码头工程钻孔灌注桩质量控制研究

1 进场原材料须符合规范及设计要求

(1)砼中所用的水泥、骨料、外加剂和水等须符合规范和设计的规定。

当水泥进场时,应附生产厂家质量保证书,以表明这批水泥的品种和标号经过试验与分析并符合标准;骨料最大粒径:卵石不大于40mm,碎石不大于25mm,且不大于导管直径的1/6和钢筋间距的1/4,以免因堵管而导致砼灌注中断而断桩,而且合理的骨料粒径使砼的和易性更好;砼所用的砂、卵石(碎石)的含泥量及其有害杂质的含量、压碎值等进行检测,检测合格后方可使用。

(2)钢筋进场时须对钢筋抗拉、抗弯、抗剪强度及钢筋焊接性能进行检测,各项指标经检测合格后方可使用。

2 砼的配合比必须符合规范及设计要求

砼在灌注前必须进行配合比设计及试验,配合比设计采用试验计算法。根据试验确定水灰比、用水量、水泥用量及砂石用量,再根据配合比和施工要求的坍落度,经试拌校正,得出经济合理的配合比。按确定的配合比制作试件,根据指定的要求,对砼强度、抗冻性和抗渗性等进行试验校核。施工中严格按确定的配合比进行配料,如在施工中改变部分或全部配料的比例,均会对砼强度造成影响。

3 施工过程中的质量控制

3.1 放样

根据图纸进行测量放样时,首先放出桩的中心点(单排桩及边桩偏差不允许大于50mm,群桩的中间桩偏差不允许大于l00mm,桩的倾斜度小于1%),并打设附桩进行保护,放出桩的中心后埋设钢护筒,并利用附桩对护筒埋设的平面位置进行检测,用吊线锐对埋设钢护筒的垂直度进行检测,若偏差过大,不符合要求,需将钢护筒拔起重新埋设,直至符合要求为止。护筒埋设完毕后将钻机就位,钻机就位后,为防止桩偏位将机架固定避免机架滑移,钻杆的中心线必须调至与桩中心线同一轴线上。为防止桩身倾斜,开钻前必须将钻机平台调水平(或将钻杆导架调垂直)。在成孔过程中若遇到孤石,应采用可预爆或高低冲程交替冲击,将孤石击碎或挤人孔壁。若孔位偏移或桩身倾斜过大,对于钻进成孔利用粘土将孔回填,回填后重新成孔。钢筋笼搬运和吊装时,应防止变形,安放时要对准孔位,应使钢筋笼与桩的中心在同一轴线上,并避免碰撞孔壁,就位后应立即予以固定。

3.2 清孔的质量控制

采用回旋钻成孔时,成孔后可利用钻机先进行清孔,待沉碴基本清除干净后(沉碴厚度不大于50mm)下放钢筋笼和导管。下放钢筋和导管时应避免钢筋或导管碰及孔壁,以免孔壁泥土塌落,导管安装完毕后,继续进行清孔,直至孔底沉碴清除干净后立即进行砼灌注。孔底沉碴是否清除干净,可根据终孔孔深及清碴后孔深进行比较判定。对于进人基岩的桩基还可通过手感法判定,用测绳悬吊一铁块,将它吊人孔底,上下提动铁块,若感觉到比较清脆的铁块碰到石头的响声,说明沉碴已清除干净,若提动铁块时有种粘附的感觉说明沉碴没有清除干净。清孔后必须立即进行砼灌注,否则泥浆中的泥砂会沉淀至孔底,清孔后同时需保证泥浆浓度的水头高度,否则会导致塌孔,使孔底沉碴堆积。

3.3 垮孔及塌孔的控制

垮孔及塌孔产生的主要原因是护筒埋设不够深,泥浆浓度低、水头过小而引起的。埋设护筒的方法可采用打人法或挖埋法。护筒埋设深度不宜小于1.0m(回旋钻成孔法),且一般需高出地面0.3m~0.4m,或高出地下水位1.5m以上,并须使孔内水头经常稳定以利护壁。在钻进过程中,泥浆的比重及泥皮厚度随不同的地质情况及成孔方式进行调整。钻进成孔时,排碴时泥浆比重宜控制在1.1~1.2,在易塌孔的砂土和较厚的夹砂层中成孔时,泥浆比重宜控制在1.1~1.3。在穿过卵石层或贝壳层时,泥浆比重宜控制在1.3~1.5。泥皮厚度在采用正循环钻进时控制在2 m m左右,采用反循环钻进时宜控制在3mm左右。

3.4 钢筋笼的质量控制

若钢筋笼过长,可分段制作,然后逐段吊人桩孔之中,采用焊接将上下两截钢筋笼连接,当采用单面焊时,焊缝长度不小于钢筋的8d~10d,当采用双面焊时,焊缝长度不小于钢筋的4d~5d,接头需错开,同一截面接头宜小于50%。钢筋笼制作时,根据设计要求校核所用钢筋的型号及直径,并按设计的间距及根数进行绑扎。加强筋与主筋宜采用焊接,并需注意加强筋的密度,以避免钢筋笼变形,螺旋钢筋与主筋宜用铅丝绑扎,尽量避免点焊,以免将钢筋烧伤并减少钢筋的有效截面。

3.5 砼灌注质量控制

砼灌注时严格按设计配合比进行配料搅拌,灌注用砼强度应比设计砼强度高一等级标号(如本工程设计砼等级强度为C25,浇筑时砼强度采用了C30),并且所用T4必须和易性好。为保证砼有足够的流动性,砼坍落度宜控制在16cm~22cm。在砼灌注时应做好灌注记录,初灌砼量必须保证导灌管埋设50cm以上,灌筑过程中停置时间不宜过长,否则孔内砼面将会初凝,同时随时测量砼面高程及导管底高程,计算出砼埋管深度,使每次拔管后,埋管深度控制在1.0cm~1.5cm,为增加灌注桩砼的密实度,在拔管时可将导管上、下抖动。如果灌浆时管底脱离孔内砼表面,会使桩身存在有泥浆夹层而产生断桩现象,或者不能连续正常浇筑,也会产生这种现象。为保证砼能连续顺利地浇筑必须从砼配料、拌和及施工组织等方面加以控制,首先从一开始进行砼配料、拌和时严格把好关。砼配料必须严格按设计配合比进行配料搅拌,如砼级配不好及搅和时间不够会造成砼的离析,影响砼的灌注质量。其次加强施工组织控制:(1)为确保灌注桩浇筑的连续性,必须配备备用发电机,以防因停电时间过长而不能连续灌注导致断桩,所以砼浇筑时为防止断桩最主要的一点就是要确保砼连续灌注。当然因塌孔等原因也会导致断桩,但这种现象在砼灌注时出现概率较小;(2)砼浇筑时控制好泥浆的浓度。在进行砼灌注时,如泥浆浓度过大有可能使桩身产生颈缩现象,因此应将泥浆稀释,但同时又不要因泥浆浓度偏低而引起垮孔,垮孔也可能会使桩身产生颈缩现象;(3)桩头处理:桩顶不得偏低,桩头泛浆部分应凿掉并清除干净,其凿掉的高度应保证凿桩断面以下砼的质量符合设计要求。

4 经验及体会

(1)灌注桩的施工应根据所在工程地点周围环境及地质情况选择合适的成孔方法,而工程地质的不尽相同直接影响着灌注桩的施工质量,所以在施工前首先了解工程地点的土质变化规律及地下水、潮汐情况,再制定具体的施工方案。

(2)在工程实施过程中,从施工准备前的材料进场、施工放样、施工准备钻孔、清孔、成孔检验、安放钢筋笼、灌注砼等应严格控制,以使灌注桩质量得到有效控制。在灌注桩施工中,最容易出现桩基偏位过大、桩身颈缩、断桩、塌孔等质量问题,一旦出现以上问题,应分析形成原因,并及时采取措施,以确保灌注桩的施工质量。

灌注桩在建筑工程中的应用较广泛,施工中振动较小,但是受地质的影响较大,特别是在地质较复杂的地区,灌注桩工程质量不太好控制,这给工程施工质量控制及管理带来了一定的难度,需要在以后的工程实践中不断探索、总结灌注桩质量控制更有效的方法。

摘要：本文笔者基于长期从事码头工程的相关工作经验,以钻孔灌注壮的质量控制为研究对象,以施工流程为线索,分析了整个流程如何对对控制灌注桩的质量,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华与技术经验总结,在探讨质量控制的同时,对整个施工流程也进行了详细的剖析,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：码头工程,钻孔灌注桩,质量控制,施工过程