冲孔灌注桩施工技术在工程中的应用

2010-05-12王忠河

天津建设科技 2010年5期

关键词：冲孔护壁粘土

□文/王忠河

冲孔灌注桩施工技术在工程中的应用

□文/王忠河

文章以实际工程为例，介绍了冲孔灌注桩施工技术的施工要点及突发异常情况的处理方法。

冲孔灌注桩；混凝土；施工技术

工程概况

海阔天空男爵公馆位于海南省琼海市博鳌镇北侧，建筑占地面积48000m2。主体建筑为5栋小高层，设1层地下室。中风化花岗岩作为桩端持力层。场地内分布的地层有新近人工填土层、第四系全新统海相沉积土、中生代燕山期花岗岩及其风化残积土、海陆交互相沉积层及第四系残积层，共6个工程地质层，下伏基岩为中风化花岗岩。基础质地较硬并伴有砂质层，按以往施工方法进行较难成孔，因此项目基础决定采用冲孔灌注桩，桩径φ800mm，共483根。

施工要点

护筒埋设

（1）护筒埋设应准确、稳定、护筒中心与桩位中心的偏差≯50mm。

（2）护筒可用6mm厚钢板制作，冲孔时内径应大于钻头直径200mm，上部宜开设1～2个溢浆孔。

（3）护筒的埋设深度。在粘性土中不宜＜1.0m；在砂土中不宜＜3m。护筒下端外侧应采用粘土填实；其高度应满足孔内泥浆面高度的要求。

（4）受水位涨落影响，护筒应加高加深，必要时应打入不透水层。

泥浆护壁

（1）泥浆池选择在桩孔附近地势较低处，上面垫塑料布并在四周用土筑堤以防止泥浆渗漏污染，泥浆沉淀满足施工要求后方可循环利用。

（2）泥浆制备应选用高塑性粘土或高岭土，泥浆应根据施工机械、工艺及穿越土层情况进行配合比设计。一般回填的棕色亚粘土可自行造浆，泥浆密度控制在1.2～1.4kg/m3为宜，中砂层或者是碎石土层冲进时泥浆密度应适当增大，根据以往经验应控制在1.3～1.5 kg/m3为宜，以增强护壁的稳定性；在风化岩层中冲进时，泥浆密度以满足浮碴为宜，还要保证上部中砂层的孔壁稳定。接近终孔灌注泥浆不能太稠，应适当降低泥浆密度，保证灌注质量满足规范要求。

（3）砾质粘性土层中冲进时，因其含粗粒、粒砾较多，所以自行造浆质量不高，应另进行造浆护壁。粘土要求选用造浆率高的高塑粘土，用冲锤自行造浆。

（4）施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0 m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上。因该地区砂层较厚施工过程中失水较多，要及时补充泥浆，控制液面保持液柱压力。如使用3PN泥浆泵正循环泥浆排碴护壁，可通过护筒排水口的高低来控制泥浆液面的高度。

冲击成孔

（1）成孔设备就位后，必须平整、稳固，确保在成孔过程中不发生倾斜和偏移。应在成孔钻具上设置控制深度的标尺并应在施工中进行观测记录。

（2）开孔时应低锤密击，当表土为细砂或软弱土层时，可加粘土块夹小片石反复冲击造壁，孔内泥浆面应保持稳定。

（3）在各种不同的土层、岩层中成孔时，可按照表1的操作要点进行。

表1 冲击成孔操作要点

（4）进入基岩后应采用大冲程、低频率冲击，当发现成孔偏移时，应回填片石至偏孔上方300～500mm处，然后重新冲孔。

（5）应采取有效的技术措施防止扰动孔壁、塌孔、扩孔、卡钻和掉钻及泥浆流失等事故。

（6）每钻进4～5m验孔一次，在更换钻头前或容易缩孔处均应验孔。

（7）进入基岩后，桩端持力层每钻100～300mm时，应清孔取样一次并记录。

（8）排渣可采用泥浆循环或抽渣筒等方法，当采取抽渣筒排渣时应及时补给泥浆。

（9）冲孔中遇到梅花孔、塌孔及护筒周围冒浆、失稳等情况时，应停止施工，采取有效治理措施后方可继续施工。

清孔和终孔检查

（1）当成孔达到要求深度后，对孔深、孔径、孔位、沉渣及孔形进行检查。

（2）终孔倾斜度检查。采用外径等于钢筋笼直径加10cm，长度≮4D～6D（D为钢筋笼直径）的钢筋检孔器吊入孔内检测。

（3）终孔检查后应迅速清孔，不可停歇过久导致沉渣过多。成孔达到设计深度，灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度≯50mm。

（4）用铅锤和带刻度标记的测绳测量沉渣并将测量值填入终孔检查记录，办理相关签证手续。

（5）不易塌孔的桩孔可采用空气吸泥清孔；稳定性差的孔壁应采用泥浆循环或抽渣筒排渣。

（6）清孔采用3PN泥浆泵正循洗孔。在清孔过程中应不断置换泥浆，直至满足水下混凝土灌注的要求。灌注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆相对密度应＜1.25；粘度≯22Pa·s。

（7）在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施，及时做好泥浆补给，尽可能成孔后及时请有关责任单位验收并及时组织灌注，辟免失水过多、泥皮过厚脱落造成塌孔。

钢筋笼制作及安装

（1）钢筋笼制作。分段制作的钢筋笼接头采用焊接式；加劲箍宜设在主筋外侧，因施工工艺有特殊要求时也可置于内侧；导管接头处外径应比钢筋笼的内径小100mm以上。

（2）钢筋笼安装。搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形；安放应对准孔位，避免碰撞孔壁和自由落下，中心偏差不得＞5cm，就位后应立即固定。

灌注水下混凝土

钢筋笼吊装完毕后，应安置导管二次清孔并进行孔位、孔径、垂直度、孔深、沉渣厚度等检验，合格后应立即灌注混凝土；应尽快灌注桩芯混凝土，采商品水下混凝土；水下灌注混凝土必须具备良好的和易性。配合比应通过试验确定：坍落度宜为180～220mm；水泥用量不应少于360kg/m3，含砂率宜为40%～50%并选用中粗砂；粗骨料的最大粒径应＜40mm且不得大于钢筋间最小净距的1/3并掺适量外加剂。灌注水下混凝土的质量控制应满足下列要求。

（1）开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为 300～500mm。

（2）应有足够的混凝土储备量，导管一次埋入混凝土灌注面以下≮0.8m。

（3）导管埋入混凝土深度宜为2～6m。严禁将导管提出混凝土灌注面并控制提拔导管速度，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差，填写水下混凝土灌注记录。

（4）灌注水下混凝土必须连续施工，每根桩的灌注时间应按初盘混凝土的初凝时间控制，对灌注过程中的故障应记录备案。

（5）应控制最后一次灌注量，超灌高度宜为0.8～1.0m，凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。