土建工程桩基施工技术探析

'土建工程桩基施工技术探析　　摘要：桩基础是深基础的一种形式，由基桩和连接于桩顶的承台组成具有承载力高、沉降小、稳定性好的特点，而灌注桩就是一种常用的就地成型的桩，直接在桩位上成孔，然后灌注混凝土或钢筋混凝土而成。随着科学技术的发展，钻孔灌注桩在土建施工中被广泛应用，在我国钻孔灌注桩设计及施工水平也得到了长足的发展。本文首先说明了我国土建工程桩基施工技术的现状及桩型选择的原则，然后从六大方面详细探讨了土建工程钻孔灌注桩施工技术要点，最后对其施工中常见技术问题及防治对策进行了阐述。关键词：土建工程；桩基；钻孔灌注桩；清孔；卡管Abstract:isaformofdeepfoundationpilefoundation,thepileandtheconnectiontoofcapsonthetopofthepilehashighbearingcapacity,smallsettlementandgoodstabilitycharacteristics,andfillingpileisacommonlyusedinsituformingpile,directlyonthepilelocationintoahole,thenpourconcreteorreinforcedconcrete.Withthedevelopmentofscienceandtechnology,iswidelyusedincivilconstruction,boredpilesinourcountryonthedesignandconstructionofbored9 pileslevelalsogotrapidprogress.Atfirst,thispaperillustratesthepresentsituationofourcivilengineeringpilefoundationconstructiontechnologyandthechoosingprincipleofpiletype,andthenfromsixaspectsofcivilengineeringconstructiontechnologyofboredpilesisdiscussedindetailpoints,thecommontechnicalproblemsandcountermeasuresintheconstructionareexpounded.Keywords:civilengineering;Pilefoundation;Boredpiles;Holecleaning;Stuckpipe中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)我国土建工程桩基施工技术的现状及桩型选择的原则（一）我国土建工程桩基施工技术的现状我国幅地辽阔，工程地质与水文地质条件复杂多变，东部与中西部地区经济发展不平衡，各类工程要求又不相同。大量施工实践表明，我国常用的各种桩型从总体上看，具有以下特点：9 大直径桩与普通直径桩并存；预制桩与灌注桩并存；非挤土桩、部分挤土桩与挤土桩并存；在非挤土灌注桩中钻孔、冲抓成孔与人工挖孔法并存；在挤土桩中锤击法、振动法与静压法并存；在部分挤土灌注桩的压浆工艺法中前注浆桩与后注浆桩并存；先进的、现代化的工艺设备与传统的、较陈旧的工艺设备并存等等。由此可见，各种桩型在我国都有合适的地层土质、环境与需求，也有发展、完善和创新的条件。（二）土建桩基施工桩型的选择“因荷载制宜”即上部结构传递给基础的荷载大小是控制单桩承载力要求的主要因素。“因土层制宜”，即根据建筑物场地的工程地质条件、地下水位状况和桩端持力层深度等，通过比较各种不同方案桩结构的承载力和技术经济指标，选择桩的类型。“因机械制宜”，即考虑本地区桩基施工单位现有的桩工机械设备；如确实需要从其他地区引进桩工机械时，则需要考虑其经济合理性。“因环境制宜”，即考虑设桩过程中对环境的影响，例如打入式预制桩和打入式灌注桩的场合，就要考虑振动、噪声以及油污对周围环境的影响；泥浆护壁钻孔桩和埋入式桩就要考虑泥水、泥土的处理，否则会造成对环境的不利影响。“因造价制宜”，即采用桩型，其造价应比较低廉。“因工期制宜”，当工期紧迫而环境又不允许，可采用打入式预制桩，因其施工速度快；再如施工条件合适，也可采用人工挖孔桩，因该桩型施工作业面可增多，施工进程也较快。土建工程钻孔灌注桩施工技术要点9 （一）钻孔机的安装与定位安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响。因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，在垫上钢板或枕木加固。为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护简中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。对准桩位后，用枕木垫平钻机横粱，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。（二）埋设护筒钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。（三）泥浆制备9 钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。（四）钻孔钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用)，还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时，附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应实事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰，一般可采用的顺序钻孔。（五）清孔钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成装置量与桩身曲直。为此，除了钻孔过程中密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。9 　　对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；当孔壁不易坍塌时，不大于20cm。2、对于柱桩，要求在射水或射风前，沉渣厚度不大于5cm。3、清孔方法视使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣简等清孔。其中用吸泥机清孔，所需设备不多，操作方便，清孔也较彻底，但在不稳定土层中应慎重使用。（六）灌注水下砼砼灌注分为首批砼灌注与后续砼灌注及后期灌注三个过程。在前一过程中，砼灌注量与泥浆至砼面高度，砼面至孔底高度，泥浆的密度，都与导管内径及桩直径有关。孔径越大，首批灌注的砼量越多。由于砼量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，首批砼在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满砼，甚至漏斗内还有部分砼，此时应稍拉导管，晃动漏斗，以便迅速向漏斗加砼，这样能使砼顺利下滑至孔底，下满后，继续向漏斗加入砼，进行后续灌注。在后续灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的砼下落后，应当牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入砼。钻孔灌注桩施工中常见技术问题及防治9 （一）孔壁坍陷钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。其造成原因是土质松散，泥浆护壁不好，护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。其防治措施为：在松散易坍的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和粘度，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。成孔后，尽量减少待灌时间，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。（二）缩颈缩颈即孔径小于设计孔径。其造成原因：塑性土膨胀或冲击钻钻孔时遇岩石锤头磨损变小的原因。9 其防治措施为：采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。对于遇到岩石的情况，应经常检查冲击钻的锤头直径及外形，如由变化应及时进行修补或整形。（三）卡管水中灌注混凝土过程中，无法继续进行的现象。其造成原因：初灌时，隔水栓堵管；混凝土和易性、流动性差造成离析；混凝土中粗骨料粒径过大；各种机械故障引起混凝土浇筑不连续，在导管中停留时间过长而卡管；导管进水造成混凝土离析等。其防治措施：使用的隔水栓直径应与导管内径相匹配，同时具有良好的隔水性能，保证顺利排出。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。水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过实验室确定，坍落度宜为18-22cm，粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4，且应小于40mm。为改善混凝土的和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性，导管使用前应试拼装、试压，以避免导管进水。在混凝土浇筑过程中，混凝土应缓缓倒入漏斗的导管，避免在导管内形成高压气塞。（四）埋管导管不能从混凝土中提出,我们称之为埋管。其造成原因有导管埋深过大，灌注时间过长、混凝土已初凝，塌孔严重等原因。埋管轻则损坏导管，重则毁桩。因此灌注时间尽量不要太长，导管埋深要严格控制在2m～6m范围内。9 其防治措施为：一旦发生埋管，可先卸掉料斗，用卷扬机或吊车直接吊拉导管。吊拉时应全力、小幅、间隔、快速提动导管，不可猛提硬拉，待导管活动开后再提卸。一般经过这样折腾后的导管尤其是法兰变形严重，应检修并做水密实验，合格后再用。结语综上，钻孔灌注桩施工技术土建工程的质量保证有重要的意义，因此，在其施工过程中，要严格控制和管理钻孔灌注桩施工质量，确保施工工序的顺利进行，保证成桩的质量，从而促进土建桩基工程施工的质量，实现土建工程的快速发展。参考文献[1]丁育南，朱伟强，戚启明．钻孔灌注桩基础施工质量监控要点[J]．施工技术，2006.6.[2]单慧平.浅谈钻孔灌注桩施工管理与质量控制[J].中小企业管理与科技(上旬刊)，2011.4.[3]黎国安.关于钻孔灌注桩施工中常见问题及处理措施的探讨[J].科技创新导报，2010.2.9'