规格及含水率的变化进行调整。为确保成桩质量,应做好以下几项工作。

1 水下混凝土施工

1)为防止导管接头与导管漏水,施工中我们通过严格的事前、事中、事后控制,保证导管制作具备以下条件:a.足够的抗拉强度,能承受其自重和盛满混凝土的重量。b.各节的安装接头所用的胶热及法兰的对接位置,预先试拼并做好标记,安插导管时须按试拼时的状态对号拼装,所有的法兰盘接头均须垫入5 mm～7 mm厚的橡胶垫圈,安放时须对正放平,拧紧螺栓,严防漏水。c.内径应一致,其误差应小于±2 mm,内壁须光滑无阻,组拼后须用球塞、检查锤做通过试验。d.最下端一节导管长度要长一些,一般为4 m,其底端不得带法兰盘,以便在混凝土内。e.导管使用前做好水密性试验。导管不要埋入混凝土过深,严格控制混凝土配合比、和易性等技术指标。

2)为预防孔壁坍塌,我们采用了维持护筒水位比筒外水位高出1.3 m～1.4 m,操作中避免碰撞孔壁,并随时注意控制泥浆的比重。

3)为保证施工质量,水下混凝土的配合比选用要比设计强度高20%左右,坍落度宜采用18 cm～22 cm。

4)混凝土自拌合机出料至灌注时不宜超过30 min,施工中间每间断30 min后,要上下串一下导管,防止混凝土失去流动性,提升导管困难,增加发生事故的可能性。在施工过程中,中途中断浇筑时间不宜超过30 min,整个桩的浇筑所需时间不宜过长,尽量在8 h内完毕。

5)注意灌注所需混凝土数量,一般较成孔桩径计算的大约为设计桩径体积的1.2倍。水下混凝土在灌注中应控制以下几点:a.水下混凝土灌注前应检查桩底的沉淀层厚度与泥浆指标,不符合要求则应再次清孔。b.当混凝土灌到孔口不再返出泥浆时,此时应提升导管;若需提高0.5 m～1.0 m以上才能灌入混凝土,则此时应拆除一些导管,减小导管在混凝土中的埋深。c.导管的埋深太大或太小都是不利的,应做到勤提勤拆,不能出现一次拆十几米的情况。

2 泥皮厚度

泥皮是指由于施工成孔、成孔工艺等因素,在桩身混凝土与桩周土之间形成的一层粘性泥土。成桩后泥皮会影响桩周土摩阻力的发挥,泥皮厚度的不同可影响桩基承载力达10%。在成孔过程中由于排渣、钻进,桩周形成泥皮不可避免,要减少泥皮厚度,及时清渣、测量、调节泥浆性能。

3 桩顶混凝土强度

由于桩顶部混凝土受力最大,其质量的控制也比较关键,水下灌注混凝土桩顶的质量比桩身混凝土的质量难控制,桩顶混凝土常见的质量问题有:混凝土强度不够、桩芯夹泥、未灌注到位或超灌过多。影响因素主要有:

1)泥浆性能:当清孔不彻底,泥浆比重大,含泥渣较多时,水下灌注时就影响混凝土的扩散,并使混凝土的顶升困难,这时混杂层厚度必然较大;

2)灌注工艺:一般要求导管埋深2 m～6 m,但当导管埋深过大,灌注则困难:a.容易埋管;b.要不停的上下抽动导管促使混凝土下落,这样必然会使桩顶部分浮浆进入桩身,形成桩顶混凝土芯夹泥;

3)清孔工艺:清孔的方式、时间都影响到孔内泥浆的性能,泥浆比重大不利于灌注,混杂层必厚。要防止桩顶混凝土的质量问题,首先要彻底清孔,当孔底泥浆比重在1.2以下时,灌注混凝土均较顺利,桩顶混杂层较薄,另外还要有适宜的初灌量,灌注混凝土时要及时拆导管;及时测孔内混凝土面高度,最后还要保持一定的超灌量,使桩头混凝土强度较低的部分凿除后,桩顶标高满足要求。

4断桩、夹泥、堵管

为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象,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。因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度,混凝土坍落度采用18 cm～20 cm,导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2 m～4 m,不宜大于5 m和小于1 m,严禁把导管底端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高8 m～10 m时,应及时将坍落度调小至12 cm～16 cm,以提高桩身上部混凝土的抗压强度。在灌注过程中必须每灌注2 m3左右测一次混凝土面上升的高度,确定每段桩体的充盈系数,《建筑施工操作规程》规定桩身混凝土的充盈系数必须大于1。同时要认真进行记录,这对日后发现有问题的桩或评价桩的质量有很大作用。

参考文献

[1]李永潇.桥梁混凝土灌注桩质量控制要点[J].山西建筑,2008,34(15):212-213.

成桩质量 篇2

徐 雷

自在2002年西安市西大街时代盛典项目工程施工中采用CFG桩处理地基土以来，到2010年西安市紫云溪小区同样采用CFG桩施工工艺，经过两次CFG桩施工过程，通过学习CFG桩施工工艺，发现施工所存在问题，现将CFG桩在施工方法及质量控制方面中的工程技术总结如下：

一、CFG桩施工原理：

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，一般有三种成桩施工方法：振动沉管灌注成桩(适用于粉土、粘性土及素填土地基)、长螺旋钻孔灌注成桩(适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土)和长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩(适用于粘性土、粉土、砂土以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地)。CFG桩复合地基，通过改变桩长、桩距、褥垫厚度和桩体配比，能使复合地基承载力幅度的提高有很大的可调性。它具有沉降变形小、施工简单、造价低、承载力提高幅度大、适用范围较广、社会和经济效益明显等特点，广泛地用于工业厂房和民用住宅的地基处理和加固。CFG桩最常用的成桩施工方法有振动沉管灌注成桩和长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩两种方法。

二、CFG桩施工工艺流程

1、振动沉管灌注成桩施工工艺流程

1)、复核放线桩位、定位点和水准点，确定施打顺序，施打顺序一般有

地面时，启动电机，将钻杆旋转下沉至设计标高，关闭电机，清理钻孔周围土。成孔时应先慢后快，这样能避免钻杆摇晃，也能及时检查并纠正钻杆偏位的差值。

4)、灌注及拔管。CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先拔管后泵料。成桩的提拔速度宜控制在2m/min～3m/min，成桩过程宜连续进行，应避免供料出现问题导致停机待料。

5)、移机。移机前对下一根桩的桩位进行清理辨识，确保桩位的准确性。必要时移机后清洗钻杆和钻头。

三、常见施工质量问题和控制措施

1、振动沉管灌注成桩施工质量问题和控制措施

①、施工扰动使土的强度降低。振动沉管成桩工艺与土的性质具有密切关系，因此，一定要考虑加固前土的密实度。对饱和软粘土，振动将引起土的孔隙水压力上升，强度下降。振动时间越长，对土和已打成桩的不利影响越严重。在软土地区施工时，应采取静压振拔技术。此外，对密实砂层和硬土层也不宜采用振动沉管成桩法。

②、缩颈和断桩。在饱和软土中成桩，当采用连打作业时，新打桩对已打桩的作用主要表现为挤压，使得已打桩被挤成椭圆形或不规则形，产生严重的缩颈和断桩。在上部有较硬的土层或中间硬土层中成桩，桩机的振动力较大，对已打桩的影响主要为振动破坏。采用隔桩跳打工艺，若已成桩结硬强度不高，在中间补打新桩时，已成桩有时被震裂。为避免上述现象的出现，需要根据不同土质，在施工中选择合适的成桩顺序，并根据土层情况选用适

③、施工操作不当。钻孔进入土层预定标高后，开始泵送混合料，管内空气从排气阀排出，待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时提钻。若提钻时间较晚，在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出，容易造成管路堵塞。

④、冬期施工措施不当。冬期施工时，混合料输送管及弯头均需做防冻保护，防冻措施不力，常常造成输送管或弯头处混合料的冻结，造成堵管。冬施时，有时会采用加热水的办法提高混合料的出口温度，但要控制好水的温度，水温最好不要超过60 ℃，否则会造成混合料的早凝，产生堵管，影响混合料的强度。

⑤、设备缺陷。弯头曲率半径不合理也能造成堵管。弯头与钻杆不能垂直连接，否则也会造成堵管。混合料输送管要定期清洗，否则管路内有混合料的结硬块，还会造成管路的堵塞。

2)、窜孔。在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会遇到这种情况，发现窜孔的条件有如下三条：

①、被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂；

②、钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动；

③、土体受剪切扰动能量的积累，足以使土体发生液化。

由于窜孔对成桩质量的影响，施工中采取的预控措施：

①、采取隔桩、隔排跳打方法；

②、设计人员根据工程实际情况，采用桩距较大的设计方案，避免打桩的剪切扰动；

③、减少在窜孔区域的打桩推进排数，减少对已打桩扰动能量的积累；

成桩质量 篇3

【关键词】灌注；成孔工艺；大桩径；成品质量

随着建筑施工工艺日新月异的发展，桩基础已广泛应用于各类工业与民用建筑中，其中大桩径钻灌注桩以其低成本的突出优势，被广泛应用于建筑、桥梁等工程中。从工艺上来讲，该项技术工序多，施工精度要求高，对施工质量也有很高的要求，特是隐蔽的地下连续工程中，更是要求短时间内完成，这就造成了成品质量会受到时间、环境、人、地质等多方面因素的影响。现就多项工程实例对比得出几点心得，与大家分享。

一、灌注桩钻孔工艺

1、桩孔成孔直径对质量的影响

桩孔直径的精度直接对以后成桩直径的精度产生影响，影响成孔精度的不利因素多种多样，如土质、钻头直径、钻具同心度及进尺冲洗方和流速等，在诸多影响因素中，钻头直径对成孔精度影响十分巨大，因此，钻头直径的选择应成为重要的质量点。

根据多年工程实例得出的经验，钻头直径的选择应根据施工地点地质条件来确定。如果在软土中成孔，例如桩径在800MM～1000MM的灌注桩，钻头应选择比桩径小40MM左右。通常在大桩径成孔过程中，进尺较快，冲洗水压较高，采取正循环方式，钻进取值较大，反之较小；如果在砂土中成孔，桩径同上例，正循环时，钻头可选取60MM左右，反循环时，可选80MM左右；然而在软石、坚石层中成孔时，钻头应选取略小于桩径即可。应用上述经验同时，不可忽略成孔实验过程，以便因地制宜地调整，达到最好效果。

2、成孔后垂直度对成桩质量影响不可忽略

钻孔灌注桩对桩孔的垂直度的要求是小于百分之一的桩长，凡超此值，即可能对灌注桩成桩后的受力方式引起变化。

对于这一问题的防治，首要在于成孔前，要调整好成孔机械的水平度及钻具对地面的垂直度；其次，要精确控制钻进时的压力、转速及钻进速度。

3、预拌泥浆的选择

泥浆在成孔过程主要起到冷却及挟带固体废渣的作用，同时起到护壁防塌孔的重要作用。在灌注砼过程中，泥浆质量好坏直接影响成桩质量。如果泥浆性能不好，会造与混凝土混杂，影响混凝土强度和桩径。

泥浆的性能指标主要体现在粘度指标和密度指标，在大直径桩成孔，孔深在20米以上时，这个指标的重要性体再得淋漓尽致，因为多数工程工期较紧，施工成孔速度普遍较快，同时当地地下水线较高，多数情况下孔内土质含水较高，这就要求对泥浆密度控制较精密，既不能受地下水影响，又不能压制导管外混凝土面提升。

二、钻孔灌注桩混凝土灌注工艺

1、混凝土的和易性对成桩质量的影响及防治措施

在成孔后的灌注过程中，混凝土的和易性对成桩质量会产生较大影响。灌注时，要求混凝土和易性好，进而内阻小、润滑性好、较长的初凝时间及一定的触变性能，才能保证灌注过程连续施工，混凝土密实度得到保证。因此，配制混凝土时，要严格按照配合比操作，同时还应按现场材料的实际情况作相应的调整，水泥、粗骨料直径、砂率等要符合要求，同时材料必须经二次复试，搅拌时间保证的前提下，检查混凝土的各项指标，并按要求留置试块。

2、桩头的灌注质量对成桩质量的影响

桩头质量对整个桩体成桩后的质量影响很大，必须加强施工过程质量控制。桩头杂质含量高、振捣不实都会影响桩头的强度，直接影响上部荷载传至地基，因此必须从以下几个方面着手，采取措施来控制桩头施工质量。

1）着重控制最后一次灌注质量，特是控制最后一次浇灌的混凝土量，如有必要可以超灌一部分混凝土，然后凿修桩头，以保证成桩后桩头混凝土密实，无浮浆。

2）在采取泥浆护壁等进尺方式时，有必要在清孔时检查泥浆质量，要求满足规范要求的指标，可以在灌注混凝土前进行孔底取泥浆检查，即在孔底的泥浆性能要满足要求或密度在1.25以下，粘度要在28S以下。

3）对于桩头硬化后含有杂质的质量通病，可在二次清孔时采取一定的措施，彻底清除孔底的所有沉渣，并经专业人员或质量检查员检查后，报监理单位或甲方来验收，保证多次检查后，才可灌注混凝土。在混凝土灌注过程中，确保导管伸入混凝土液面以下两米或更多，坚决不允许将导管提出混凝土表面，必要进可派专人进行监测。在完成灌注量后，必须由专人测量桩头高程是否符合设计要求，一般预留500MM以备修补。

混凝土灌注桩作为一种良好的建筑地基形式，已为广大业内人士所接受，因此，它必将更广泛地应用于建筑行业，掌握并改进它的施工工艺，采取措施来消除或减少它的质量通病来延续它的技术寿命势在必行，在此例举一些在施工中领悟的一得之见，以期取得抛砖引玉之效果，希望混凝土灌注桩地基的工艺在广大同仁共同努力下，蓬勃发展。

参考文献

[1]何佳章.建筑工程钻孔灌注桩施工技术探讨.四川建材，2009年15期

[2]庞奇峰.钻孔灌注桩技术在建筑施工中应用分析.科技致富向导，2012年09期

[3]郭宁.钻孔灌注桩技术在建筑基础中的应用.工程科学，2010年03期

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冲孔灌注桩成桩施工质量控制 篇4

1.1 某工程项目地下总建筑面积19992.6m2, 基础采用冲孔灌注桩。本工程共包括776根冲孔灌注桩, 其中直径600mm的有594根、直径700mm的有154根、直径800mm的有28根。本工程的地质情况根据钻探表明, 拟建场地地岩土层结构较为复杂, 可分为9个工程地质层:杂填土、残积砂质粘性土、全风化花岗岩、土状强风化花岗岩、碎块状强风化花岗岩、碎块状强风化正长斑岩脉、中风化花岗岩、中风化正长斑岩脉。

1.2 如为确保桩基承载力, 加大冲孔施工深度, 将造成施工时间延长成本增加, 如果仓促终孔, 工程质量很有可能埋下隐患。

2 冲孔灌注桩质量影响因素

2.1 由于灌注桩属于隐蔽工程, 大部分是在地下进行, 影响灌注桩施工质量的因素很多, 从人、机、料、法、环等几个方面分析, 其施工过程每一环节都必须严格要求, 稍有不慎或措施不当, 就会产生质量缺陷。如:工人为了能够尽早终孔, 经常趁施工员和质检员不注意, 通过一些违规操作以减少冲孔进尺。工人为减少进尺而进行的违规操作大致分为3种:

2.1.1 工人冲孔时不拉紧钢丝绳, 则冲击梁下压时, 冲锤就不会被提起太多, 进而造成落距过小来减少进尺 (如图1) 。

2.1.2 通过泥浆比重超标来加大冲锤的冲击阻力以减少进尺, 因为泥浆比重过大, 则会直接给冲锤在冲击时带来阻力;而泥浆比重过小, 虽然不会直接带来阻力, 但是会造成浮渣能力过差, 使得孔底有过多的岩土渣子, 这样一来, 冲锤每次冲击时, 有一部分力都是直接作用在渣子之上, 从而减少了冲锤对岩层的冲击力。

2.1.3 未将冲锤放到孔底, 这样会给我们施工人员造成假象, 似乎每次落锤都十分有力, 但其实每次落锤都没有冲击到地层。不过未将冲锤放到底部会对钢丝绳造成过大的震动力, 桩基班组已经因为这样的违规操作震断了2根钢丝绳, 这样的操作并不能给班组带来利益, 并且冲锤如果有冲击在岩层上的话, 可以很明显地听到撞击声。

2.2 对应措施

2.2.1 项目部抽时间对桩基班组工人进行培训, 培训过程中, 公司邀请专家担任老师, 从质量的重要性入手, 配以实例讲明利害关系, 并且培训结束后, 组织质量问卷考试, 加强施工队伍的质量意识。在施工中发现问题及时下发整改通知书, 责令整改, 并指派技术人员旁站跟踪。技术人员增加使用比重计对现场泥浆进行检测的次数, 使泥浆比重处于1.15~1.20的合格范围。

2.2.2 杜绝桩基班组违规操作, 并让旁站管理人员注意撞击声, 做到每个环节都有检查, 不允许因工人违规操作而影响冲孔进尺现象发生, 确保进尺数据的可靠性。

2.2.3 购置掏渣筒, 当泥浆沟里出现岩层渣子时, 接下来每隔一个小时使用掏渣筒从孔底取一次渣样, 这样可以保证渣样能够准确的反应出孔深所在的岩层。使用掏渣筒之后, 在二次清孔时, 使得沉渣厚度也可以更加符合设计要求, 本工程的冲孔灌注桩设计图纸中要求比规范更加严格, 沉渣厚度必须小于40mm。验渣样时, 参考经勘测院确认过的渣样以及收集的资料, 并且对中风化岩面进行反算判定。

2.2.4 本工程在开工试桩时, 共试桩两根, 当时只出现了一种中风化岩样, 可是随着桩基的施工进行, 先后出现了3种不同于试桩时的中风化岩层。项目部无法做出肯定的判断, 只能请专家到工地现场对岩样进行判定。勘测院的专家不仅对此3种中风化岩层做出了权威判定, 还为大家进行了较为详细的讲解, 如透明晶体、黑斑、乳白色等的部分都属于腐蚀比较严重的部位, 即只有一块岩样所包含以上所述情况较少时, 才可判定为中风化岩层。

2.2.5 为收集其他相关资料, 项目部人员利用休息时间进入网络上一些较为出名的工程网站或论坛进行交流和学习, 通过和别的工程资料进行对比, 然后稍微借鉴别人的经验, 对本工程岩样的判定标准进行进一步的确认。

2.2.6 为能够进一步确保桩基的质量, 在施工测孔时, 不明确判定出岩面位置, 只是每小时去测一次孔深, 根据冲孔进尺来加以确认是否已经进入中风化岩层, 确定无误之后, 在反推算回来确定中风化岩面深度位置。

2.2.7 由于工地曾出现过桩基班组打到碎块状强风化岩层之后, 误以为是中风化, 从而要求终孔的情况。因此, 必须进行多方面对比, 制定严格的终孔条件。所制定出的终孔条件为同时达到以下3点的要求, 才可以终孔, 此3点要求分别为:岩样必须符合地质勘测院专家所给出的判定标准、冲孔进尺必须小于20cm/h、孔深必须达到地质报告所给出的中风化岩层深度。

2.2.8 混凝土的施工质量, 冲击成孔灌注桩混凝土的流动性要求较高, 混凝土只能从导管中注入, 不能直接倾倒, 若混凝土流动性不好, 混凝土就不能充分流出, 易产生隔层、缩径等质量缺陷。

2.2.9 对冲孔、灌注各个环节进行质量检测, 成桩后还要进行桩身整体检测。桩身检测前, 必须对桩顶浮浆凿除干净, 使桩顶暴露的混凝土不得夹有泥质成分, 保证桩顶混凝土强度达到设计值, 验桩时, 桩顶应清洗干净。同时向基桩检测单位提供桩径、桩深、承载力和完工日期等参数。本工程施工的冲孔灌注桩基础, 成桩质量合格率达到了97.3%, 并且, 在接下来的静载试验和动测中, 已施工桩基验收合格率达到了100%。

结束语

当前建筑工程中, 打桩已经非常普遍, 尤其混凝灌注桩应用极为广泛, 本项目通过一系列保证措施, 提高了冲孔灌注桩成桩质量, 杜绝了持力层判定不明确的问题, 保证了工程质量, 并加快了工程进度。

参考文献

成桩质量 篇5

京沪高速铁路曲阜站场CFG桩成桩工艺性试验

新建京沪高速铁路曲阜站场长2.465km,试验区地质构造主要为黏土及粉质粘土,软基路段需采用CFG桩进行加固处理.

作 者：邓宁宇 作者单位：中国水利水电第八局工程局有限公司,湖南,长沙,410007刊 名：中国科技纵横英文刊名：CHINA SCIENCE & TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(1)分类号：U4关键词：京沪 高速铁路 曲阜站场 CFG桩 试验

夯扩桩的施工及成桩质量控制 篇6

1 夯扩桩施工

1.1 工程概况

天津市地方铁路工程公司承建的天津港散货物流中心东大沽机务段工程, 施工部位为辅修库、机车检查坑、十一所房屋、油罐等工程的地基处理。该工程为天津市重点工程, 其工程结构物所有桩基的80%为夯扩桩, 共计2511根。夯扩桩设计桩长4.74m、成孔深度5.14m、桩身采用C25混凝土, 单桩极限承载力标准值1000KN, 采用锤击成孔, 桩端夯实填充料扩底, 通过护筒灌注混凝土, 提升护筒并振捣, 设计提锤高度6m, 桩头预留300mm～500mm的处理段确保桩头质量。

1.2 施工机械与设备

采用江苏东台机械厂生产的DDJ走管式桩架配D1-8、D1-25、D1-40导杆式柴油锤。为加强桩架的整体刚度, 在柴油锤导轨的两旁、增设一付龙门立架, 使用外管的口径为Φ325mm、Φ377mm、Φ426mm, 一般施工长度不超过15mm。该机械以施工短桩为主, 能适应较差的施工环境, 施工简便, 施工速度快。

1.3 施工工序

移动桩机至桩孔位置, 放置护筒检查垂直度, 然后放置细长锤, 夯击成孔并压护筒至设计标高。继续夯击使护筒底出现空间, 向内填料夯击, 应控制填料量及空打三击的贯入度达到合格要求方可上提护筒30cm。继续填干硬性砼夯击, 此时应检查新打桩是否对邻桩有影响, 若有则必须采取调整桩长, 减少填料量及修改参数等措施;若无影响, 则检查混凝土配合比并灌注混凝土, 拔出护筒, 将混凝土振捣密实, 测量桩顶标高。成桩过程中执行夯扩桩施工要求, 顺序依次成桩, 严禁包围式成桩, 通过桩位或桩位附近设点随时测量对邻桩的影响, 邻桩水平及竖向位移控制在2cm以内。

2 成桩质量控制

通过现场监测和检验, 本工程在成桩过程中, 成孔深度、每次填料量和护筒下降控制是影响成桩质量的主要因素。施工中根据实际情况选用了合理的施工方法, 对影响因素进行了有效控制, 从而达到了较佳的成桩效果。

2.1 有效控制成孔深度

通过现场测试情况看, 桩的成孔深度不一致, 直接影响到填料量以及夯实干硬性混凝土量的多少。如果在施工中成孔过深, 而干硬性混凝土仍按原设计每根桩0.24m3填加夯实, 那么干硬性混凝土就不能起到封口作用, 地下水将会流入护筒内, 与护筒内混凝土发生反应, 导致混凝土用水量增加, 从而降低混凝土强度, 影响其承载力。

据调查, 这几年夯扩桩施工时, 多数施工队伍在控制孔深上一直都采用在锤吊绳上作一红布标记, 利用与护筒的相对高度控制孔深, 但随着地质情况不同, 施工时有时难以控制护筒下降高度, 这样如果仍以护筒为参照物, 锤击孔深度就不够准确, 对桩质量造成隐患。为有效控制成孔深度, 本工程经对比研究, 采用在桩机支杆上作一绿布标记确定最终成孔吊绳深度的方法, 由于锤击孔过程中桩机位置始终是处于垂直状态, 所以采用该方法确定锤击孔深度准确度较高, 事实上也很好地证明了这一点, 两种方案的比较如表1所示。

2.2 控制填料, 减少沉降变形

桩的下沉与每次填料量有直接关系。虽然每根桩三击贯入度都能满足要求且贯入度相同, 但每次填料量不同, 其变形量也随之变化。

结合现场测试情况, 对分批分次填加料量进行了合理控制, 规定了现场填加料摆放方法, 严格按照由二十五块、二十块、十五块、十块、五块顺序摆放, 并按上述顺序依次填加, 这样, 使其扩大基础能够形成金字塔式拖住桩身, 加强了桩承载力。后期的检测证明此方法从根本上解决了桩沉降变形较大问题。并提高了桩承载力。

2.3 合理设计护筒下降机械

通过对现场桩机设备检验发现, 桩机在下压护筒过程中, 桩机对护筒下降未能进行有效控制, 尤其遇到地质情况较软地区, 成孔时桩机很难有效控制护筒下降深度, 如果下降过深, 锤头就有可能没有按规范露出护筒底部40cm, 就会造成填充料夹杂在护筒内, 当测完三击贯入度后, 一部分填充料仍然有可能留在护筒内, 这样, 填充料将未起到扩孔作用, 降低桩承载力。针对存在的问题, 本工程对桩机支杆进行重新设计, 在桩机两支杆内侧安装一米长标有刻度的带锯齿型槽型刚体, 在每根支杆上, 利用两根带扣钢板条卡住槽钢。护筒顶端已事先做成了耳朵式弯沟, 护筒下降时正好用圆钢横向搭在锯齿沟里调整其下降高度, 从而, 护筒下降时正好用圆钢支撑住, 护筒下降得到了有效地控制。

3 结语

在适合的工程地质条件下, 采用夯扩桩代替钢筋混凝土预制桩或大直径钻孔灌注桩可以节约大量的施工费用, 而且能加快基础工程的施工进度, 具有显著的技术经济效益。随着夯扩桩的推广应用, 应严格按其施工工序施工, 加强施工质量的控制、检查和监督, 确保夯扩桩的施工质量。本文根据实际工程所得的夯扩桩施工及成桩质量控制经验可供广大同行参考。

参考文献

[1]陈子江.浅淡夯扩桩的应用与质量控制[J].广州建筑, 2002 (02) .

成桩质量 篇7

1 CFG桩的应用原理

水泥粉煤灰碎石桩成桩材料主要包括碎石、粉煤灰、水泥、石屑等, 成桩后具有较高的粘结强度, 应用散体构成的褥垫层实现桩土载荷的分配, 保证桩土协同工作, 构成整体式地基。图1 是CFG桩的基本结构。

实际工程中应用CFG构成复合地基, 主要结构为桩间土、桩体和褥垫层。

将一定大小的载荷施加于褥垫层, 可以做出如下动态分析:起始阶段, 上部载荷均匀施加于褥垫层, 之后的压力转移到CFG桩和桩间土, 上部压力均匀分布, 随着荷载的增加, 桩顶的应力逐渐集中。由于褥垫层的基本结构的随时散体颗粒, 在应力的作用下出现一定程度的滑移, 桩顶应力在横向调节的过程中逐渐分散, 此时上部载荷的压力逐渐从桩体转移到桩间土上。载荷施加于桩间土后, 桩间土出现一定程度的沉降变化, 材料会发挥一定的补偿作用, 桩顶陷入褥垫层中, 桩体和桩间土共同承载上部载荷, 整体结构趋于稳定状态。

随着载荷的逐渐增加, 超过了褥垫层固有的调节能力, 载荷主要由CFG桩体承担, 桩体在摩擦阻力的作用下将载荷传递到深部地层中, 此时桩的承受力发挥到极限。

在正常情况下, 上部施加的荷载足够大, 桩间土的承载力得到发挥, 外加荷载主要由桩体的储备力承担。CFG桩的模量大、变形小, 在荷载的后期施加过程中, 桩顶部的应力增加幅度较大, 桩身的沉降变形决定了外加荷载引起的基础变形。总之, CFG桩可有效提高地基承载力, 可以承受较大的地面载荷, 可减少工后剩余沉降量, 整体结构具有较好的稳定性, 具有沉降变小、稳定快的优点。

2 CFG桩在实际工程中的应用

2.1 工程概况

珠海十字门中央商务区市政配套工程市政道路沿线是由第四系地层主要由填筑土、淤泥及淤泥质粘土组成, 均属松软地层, 工程性能差, 设计应用CFG桩对软土地基进行处理, 成桩长度约14~16m, 直径为0.4m, 桩间距设置为1.5m, 等边三角形梅花状布设。垫层的厚度设置为0.5m, 褥垫层材料应用碎石砂, 碎石含量约70%, 粒径19~37.5mm, 含泥量在5%以下。实际工程中结合地质情况和自然环境, CFG桩应用长螺旋钻内泵压混合料灌注成桩。

2.2 施工准备

准备工作中以设计参数和图纸为依据, 再次确认地质资料, 选定合理的施工机械, 完善施工计划。工程项目配备足够数量的技术人员, 规范作业指导书和技术方案, 做好技术交底工作。之后及时平整场地, 清除场地内的障碍物, 营造良好的施工环境, 保证水电供应正常。控制测量放样的质量, 准备好所有施工器械和原材料, 充分考虑外界环境因素对工期的影响。及时做好成桩的工艺性试验, 及时确定出原料配合比和材料混合搅拌时间[2]。

2.3 CFG桩质量控制要点

在钻机就位的过程中, 先应用全站仪明确控制桩的位置, 以控制桩位置为依据, 用钢尺放出不同CFG桩桩位。采用直径为15mm的钢钎垂直打出20cm的深孔, 在孔内插入标记物, 钻机按照放样的位置就位。就位后及时调整水平度和垂直度, 垂直度误差在1%以内。

钻机导向架的侧面做好刻度标记, 钻头接触地面时, 动力机头停留在零刻度先上, 每进入0.5m标注一次刻度, 施工过程中结合刻度去顶出进尺深度和拔钻高度。施工过程中, 先开动发电机, 钻头提离地面约20cm, 打开钻头插销, 开钻前向输送泵内输入1m的清水, 启动输送泵保证输送管内壁湿润, 之后将搅拌好的砂浆加入输送泵内冲管, 冲管结束后将混凝土加入输送泵内, 指导钻头位置流出混凝土, 后关闭钻头阀门, 下钻。施工过程中将混凝土的坍落度控制在160mm-195mm范围内。

钻孔开始后, 向下移动钻杆, 对准桩位, 启动电机钻井, 先慢后快, 地面钻进2m的范围内, 速度控制在1~1.5m/min, 之后钻速控制在2.5~3m/min。如果钻进过程中遇到复杂的地质结构, 钻杆摇晃, 此时应用降低钻进速度, 并检查钻孔的准确性, 及时纠正偏差。钻进过程中及时清理钻杆周围的泥土, 避免桩位被覆盖, 钻杆下钻到设计标高后, 关闭电机, 停止钻进, 清理周围泥土[3]。

灌注和拔管的过程中, 先保证CFG桩成孔到设计标高, 打开钻头阀门, 泵送混合料, 大约20s后开始提钻, 保证桩底混凝土密实, 混凝土高出钻头20cm。之后泵送的过程中拔管, 拔管速度控制在2.5~3m/min。

整个成桩过程必须连续进行, 避免因供料不足导致停机问题。如果一根桩在灌注过程中没有达到灌入高度, 必须停止拔管, 此时应泵送补料, 混凝土泵送20s后开始拔管, 拔管到钻机动力机头最上部零刻度线结束, 关注成桩完成后, 盖好桩顶予以保护。

关注工作完成后及时移机到下一个桩位, 借助钻机自带的移动底盘实现移位, 重复钻孔关注流程完成所有桩位, 移机后及时清理钻杆和钻头的渣滓。

CFG桩设计深度较大, 钻进过程中可能遇到较厚的地层砂, 如果桩机负荷达到极限状态, 将可能出现故障问题, 机械故障带来断桩和卡钻问题, 不仅是对施工技术的考验, 也是施工机械质量的考验, 施工单位必须在配备相应的易损件, 另外做好机械的维护工作, 提高技能操作水平, 避免违章操作。

施工过程中及时检查排气阀的工作状态, 如果出现堵塞必须及时清洗, 避免形成断桩或者空心桩。为了避免断桩, 必须加强对灌注区域的保护, 避免大型机械进入。如果由于排气阀设置不当导致断桩, 必须经常检查排气阀, 凿除排气阀周围的混凝土, 施工过程中保证混凝土供应就是, 工作人员之间协调配合[4]。

桩顶需要超出设计标高50cm, 同时保证桩身有足够的长度。施工过程中, 随着钻杆的钻井, 排除的土体堆积在孔口位置, 堆积土中有一些混合料, 必须及时清运钻孔弃土, 挖出混合料, 浆体与弃土同时清运。

钻机移位后及时清除孔周钻泥, 出小型挖掘机外, 任何机械不得进入灌注桩场地, 不得挖动已经灌注的CFG桩, 为了控制混凝土的灌注量, 必须保证能偶置管地看到混凝土面上升的高度, 同时控制混凝土用量。

3 结束语

随着近代工程建设的发展, CFG桩的应用越来越广泛, 在实际应用是也表现出良好的稳定性, 成桩技术在应用的过程中, 重点是要做好质量控制。需要结合工程特点, 制定科学的施工方案, 选用正确的施工设备。施工过程中加强质量监督, 发现问题后采取有效的措施解决, 加快施工技术的推广和应用。

参考文献

[1]王炳龙, 杨龙才, 周顺华等.CFG桩控制深厚层软土地基沉降的试验研究[J].铁道学报, 2016, 28 (6) :112.

[2]李华明, 蒋关鲁, 刘先峰等.CFG桩加固饱和粉土地基的动力特性试验研究[J].岩土力学, 2010, 31 (5) :155.

[3]韩云山, 白晓红, 梁仁旺等.垫层对CFG桩复合地基承载力评价的影响研究[J].岩石力学与工程学报, 2014, 23 (20) :349.

成桩质量 篇8

1 处理方法

1.1 灌浆补强法

对于成桩后采用动测法或声测法发现有缺陷的钻孔灌注桩, 一般再采用地质钻机钻2个孔以抽芯鉴别, 孔深要求达到桩身缺陷部位底部再加深1m。对于采用钻孔抽芯法观测发现有缺陷的钻孔灌注桩, 一般也需钻2个孔作比较和鉴别。

对于桩身局部性的混凝土缺陷, 如局部粗细骨料胶结不紧密而形成的局部蜂窝和离散等, 可采用灌浆补强法处理。抽芯检测所钻的2个孔, 一个作为灌浆的进浆孔, 另一个作为出浆孔。

灌浆宜分3次进行, 第一次向进浆孔压入水灰比0.7~0.8纯水泥稀浆, 待孔内原有积水全部从出浆孔口压出来后, 再用水灰比0.5~0.6的水泥做第二次灌浆, 压一阵停一阵 (每阵相隔约15min) , 使浆液充分扩散。当出浆孔口排出和压入的水泥浆稠度相同后, 再进行第三次灌浆 (使用水灰比为0.38~0.43的浓水泥浆) , 将灌浆压力调至最大0.7MPa, 稳压闷浆至少20min, 关闭灌浆阀, 灌浆工作即结束。

1.2 桩中挖桩法

对于钻孔取芯确认桩身混凝土存在严重夹泥、裂缝、松散和断桩等缺陷的大直径钻孔灌注桩 (直径大于1.5m) , 如缺陷部位不是很深 (深度在30m以内) , 可采取在桩身中心进行人工挖孔, 然后再灌注相同混凝土的方法处理。

人工挖孔孔径宜比原钻孔灌注桩的桩径减少3 0 0 m m, 以保证孔壁周围至少有150mm原混凝土作为人工挖孔的“护壁”。同时挖孔孔径不宜小于1m, 以利孔内施工人员操作和确保安全。

人工挖孔应挖至原桩身缺陷底部, 并适当加深, 加深深度宜为孔径1倍以上。

桩孔宜设置钢筋笼, 钢筋笼可按构造要求配筋。桩芯混凝土强度等级宜与原钻孔灌注桩的桩身混凝土相同, 以确保桩身的完整性和新旧混凝土弹性模量一致。

灌注桩身混凝土前应认真清理孔壁和孔底的残渣、积水。混凝土的灌注方法、坍落度和配合比应与人工挖孔桩的桩芯混凝土灌注方法相同。

1.3 另行成桩法

对于桩身存在多处严重缺陷或缺陷部位深度较大者, 或桩身严重偏位、倾斜, 同时又由于客观条件不能补加桩或不能采取其他处理方法的, 为了不留下隐患, 在不得已的情况下, 可采用冲除废桩另行成桩的方法。

冲除废桩可采用冲击式钻孔桩机, 钻头直径宜比所冲除的桩径大5cm~10cm, 以防废桩钢筋笼卡住钻头。冲击锤质量不宜小于5000kg, 宜用6翅锤头, 冲击时应采用2m左右的冲程, 以起到对旧桩混凝土的冲击破碎和对旧钢筋笼的向外挤压作用。

冲除前, 先将桩头露出的钢筋割除, 平整施工场地, 用振动锤施打钢护筒。钢护筒内径比钻头直径增大200mm, 长度以3m以上为宜 (视表层土质而定) 。整体套住废桩以后, 再将冲击式钻机就位并开始冲桩。

为增大冲击能量和加快冲桩速度, 冲击过程中宜采用低密度的泥浆, 并不断进行泥浆沉淀循环和掏渣换浆工作。泥浆相对密实以1.2左右为宜, 含砂率宜小于8% (可按不同地质土层控制) 。如发现泥浆稠度太小, 可在冲桩前及冲桩过程中适当抛加粘土块或水泥, 用以造壁防止塌孔。

废桩冲除后, 对于偏位桩孔的回填, 可采用粘土、碎石和片石相间回填, 也可以采用低强度的细石混凝土灌注。若采和粘土、碎石和片石相间回填, 则回填后须经过一定时间固结沉降, 方可进行正位钻孔成桩作业;若采用低强度的细石混凝土灌注, 则要求大坍落度 (180mm~220mm) 的混凝土, 并宜采用水下混凝土的灌注方法, 灌注混凝土3d~5d后即可进行正位钻孔成桩作业。

正位钻孔成桩宜采用冲击式钻孔桩机。冲击成桩过程应严格控制桩孔的垂直度, 若发现偏离, 宜在软弱的部位抛入片石或袋装混凝土后再进行成孔作业。其施工方法和技术措施与一般的钻孔灌注桩相同。

如采用该方法处理偏位的摩擦桩, 由于正桩部分与回填孔位重叠, 为防止桩承载力降低, 可采用加深正位桩长度的方法解决。需加深的长度可按所减少的桩周摩擦力经过计算而定。

2 其他处理法

2.1 凿桩顶补强法

对于经过检测发现桩顶混凝土强度低、夹泥松散等缺陷, 而缺陷部位较浅, 如旱地桩在5m以内者, 水中桩在钢护筒深度范围内 (钢护筒没有拔除时) , 可采用此法。用人工凿除缺陷深度范围内的混凝土, 经冲洗和凿毛后, 用不低于原桩身混凝土强度等级的混凝土进行补强处理。

2.2 加固土质法

对于工程类别较低的摩擦桩或摩擦端承桩, 如桩身缺陷较轻微, 或缺陷部位较深而上部有较长的完整桩身可利用, 在经过研究和计算加固桩身周围土体后能明显提高桩周摩擦力的情况下, 可考虑采取此方法。土体的加固可采用钻孔灌压浆和深层旋喷等方法。

2.3 补加桩方法

适用于处理桩身缺陷较深、局部性缺陷, 或偏位的单桩、多桩或群桩, 并且补加桩场地许可的情况。补加桩后原设计单桩承台即成为二桩承台、二桩承台即成为三桩承台等。

2.4 直接正位成桩法

该方法针对处理偏位桩, 并类似于另行成桩方法, 但不需先冲除废桩, 而直接将废桩的桩顶钢筋割除并平整场地, 作为坚硬土体, 采用钻头质量5000kg以上的冲击式钻机直接正位成桩。

由于正桩位与原偏桩位有部分重叠, 正位成孔时要冲除部分旧桩, 因此应在发现桩偏位后尽快实施处理, 在废桩混凝土龄期较短、强度还较低的情况下实施冲孔, 以减小正位成孔的难度。

正位冲击成孔时, 由于土质一边硬一边软, 易发生桩孔偏位和倾斜, 应及时在土质较软的一边抛填片石后再继续冲孔。

2.5 爆破废桩另成桩法

该方法实际为另行成桩法中的一种, 但对废桩的处理不采用冲击式钻机冲除, 而是采用爆破的方法, 而且爆破后无需回填, 经平整处理后, 即可直接正位成桩。适用于深度不大 (常规爆破能炸裂) 的桩基, 应在周围环境许可的情况下采用。

3 结语

对于钻孔灌注桩成桩质量事故, 前述各种处理方法中, 灌浆补强方法成本较低, 速度也较快, 但处理效果难以把握, 往往要再采用可靠方法检验处理效果, 适用于桩身缺陷较轻微和范围较小的情况;另行成桩方法直接干脆, 效果较好, 但成本代价较高, 工期较长, 适用于工程类别较高, 工期较松, 质量事故后果较严重等情况;桩中挖桩方法处理成本与效果介于上述两种方法之间, 采用该方法应采取可靠的安全措施, 适用于桩身直径较大和缺陷部位较浅等情况。

在处理方法的选择方面, 应根据桩身直径、深度及地质等情况, 不仅应考虑各种处理方法的技术可行性、处理效果、成本和工期, 还应考虑工程类别、重要性和客观环境等因素。

摘要：目前, 钻孔灌注桩在国内基础工程领域中已占据重要地位。钻孔灌注桩成桩后常见的质量事故有桩身混凝土离析松散、裂缝、夹泥、断桩和桩位出现偏差等。随着钻孔灌注桩基础的广泛采用, 其检测技术和质量事故的处理方法也在工程实践的探索过程中不断积累和完善。常用的桩基质量检测方法有低应变反射波法、声波透射法和钻孔抽芯法等。

成桩质量 篇9

施工现场准备工作结束, 钻机具备施工条件后。首先是自己就位, 当钻机钻到设计深度后, 原位转20s, 然后提钻将钻头提离孔底大约10cm, 同时开始泵送混凝土, 边提边泵送, 直到桩顶设计标高, 停止泵送, 移钻机到下一桩点孔位。

2 施工中常见的几个质量问题分析

长螺旋钻机钻孔压灌混凝土桩施工过程中经常出现憋钻、断桩、缩颈、夹泥夹砂等质量缺陷, 给施工造成了严重的质量问题。分析其原因, 从客观上看, 混凝土的质量、混凝土泵及输送管路质量和钻机的功能三大部分化成一个统一体, 哪个环节出现问题都会影响成桩质量。混凝土是搅拌站统一标准统一配料搅拌泵车供应, 质量由供应站保证。混凝土泵及输送管路与长螺旋钻机的操作是需要协调的, 它是首个质量控制的关键所在, 有很多问题都是由于二者的不协调造成的。

2.1 憋钻

就是指长螺旋钻机在提升过程中, 混凝土泵送量过大, 提钻具速度太慢, 造成大量混凝土通过钻具钻头被送到桩孔里, 同时在泵压的作用下, 桩孔里的混凝土面向上移动, 将钻头和底部钻具完全包围在其中, 挤压在钻杆和孔壁之间, 致使钻杆突然停止施钻和向上提升移动, 严重时会损坏动力头电机和提升卷扬机, 造成埋钻具和补桩。

2.2 断桩

是指由于提钻太快, 泵送混凝土跟不上提钻速度, 或是相邻桩太近串孔, 或是灌注过程中因意外原因造成灌注停滞时间大于混凝土的初凝时间而造成的桩质量事故。

2.3 缩颈

是指由于提钻太快, 泵送混凝土太慢, 与提钻速度不协调, 或是桩间距太近等因素造成的桩质量事故。

2.4 夹泥夹砂

这种桩质量事故是指由于泵送混凝土时提钻速度过快, 钻头没有堵在混凝土里, 钻头两侧阀门排出的混凝土包裹了塌在孔里的流泥流砂;或是泵送过程中地层没有塌落, 而是钻头阀门排出的混凝土将浮浆包裹而成。

3 施工中的改进措施

综合分析施工中憋钻、断桩、缩颈、夹泥夹砂等几个质量事故所形成的原因, 都与提钻速度和混凝土泵排量配合不协调有关。这是现有长螺旋钻机的共同点。我们对长螺旋钻机的提升速度进行了改进, 取得了满意的效果。

3.1 改进原理

当提钻速度远小于混凝土泵送量时, 造成钻头阀门出口阻力增大, 这时钻杆内和输送管路上混凝土输送压力增大, 在泵送压力的作用下, 混凝土容易发生泌水离析。对于失水失浆的砂、碎石而言, 管道或钻杆的接缝、弯道和粗糙面都会使它的传输受阻并很快挤压密实, 导致堵管。当提钻速度远大于混凝土泵送量时, 就会造成断桩、缩颈夹泥夹砂等质量缺陷。可见, 要克服由于提钻速度和混凝土泵送量的不协调匹配而达到动态平衡, 对于不同直径大小的桩都适应, 就应满足下列条件 (如图1) 。也就是说对于Mm高的桩体, 其等体积的混凝土需要泵送时间t1, 应该等于钻杆提钻Mm所需要的时间t2。

即:t1=MaπD2/4Β;t2=M/υ

又因t1=t2, 得υ=4Β/ (aπD2) , 或Β=vaπD2/4

式中t1——混凝土泵泵送时间, min;

t2——提钻时间, min;

υ——提钻速度, m/min;

B——混凝土泵实际平均输出量, m3/min;

Μ——桩长, m;

a——桩体充盈系数;

D——桩径, m。

原有的长螺旋钻机的主卷扬提钻速度是边加速的, 卷扬机的卷筒转速是一定的, 随着钢丝绳缠绕层数的越来越多, 随之而来的绳速就越来越快, 而且是非匀变速的不可控的。混凝土泵送量虽是可调的, 但也无法与提钻速度相匹配。根据上面的公式可知, 只要限定一个变量, 就可求得与之匹配的另一个变量, 即单绳绳速是可控的。

3.2 改进措施

为了保证在不同桩孔径情况下都能使提钻速度与混凝土泵送量达到匹配平衡状态, 本着实用节约的原则。我们将主卷扬机的电动机更换为一台交流变频电机, 通过编码器速度反馈信号给交流矢量控制系统来完成主卷扬匀速提钻功能。施工前根据桩径的大小、充盈系数和混凝土泵的排量, 选定合适的提升速度, 以满足桩质量要求。经过多个施工现场的使用验证获得了很好的效果。

4 结语

长螺旋钻机提钻主卷扬电机变为交流变频电机, 通过变频装置从根本上改变了原有设备提钻的不匀速性, 满足了提钻速度与混凝土泵送量的匹配性能, 保证了桩的质量, 减少了很多事故, 降低了工程施工造价。同时, 匀速提钻为清理钻具上的残土带来了方便条件, 在钻机护筒的上部安装清土器, 在提钻的过程中将残土都清理在桩孔周围, 一是减少了钻具的离心弯曲, 延长了钻具的使用寿命, 二是给施工带来了安全, 杜绝残土掉下伤人。

摘要：长螺旋钻孔成桩具有成桩速度快、低噪音、无振动、单桩承载力高、工程造价低、综合效益好、适应性强等优点。近几年在全国各地广泛使用。但是该施工方法在施工过程中出现了不少质量问题, 如憋钻、断桩、缩颈、夹泥夹砂等缺陷, 严重影响了工程质量。笔者根据工程施工中积累的实践经验和长螺旋钻机设备的机械性能提出了改进措施。

关键词：压灌混凝土桩,长螺旋钻机,质量问题,改进措施

参考文献

[1]佟建兴, 李静.浅议CFG桩螺旋钻孔管内泵压混凝土成桩法[J].勘察科技技术, 2000 (06) .

[2]刘建军.CFG桩施工中常见问题及治疗控制措施[J].山西建筑, 2003 (09) .

成桩质量 篇10

水泥搅拌桩法加固软土地基是利用水泥浆作为固结剂,通过特制深层搅拌机械,在地基深部就地把土与固结剂强制拌和,使其成为具有较好整体性、水稳性,又能满足强度要求的加固土体,使这些加固土体与天然地基形成复合地基,共同承担上部荷载。

水泥土搅拌桩处理后形成的复合地基,具有经济、快捷、施工工艺简单、机械化程度高、无污染、施工期间不影响周边建筑、施工质量易于保证、处理效果易于检验等优点,适用于处理淤泥、淤泥质土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土,其越来越广泛地应用于高速公路软基处理工程中。

然而,水泥土搅拌桩在国内外的应用表明,有些软土的加固效果较好,而有的不够理想。水泥搅拌桩的成桩好坏,其影响因素是多方面的,包括软土特性、固化剂的种类及掺入量、施工工艺等。固化剂的种类和掺入量、施工工艺等可以根据实际情况,结合室内试验和工艺性试桩进行调整,以达到处理目的。软土特征是不同地区特有的,因此,在不同地区进行水泥搅拌桩的应用,应首先对其适用性展开研究。

2 水泥搅拌桩成桩质量影响因素分析

影响水泥搅拌桩成桩质量的因素很多,但总体来说,主要受软土特性、固化剂(含外掺剂)和施工工艺的影响。

2.1 软土特征对水泥搅拌桩成桩质量的影响

(1)土的含水量

水泥土的无侧限抗压强度随着土样含水量的降低而增大。一般情况下,土样含水量每降低10%,则强度可增加10%~50%。

(2)土的有机质含量

由于有机质使土体具有较大的水溶性和塑性,及较大的膨胀性和低渗透性,并使土具有酸性,这些因素都阻碍水泥水化反应的进行。因此,有机质含量高的软土单纯用水泥加固的效果较差。但目前还没有明确规定不宜单纯用水泥进行搅拌加固的有机质含量值,有的提出不大于1%,有的提出不大于2%[1]。

(3)土的塑性指数

有关研究表明,当粘土的塑性指数大于25时,容易在搅拌头叶片上形成泥团,无法完成水泥土的拌合。

(4)土的PH值

当PH值较低时,粘性土的加固效果较差。有关研究表明,当PH值小于4时,只要掺入百分之几的石灰,通常PH值就会大于12。

(5)土中有关离子的含量

在某些地区的地下水含有大量硫酸盐,因硫酸盐与水泥发生反应时,对水泥土具有结晶性侵蚀,会出现开裂、崩解而丧失强度。另外Mg2+也对水泥土搅拌桩有不利影响。

(6)土中粘土矿物

根据相关室内试验,一般认为水泥搅拌桩对含有高岭石、多水高岭石、蒙脱石等粘土矿物的软土加固效果较好;而对含有伊利石、氯化物和水铝石英等矿物的粘性土加固效果较差。

2.2 固化剂对水泥搅拌桩成桩质量的影响

(1)水泥掺入比

水泥搅拌桩的强度随着水泥掺入比的增加而增大[2,3],当掺入比很小时(<5%),由于水泥与土的反应过弱,水泥土固化程度低,强度离散性也较大。

(2)水泥标号

水泥搅拌桩的强度随水泥标号的提高而增加。相关研究表明,水泥标号提高100号,水泥土的强度约增大50%~90%。如要求达到相同强度,水泥标号提高100号,可降低水泥掺入比2%~3%。

(3)外掺剂

不同的外掺剂对水泥土强度有着不同的影响。如木质素碳酸钙对水泥土强度的增长影响不大,主要起减水作用。石膏、三乙醇胺对水泥土强度有增强作用,而其增强效果对不同土样和不同水泥掺入比又有所不同,所以选择合适的外掺剂可提高水泥土强度和节约水泥用量。

2.3 施工工艺对水泥搅拌桩成桩质量的影响

施工工艺对搅拌桩的成桩质量影响较大[4],如同一种土中,固化剂掺入量相同,采用复搅的办法可明显提高桩体强度。

在含水量很小的松散填土中,搅拌时块状土不能破碎,造成桩体松散,采用注水后上下多次预搅,可保证桩体强度的提高并趋于均匀。

在粘性很大的土中,可能出现搅拌头上形成土团,随搅拌头转动,搅拌不均匀,复搅也不能奏效,只有改变搅拌头的形式才是有效途径。

当搅拌深度超过15~18 m后,在粘性较大的淤泥或其他粘性土中,固化料喷入产生困难,喷搅不匀,影响桩体强度,加大压力改进搅拌头后可提高成桩质量。

因此,水泥土搅拌桩的施工工艺决定着桩体的均匀度和密实度,往往会成为决定桩体强度的主要因素[5]。

综上所述,影响水泥搅拌桩成桩质量的因素众多,因此,只有进行全面深入的分析,才能够查明水泥搅拌桩难以成型的原因,从而有针对性地进行方案优化,以达到预期的处理效果。

3 工程案例

3.1 试验工作概况

贵州某高速公路互通软基段采用水泥搅拌桩(采用水泥:粉煤灰=1∶1外掺剂方案)进行复合地基处理,施工后发现,取芯抗压强度普遍不能满足设计要求,且芯样较破碎。针对上述影响因素,同时考虑到经济性,本文按表1有针对性地展开了研究。

考虑到水泥标号和水泥掺入比两者的相关性,如无特殊需要,可仅做水泥掺入量对成桩质量的影响分析。

3.2 试验结果与分析

3.2.1 软土特征对水泥搅拌桩成桩质量的影响

根据室内试验结果,土样的含水量、PH值、有关离子的含量等均在规范要求的范围内,对成桩质量无明显影响,而土中有机质含量和土的塑性指数是影响该地区水泥搅拌桩成桩质量的主要因素。

(1)土的有机质含量

对该工程5个软土处理区所取土样进行化学试验,上部粘土层共取样11个,机质含量为0.96%~1.96%,平均值为1.47%;下部淤泥质粘土层取样16个,有机质含量为1.18%~3.40%,平均值为1.87%;总体上来看,有机质含量下部大于上部。从现场取芯检测结果来看,下部有机质含量高的淤泥质粘土掺水泥搅拌加固后,取出的芯样松散、成型差、强度低,多呈软-可塑状。

(2)土的塑性指数

从土样的室内试验来看,其塑性指数为14.5~26.5,表明该地区软土具有高塑性指数的特征。从现场施工和取芯来看,容易在搅拌头叶片上形成泥团,无法完成水泥土的拌合,产生水泥富集区和空洞区。

3.2.2 固化剂对水泥搅拌桩成桩质量的影响

(1)水泥的掺灰量与无侧限抗压强度关系

水泥的掺灰量与无侧限抗压强度关系曲线图见图1。

由图1可以看出:水泥土无侧限抗压强度随着水泥掺量的增加而增大,当水泥掺量大于55 kg/m时,水泥土28 d强度随水泥掺入量增加而增长较为显著。

(2)外掺剂与无侧限抗压强度的关系

外掺剂与无侧限抗压强度的关系曲线对比图见图2。

由图2可以看出:龄期为7 d时,不同的外掺剂对强度的影响较明显,在相同掺灰量下外掺粉煤灰、石膏比纯水泥强度增幅明显;龄期为28 d时,强度差异变小。说明粉煤灰和石膏能够提高水泥土的早期强度。几种固化剂对提高搅拌桩强度的作用大小为:粉煤灰>生石膏>纯水泥。

3.3 现场试桩检测结果分析

为了验证室内试验结果,对该工程A处理区25根工艺性试验桩进行工艺及参数试验研究,得到以下结果:

(1)搅拌施工时容易在钻头上形成泥团随搅拌头转动,使得搅拌不均匀,尤其是在喷浆过快时(4搅2喷),还会出现翻浆现象。

该地区软土的高塑性指数是影响成桩质量的主要因素,会导致无法完成水泥土的均匀拌合,产生水泥富集区和空洞区,此现象比较普遍。

(2)按1∶1外掺粉煤灰时,水泥掺灰量不宜超过55 kg/m,灰浆比重宜控制在1.55~1.6;在保证浆液量足够的前提下,应适当加大输浆泵的压力,宜控制在0.2~0.4 MPa,以减少堵管现象的发生。结合室内试验和现场工艺性试桩,该地区仅纯水泥60 kg/m和外掺石膏粉的试桩成型效果稍好。

(3)外掺粉煤灰虽然可以适当提高搅拌桩强度。但由于该地区软土的特殊性导致机械故障率较高,实际施工难度较大。

(4)本地区局部区域软土有机质含量高于其他几个区域,导致水泥搅拌桩强度较低,是影响该地区成桩质量的另一重要因素。

4 结论

(1)水泥搅拌桩成桩质量影响因素众多,掌握不好,往往达不到地基处理的目的。因此,在使用前应根据成桩质量的影响因素,对水泥搅拌桩的地区适用性展开研究。

(2)工程实践表明,影响水泥搅拌桩成桩质量的主要因素是土的含水量、塑性指数和有机质含量等。应根据软土特征,采用不同的外掺剂方案进行室内配合比试验。

(3)本文研究表明,室内配合比试验结果受现场施工的限制,不一定能达到室内试验的结果和效果。本文室内配合比最优方案是外掺粉煤灰方案,但现场容易形成泥团,搅拌不均匀。现场工艺性试桩的结果是决定水泥搅拌桩适用性的最终依据。

摘要：水泥搅拌桩成桩质量影响因素众多,控制不力往往达不到预期效果。在正式施工前应根据成桩质量的影响因素,对水泥搅拌桩的地区适用性展开研究。文章结合贵州某高速公路试验段水泥搅拌桩成桩质量缺陷的研究工作实例,从水泥搅拌桩成桩质量的影响因素出发,制定室内试验和现场试桩方案,结果表明土的含水量、塑性指数和有机质含量等是影响该地区水泥搅拌桩成桩质量的主要因素。

关键词：高速公路,水泥搅拌桩,成桩质量,影响因素

参考文献

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