砂性土中鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點.doc

最新【精品】范文 參考文獻 專業(yè)論文砂性土中鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點砂性土中鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點 摘 要：鉆孔灌注樁是目前國內(nèi)公路橋梁和房屋建筑等土木工程中應(yīng)用最為廣泛的樁基基礎(chǔ)類型之一。鉆孔灌注樁不僅可有效解決抗震、承載等問題，還具備施工噪音小、擠土效應(yīng)低等環(huán)境保護問題。隨著高層建筑的發(fā)展，建筑基礎(chǔ)和樁基深度顯著增加。灌注樁在進入砂性土層時，其成孔和成樁質(zhì)量以及承載力都將受到砂的影響。本文則通過工程實踐所得，對砂性土中鉆孔灌注樁的施工難點進行了分析，著重指出了泥漿系統(tǒng)在保證成孔和成樁質(zhì)量中的重要性，概要總結(jié)了相對應(yīng)的控制措施，可為今后類似樁基基礎(chǔ)的施工和驗收提供借鑒。 關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；砂性土層；泥漿系統(tǒng) 引言 灌注樁是指通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。依照成孔方法不同，灌注樁可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等多種。其中，鉆孔灌注樁因其工藝特點，可不受樁徑和樁深的限制，適用于粘性土、粉土、砂土、填土、碎石類，以及地質(zhì)條件比較復(fù)雜、夾層多和風(fēng)化不均、軟硬變化較大的巖層，故廣泛應(yīng)用于高層、超高層的建筑物和重型構(gòu)筑物中。但由于地下施工的不可預(yù)計因素，加之鉆孔灌注樁的工序繁多，造成其質(zhì)量離散性相對較大，容易出現(xiàn)塌孔、縮孔、孔斜、沉渣過大以及斷樁、夾泥等等質(zhì)量問題，而這些問題之間往往存有很大的關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性，成孔質(zhì)量為首要關(guān)鍵。 數(shù)十年來，圍繞鉆孔灌注樁施工工藝改進和質(zhì)量防范措施的研究較多，但對于超深鉆孔灌注樁方面尚無針對性的實踐經(jīng)驗成果，尤其在樁身進入砂性土層時的施工方面沒有現(xiàn)行的規(guī)范和經(jīng)驗可依。作者通過在某超高層建筑樁基工程中的親身實踐，以及與各位同仁的研究認識到，采用泥漿護壁法成孔的超深鉆孔灌注樁（工藝流程如圖1所示），泥漿性能的好壞對于鉆進成孔、清孔以及鋼筋籠下放等工序環(huán)節(jié)上均起著重要的影響作用。無論對于成孔質(zhì)量還是最終對樁的承載能力的發(fā)揮，泥漿質(zhì)量都是重要因素。 本文即以該超高層建筑的樁基工程實踐為案例，通過改進泥漿循環(huán)系統(tǒng)、設(shè)置除砂設(shè)備和人工造漿等措施來調(diào)整控制泥漿比重、粘度指標(biāo)，從而有效保證了超深鉆孔灌注樁的一次成孔合格率和成樁質(zhì)量。該控制措施和工藝方法可對類似鉆孔灌注樁乃至地下連續(xù)墻施工提供實踐經(jīng)驗。 1.施工工藝與風(fēng)險 1.1工程概況 該超高層建筑位于市區(qū)繁華區(qū)域，為超高層摩天大樓。主樓高度達600多米，地上121層，地下5層，基礎(chǔ)埋深為30余米多。為降低對周邊環(huán)境的影響，工程樁基形式選用了造價較高但施工噪音小、擠土效應(yīng)低的鉆孔灌注樁，在民用超高層建筑中屬首次應(yīng)用。主樓樁基直徑1米，分為A、B兩種樁型，成孔深度分別達86米和82米，單樁承載力特征值均為10000KN。 根據(jù)巖土勘察報告顯示，工程場地地基土在150m深度范圍內(nèi)的土層主要由飽和粘性土、粉性土和砂土組成，自第層起進入砂性土層，其中第層粉質(zhì)粘土層缺失，第層和第層為承壓含水層，相為連通。 1.2 施工工藝 經(jīng)工程前期樁型試驗，主樓鉆孔灌注樁采用了泵吸反循環(huán)施工工藝，即在上部粘土層（25米深度）采用正循環(huán)，而下部砂土層進行泵吸反循環(huán)成孔。一清和二清均采用泵吸反循環(huán)的清孔方式。為了保證在砂層中鉆進的穩(wěn)定性和樁孔垂直度，樁基施工機械為GPS-20型鉆機，具有底盤穩(wěn)、鉆桿剛度大和鉆頭切削能力強等特點。等泥漿系統(tǒng)設(shè)計方面，除按地方鉆孔灌注樁施工規(guī)程中要求的設(shè)置循環(huán)池、廢漿池等以外，特在施工現(xiàn)場安裝ZX-250型泥漿凈化裝置（除砂機），并采用專用膨潤土和外加劑進行人工配制新漿，來適時調(diào)整和保證循環(huán)漿的性能。該工程主樓鉆孔灌注樁施工泥漿系統(tǒng)如圖3所示。 施工過程中，施工單位和監(jiān)理單位嚴格按照工藝和驗收標(biāo)準進行控制，對出江部位以及循環(huán)池的泥漿比重和粘度實施檢測，發(fā)現(xiàn)不符合指標(biāo)要求的及時加入新漿調(diào)配，并定期處理廢漿，保證泥漿循環(huán)系統(tǒng)的正常運作。 2.4 沉渣控制 鉆孔灌注樁在鉆進成孔、清孔以及混凝土澆筑前，砂均包裹和懸浮于在泥漿中。當(dāng)泥漿粘度降低，尤其在泥漿靜置時，沉積更快。經(jīng)理論分析，砂在泥漿中的沉積是一個動態(tài)的過程，與時間和環(huán)境狀態(tài)有關(guān)?，F(xiàn)場實測顯示，在泥漿靜置狀態(tài)下，未經(jīng)循環(huán)除砂過濾，一小時后的孔底沉渣為50cm，兩小時后可達到1.5m。因此，為了減少沉積，應(yīng)同時保證泥漿的性能和正常進出循環(huán)。現(xiàn)場做好每一道工序的組織和搭接，開孔后保持正常連續(xù)施工，尤其在在一清和二清之后，盡快進入和完成下一道工序，切忌發(fā)生較長時間的停頓。否則，必須進行重新清孔，將沉渣清除出孔底。 2.5 樁端注漿 為了進一步保證單樁承載力，控制沉降，該工程主樓樁實行樁端后注漿施工，即在成樁兩天且超聲波檢測后（注漿管與檢測管共用）進行壓降施工。設(shè)計注漿量為4T水泥/根樁，注漿水泥采用P42.5普通硅酸鹽水泥，水泥漿液水灰比0.550.6。樁端注漿終止標(biāo)準采用注漿量與注漿壓力雙控的原則，終止注漿條件為：注漿量達到設(shè)計要求，或者壓力大于3MPa并持荷2分鐘且注漿量達到設(shè)計要求的80%。通過注漿，進一步消除孔底沉渣的不利影響，且由于樁間距較小，壓力注漿引起一定程度的泛漿，可改善樁周土體質(zhì)量，提高樁側(cè)摩阻力，有利于提高樁基承載力。 3.成效分析與對比 通過制定針對性的預(yù)控措施，我們對該超高層建筑鉆孔灌注樁的施工風(fēng)險有了較好的防范。施工過程中，參建各方切實加強了對泥漿系統(tǒng)的管理和實測監(jiān)控。經(jīng)過程工序驗收以及最終樁基質(zhì)量驗收表明，泥漿系統(tǒng)的穩(wěn)定性和泥漿質(zhì)量可有效保證鉆孔灌注樁的成孔質(zhì)量，主要體現(xiàn)在幾下方面： 3.1 一次成孔合格率 該工程主樓鉆孔灌注樁為955根，成孔質(zhì)量檢測比例100%，檢測項目包括有孔徑、孔深、垂直度以及沉渣厚度。經(jīng)第三方檢測，一次成孔合格率達到75%，此抽測比例和一次合格率在類似鉆孔灌注樁施工中均屬較高。 3.2 樁孔垂直度 該工程主樓鉆孔灌注樁成孔垂直度要求為1/1501/300，較規(guī)范規(guī)定的1/100相比要求較高。通過樁機選型、鉆速控制，較好的達到了預(yù)期效果。特別是在一次成孔合格的前提下，減少掃孔和擴孔來達到垂直度要求的現(xiàn)象，措施和成效顯著。如圖5所示。 3.3孔徑和砼充盈系數(shù) 通過成孔質(zhì)量檢測和實際澆筑砼充盈系數(shù)計算，主樓鉆孔灌注樁孔徑偏差符合設(shè)計和規(guī)范要求的0+50mm，大都分布在10501050mm范圍內(nèi)。砼充盈系數(shù)平均為1.12，均控制在1.25以內(nèi)。 3.4 單樁承載力 經(jīng)由第三方檢測單位，對主樓11根試樁進行抗壓靜載測試，均達到設(shè)計要求的26000KN，樁頂沉降量最大值為49.12mm，平均41.27mm。卸載回彈后，樁頂最終沉降量最大值和平均值分別為17.57mm和14.73mm，回彈率最大者達75.3%。樁端累計沉降最大為1.53mm，平均約0.47mm。 4.結(jié)語 通過該超高層建筑主樓樁基工程的實踐，我們認識到，對于進入砂性土層中的鉆孔灌注樁施工，泥漿質(zhì)量受到砂的影響，成孔及成樁質(zhì)量存在極大的風(fēng)險。而泥漿系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能好壞是決定樁基質(zhì)量的關(guān)鍵性因素，應(yīng)加強對泥漿系統(tǒng)的檢查與控制，包括泥漿池容量和分倉設(shè)計、新漿配制以及廢漿排放的及時性等等。成孔過程和清孔驗收時，須做好泥漿性能檢測，控制泥漿比重和粘度，增強其對砂顆粒的握裹力。同時，由于超大直徑和超深鉆孔灌注樁的成孔時間較長，現(xiàn)場還應(yīng)組織好工序搭接，避免停鉆等待事件，從而減少泥漿中砂的沉積時間。除砂處理在保證泥漿性能方面發(fā)揮著重要作用，可以及時過濾掉循環(huán)漿中砂顆粒，有效改善了泥漿比重和粘度。樁端后注漿則大大降低了孔底沉渣過厚導(dǎo)致承載力下降的風(fēng)險，控制了樁端和樁頂沉降。同時，由于翻漿效應(yīng)有效改善了樁側(cè)土體質(zhì)量，一定程度上提高了樁側(cè)摩阻力，提高了樁承載力。 本文對砂性土層鉆孔灌注樁施工所做的分析和總結(jié)，強