【冲孔灌注桩施工工艺探析】 旋挖机钻孔灌注桩

　　摘要：由于冲击式钻孔灌注桩应用范围广、适应能力强,几乎可在所有类型土层中使用,且施工机械设备也很简单、施工工艺成熟、安全性高。而成为目前我国机械钻孔灌注桩中应用最为广泛的方法之一。本文对冲孔灌注桩施工工艺进行简单的分析与探讨。
　　关键词：冲孔灌注桩 原理 施工工艺
　　作为现代建筑物主要的深基础形式之一,冲孔灌注桩是以冲孔机械成孔后,将钢盘笼安放于孔内,再浇筑混凝土最终成桩。此类桩基础具有施工方便、抗震性好、承载力大等明显优点,在工民建筑,特别是高层建筑中被广泛应用。下面就对冲孔灌注桩施工工艺进行探讨。
　　1、冲击灌注桩的成孔工艺原理分析
　　1.1 冲击灌注桩成孔的基本原理分析
　　冲击成孔原理大致如下:用卷场机将冲锤悬吊起来以形成一定势能,通过冲锤自由落体运动所产生的冲力将目标岩层破碎成孔。在成孔过程中,部分破碎渣石挤入孔壁,不能挤入孔壁的渣石则采用掏渣筒,或泥浆浮起法排出,最终成孔的方法。在施工中,每完成一次冲击破碎运行,在钢丝绳上转向装置的带动下,冲锤需转动一定角度以使桩孔规则,或是形成圆形的断面。
　　1.2 冲击灌注桩成孔的特点分析
　　冲击灌注桩成孔的特点体现在以下几个方面:(1)采用冲击法来破碎岩土,能以最小的功率消耗,实现相对较好的破碎效果,同时还可使破碎体积有效减少;(2)采用冲击法成孔能够完成较大直径桩孔的施工;(3)采用冲击成孔法,由于孔中泥浆通常不循环,所以消耗的泥浆用量更少,这对提升施工经济性是有好处的;(4)采用冲击法,施工设备更简单易操作,机械设备故障少、移动灵活方便,且施工参数更易掌握,施工难度不大。
　　2、冲孔灌注桩具体施工工艺分析
　　2.1 冲孔灌注桩施工的工艺流程
　　当前冲孔灌注桩主要施工工艺流程如下:测量放线→桩机就位→护筒埋设→冲击至设计深度→清孔→钢筋笼制作及安装→混凝土导管安装→二次清孔→水下混凝土浇灌。
　　2.2 冲孔灌注桩施工工艺
　　目前冲孔灌注桩施工在高层建筑中应用较多,其施工工艺过程较为复杂,主要施工控制点在造孔过程和成桩过程的控制。
　　高层建筑基础采用冲孔灌注桩时,首先应对造孔的质量予以控制,主要包括桩孔位置偏差控制、桩孔垂直偏差控制、孔径偏差控制,以及孔底沉渣和孔深等问题的控制。在具体的冲孔灌注桩施工过程中,清孔质量需要特别控制的,在在深度达到孔深设计要求时,应保证孔底沉渣的厚度符合以下规定: 摩擦桩≤300mm;摩擦端承桩及端承摩擦桩≤100mm;端承桩≤50mm。为满足这一要求,在施工清孔环节,整个过程不断置换泥浆,直至混凝土浇注为止。
　　冲孔灌注桩施工的具体措施如下:(1)测量放线。在使用经纬仪确定桩位后,在桩中心作上记号,经复核合格后,才能正式开始施工;(2)桩机就位。确认桩位后,在桩机底垫木并放置平稳,以免因桩机不正而导致成孔斜、偏现象;(3)埋设护筒。冲孔灌注桩施工中,护筒通常为4～8mm厚钢板制成而成,内内径为桩径+20cm,高度多为1.5m左右,护筒的上部应开设溢浆孔1～2个,到桩位中心复核确认后,使用粘土将护筒周围回填并夯实,护筒的埋设深度通常为1.2～1.5m;(4)冲击成孔。这是冲孔灌注桩最重要的主要施工环节,也是各种质量事故多发的施工阶段。这环节应特别注意供水与排除泥浆工作的质量,尤其是泥浆排除工作,一但处理不当就可能会对之后的施工环节和最终施工质量产生较为严重的影响;(5)清孔。清孔通常需要进行两次,第一次在冲孔结束后进行,第二次在混凝土浇注前进行。需要注意的是,如果二次清孔间隔时间过长的话,应在两次清孔间增加一次清孔作业;(6)钢筋笼的制作与安装。预先按设计要求制作好钢筋笼。钢筋笼应按预先设计进行制作,为了确保主筋保护层的厚度,在钢筋外侧应焊接钢筋垫圈,为保证钢筋笼位置与设计标高相符,在钢筋笼顶部可焊接两根吊筋,吊筋的长度应为护筒与钢筋笼设计标高之差;(7)混凝土浇注。冲孔灌注桩混凝土的浇注过程基本是在水下完成的,这个环节也需特别注意,一但管理不善,极易出现断桩、裹泥等质量事故。在具体的浇注过程中,相关施工人员对导管的深度与提升速度一定要有效控制。
　　3、冲孔灌注桩施工过程中对可能出现的异常情况及处理措施
　　3.1 冲孔不正的处理措施
　　当施工中遇到冲孔孔身弯曲、偏斜时,通常可在出现偏斜部位反复使用冲锤进行扫孔,以使冲孔归正。对于偏斜情况较为严重的,则需用片石回填到偏斜处1m以上,之后再重新冲进。
　　3.2 坍孔的处理措施
　　通常只要依据相关规范进行正确施工,坍孔现象是能够有效减少的。但当施工中遇到坍孔现象时,也不要着急,应在对坍孔原因认真分析的基础上,及时进行合理处治。对并不十分严重的坍孔,可以回填到坍孔位置以上,然后通过加高水头、改善泥浆性能和将护筒埋深等措施继续予以冲进。当坍孔现象较为严重时,则应马上把全部冲孔用粘土回填,并暂停施工,待查明坍孔准确原因后,采取相应的措施重新进行冲孔施工。对坍孔部位并不深的情况,可通过深埋法把护筒周围夯实后,再重新进行冲孔作业。
　　3.3 扩孔缩孔
　　遇有扩孔、缩孔时,应采取防止坍孔和冲锤摆动过大的措施。缩孔是冲锤磨损过甚、焊补不及时或因地层中有遇水膨胀软土、粘土层泥岩造成的。对前者应及时补焊冲锤,对后者应用失水率小的优质泥浆护壁。对已发生的缩孔,宜在该处用冲锤上下反复扫孔以扩大孔径。
　　3.4 冲孔漏浆
　　冲孔漏浆时,如护筒内水头不能保持,宜采取将护筒周围回填土筑实、增加护筒埋置深度、适当减小水头高度或稠泥浆、倒入粘土慢速冲击等措施;还可填入片石、碎卵石土,反复冲击以增强护壁。
　　3.5 糊钻、埋钻
　　此类现象常现于冲击钻进中,遇此应对泥浆稠度、钻渣进出口、排渣设备进行检查计算并控制适当的进尺。若已严重糊钻,应减小冲程、降低泥浆稠度并在粘土层上面回填部分砂、砾石。遇到坍方或其他原因造成埋钻时,应使用空气吸泥机吸出埋钻的泥砂,提出冲锤。
　　3.6 卡钻
　　此类现象常发生在冲击钻孔,卡钻后不宜强提,只宜轻提,轻提不动时,可用小冲击钻锥冲击或用冲、吸的方法将冲锤周围的钻渣松动后再提出。
　　4、结语
　　冲击成孔灌注桩法在我国工民建筑中的应用范围十分广泛。但如果施工工艺不够规范,质量控制措施不够严格,或是施工管理出现问题均可能对建筑基础施工构成较大威胁。因此,深入探讨冲孔灌注桩施工工艺,不断提升施工质量具有十分重要的现实意义。
　　参考文献
　　[1]赖红连.《浅析冲孔灌注桩施工技术及质量控制》[J].广东科技,2011(22).
　　[2]曾义恩.《冲孔灌注桩常见质量缺陷分析及其防治策略探析》[J].中华民居,2011(11).

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