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冲击成孔灌注桩基础施工质量控制
摘要:冲击成孔灌注桩是采用长螺旋钻机或潜孔锤在指定位置由上而下进行冲击,可将坚硬岩石层破碎成孔,最后进行混凝土浇筑成桩。就多数高层建筑工程而言,冲击成孔灌注桩工艺能为其带来较高的施工安全性和较快的施工速度,且该工艺受恶劣天气影响较小,因此在建筑工程中应用较为广泛。但该工艺存在施工环节复杂、施工质量及隐蔽性难以把控的缺点,在冲击过程中可能出现坍塌现象、直径变化、混凝土浇筑断层等现象。本文主要分析在冲击成孔灌注桩施工全过程中如何把控施工质量,提出针对性措施。
关键词:冲击成孔灌注桩;施工质量;控制措施
冲击成孔灌注桩除受天气影响较小外,使用的机械钻机具有强大冲击力能够破碎坚硬岩石层面,因此可适用于不同地质条件的工程,如硬质岩石、软质岩等,且所用机械设备数量较少,操作简单易上手。随着建筑、公路工程数量的增加,对于工程质量的控制提出新要求。
一、施工准备阶段控制
冲击成孔灌注桩使用机械设备种类较少但由于施工步骤繁多复杂,因此在施工前需进行充足准备,应对工程所处地域进行详细调查,勘察水文地质条件,了解当地气候,本文以青岛市某建筑工程为例展开分析。该施工单位在施工前对当地地质条件进行勘察,基于此可进行施工方案设计,根据场地地质条件按照设计要求,桩基形式采用干成孔钻孔灌注桩,性质为嵌岩桩,桩端持力层进入花岗岩。在施工开始前,应明确施工所用工艺和技术,并核查操作人员技术水平和工作经验,选择专业素养较高、经验丰富的技术人员,减少由于操作失误对施工质量造成的影响。此外,施工人员需熟悉了解施工图纸,并明确图纸标注的含义,根据方案对整体施工进行细分规划,并能按照实际施工情况进行灵活调整,若出现意外情况,立即采取措施进行解决。最后,应控制整体施工进程在规定期限内完成,且施工质量符合预期要求。工程设计师应对冲击成孔灌注桩施工方案进行交底,帮助施工人员了解详细施工步骤,工程注意事项和建筑特点,并制定相应的施工流程。若出现问题不能凭借个人经验解决,应当按照制定方案进行解决。
制定好施工方案后,清理施工现场并按照设计图纸中的比例和现场的地质情况在施工场地中确定桩位的具体位置,对确定位置的桩位进行测试并记录,等待检测结果通过审核后才能正式开始施工。一般来说,冲击成孔灌注桩可能需要多个桩基同时进行冲击施工,因此桩基之间应相隔一定距离,保证同时施工时各个桩基周围地面不会受到彼此干扰,通常保留四米的距离进行成孔,减少桩基坍塌和成孔直径缩减的现象,并对成孔进行实验。在完成清孔工作后未能及时灌注混凝土、钻孔附近有机械设备振动等原因都可能造成塌孔现象,预防措施为防止大型机械在成孔部位移动、成孔后如长时间为进行混凝土浇筑,浇筑前应进行成孔桩长的检测,对比刚成孔时的测量记录,防止少量塌孔而未发现直接浇筑造成的质量问题。
二、钻孔阶段控制
(一)桩位距离控制
一般来说桩位应按照施工设计图上的位置在施工现场还原比例确定,桩基距离的确定也应在冲击施工开始之前确定,此外,由于该工程施工步骤复杂,在实际施工过程中,可能出现外界因素干扰导致原本桩基距离与实际设计距离产生偏差,即使如此也应按照方案中的规定距离进行定位,再结合实际情况略加整改。
(二)桩身垂直度控制
使用校验合格的GPS,首先测放出中心桩位,然后采用二次放线法,先在地面测放出控制桩位,再复核精确测放桩位,确认合格,保证桩位偏差符合规范要求。
钻机就位要准确,首先将套桶对位,调平钻机,再对点,再调平,直到在钻机底盘水平、钻架垂直,且钻架天滑轮锤头与桩位三点成一线时,方可允许开钻。严格控制桩顶标高和单桩混凝土灌入量,保证桩径稳定。
(三)钻进速度控制
在冲击成孔灌注桩施工过程中,对于钻机和钻孔在土层进行冲击中的速度要求应满足预计施工效果,一般需要保持较快速度,使得钻孔时间缩短,保障成桩后的施工质量。但需注意在某些阶段应调慢钻孔速度,如长螺旋钻机进行土层引孔施工时钻机钻头部位准确对准桩位,因不同位置条件会产出不同硬度土层刚刚接触土层时因降低桩机钻孔速度,速度过快会造成钻头中心点偏移点位。锚杆机要达到预计深度时,都应降低钻机速度,确保桩端嵌岩深度。同时,不同区域的不同地质条件需要保持不同的钻机速度,否则会出现成孔收缩现象。
(四)做好清孔工作
冲击成孔灌注桩技术在实施过程中,由于钻机的强大冲击力将岩石层面破碎成孔,冲击搅拌留下的碎石和泥渣会落入孔底,因此应在成孔完成后及时清理孔底残留碎渣,否则会影响灌注桩的承载能力。在清洁孔底时,需要进行两次清孔操作:在钻机达到设计图纸的指定嵌岩深度完成钻孔时,将钻孔机继续放置在孔内利用其钻头自带高压空气进行清孔,确保桩底沉渣厚度小于50mm并且符合规范要求。首次清孔的工作质量和效率会影响到整体灌注桩施工中质量,且利用钻机清孔的冲击力更强,因此清洁彻底,而第二次清孔是采用直径较大的导管插入孔中进行清洁,冲击力较小无法达到较好的清洁效果,还可以通过延长清孔时间来达到提高清孔工作质量的目的。
(五)混凝土浇筑质量控制
浇筑前对混凝土配比、等级进行检验,混凝土运输浇筑过程中不可加水,在浇筑前清理孔内杂物,并使其温度保持在5-35℃。浇筑过程中保持混凝土本身的密实度与均匀度,由于桩身长度普遍过长,浇筑时应当使用导管进行浇筑防止混凝土在自由落体过程中产生离析现象。且浇筑过程中应防止钢筋笼或浇筑导管碰撞孔壁,避免因碰撞孔壁造成孔壁泥土或岩石掉过至孔底及混凝土面上造成夹渣,严重将会造成桩身断层情况。
(六)桩基成孔质量检测
桩基的验收于检测应满足《建筑桩基技术规范》第9章和《建筑桩基检测技术规范》JGJ106-2014的要求,对于灌注桩的成孔直径和桩基的垂直度、承载力的把控将直接影响后面的工作,如钢筋笼的安放控制保护层厚度,桩基承载力是否满足要求等。因此冲击成孔灌注桩施工工程必须保障成孔直径与桩基垂直度、承载力符合施工要求。一般来说,桩基垂直度检测可采用钻杆测斜法、测斜仪等。成桩质量检测一般采用低应变检测法、钻芯法及单桩竖向承载力检测判定桩身完整性类别检测,检测结构符合规范及设计要求后方可进行后续主体结构施工。
结语:
目前,在建筑工程中冲击成孔灌注桩施工工艺应用较为广泛,且能为工程提供安全保障,缩短施工时间节约工程成本。随着冲击成孔灌注桩技术的发展,工艺逐渐趋于成熟,但在施工过程中由于施工人员对该技术了解不彻底、操作水平不足导致施工质量较差,且管理人员未按照设计图纸制定施工方案,在出现问题时凭借经验解决,背离施工方案和设计图纸,导致灌注桩质量较差。因此,为了提高灌注桩施工质量,应在施工前准备所需资料物料,严格按照设计方案实施,提高施工人员技术水平和专业素养,熟悉设计图纸和施工步骤,具有较丰富的施工经验,能根据实际问题采取相应措施及时解决。
参考文献
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作者简介:王耀(1999年-),男(汉族),籍贯:贵州贵阳,学历:本科,专业:土木工程。
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