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超流态混凝土压灌桩施工控制要点及工程应用

    一、超流态混凝土钻孔灌注桩的施工工艺及特点

    超流态混凝土钻孔灌注桩是利用钻孔泵注混凝土成桩方法来完成的。它的基本工艺是: 利用长螺旋钻机,在设计孔位处钻至设计深度在提钻的同时,通过设在钻头处的活门向孔内泵注预先制备好的超流态混凝土;混凝土浇筑至设计标高位置后,桩孔内安放钢筋笼,利用钢筋笼的自重和振动棒的振捣作用保证钢筋笼下放至设计位置的施工方法。其施工流程为:

    钻机对位→钻进→第一次提钻清土→钻进→停钻→提钻压灌→停灌提钻清土→下笼→下管→二次压灌→停灌→养护。

    由于利用这种方法施工的混凝土的塌落度达20~25cm 故称之为超流态混凝土,使用这种方法施工的桩基础则称之为超流态混凝土钻孔灌注桩基础。其特点如下:

    1、适应性强、应用广泛。不受地下水位的限制,在桩间距较小的情况下,施工可连续进行,无需间隔跳打,施工工效高。

    2、单桩承载力高。孔底不留残渣、虚土,可充分提高桩端的承载能力,不易产生断桩、缩径、塌孔等质量缺陷。

    3、施工现场文明。在施工中不需泥浆护壁,不用排污,有利于施工现场的文明管理。

    4、综合效益好。施工中不需进行降水、泥浆制备和排污工作等,施工操作较为简便,比泥浆护壁工效提高5~8倍。

    二、适用范围

    超流态混凝土压灌桩主要适用于杂填土、素填土、粘土、粉土、砂土、卵石层等地层;桩径300~900mm,深度在25m以内的基础桩、护坡桩。

    三、施工操作要点

    超流态混凝土压灌桩施工要点如下:

    1、严格控制混凝土塌落度,坍落度应控制在20~25cm;

    2、钻进过程中应根据土层情况及时调整钻进速度,一次达到设计深度,确保桩长和桩径;

    3、首盘混凝土灌注前,应用清水或用水泥砂浆清洗管路;

    4、注意桩底灌注质量,混凝土进入钻杆后方可提钻,匀速提钻并保证钻头刃尖始终埋在混凝土内,防止断桩;

    5、混凝土超灌高度不少于50cm或按设计要求;

    6、随时检查泵管密封情况,以防漏浆;

    7、在砂、卵石等地层降低提钻速度,保证混凝土保持在钻杆内;

    8、成孔、泵送紧密配合,减少桩身灌注时间;

    9、成桩后一定注意保护好桩头,24小时内不能扰动。

    四、 施工时容易出现的问题及质量控制措施

    超流态混凝土压灌桩在施工过程中容易出现桩位偏移、钢筋笼下放不到位、混凝土充盈系数过小或过大、桩位串孔、钢筋保护层偏差过大等质量问题。经过对以上问题原因分析,对施工过程中需采取以下控制措施:

    1、桩机就位,用铅垂仪调整,使桩架、钻杆垂直;

    2、按图布置桩位,钻机定位准确后缓慢钻进,减少钻杆晃动,以免扩大孔径;在施工过程中,经常测量桩孔、钻杆直径;

    3、随时清除孔口积土,防止土体落至桩孔内;

    4、钻孔完毕应立即压注混凝土,边提升钻杆,边压注混凝土,提升钻杆的速度与压混凝土之间应密切配合,以保证桩身质量;灌注混凝土时要注意地下水位高度,随时调整灌注压力。

    5、孔深:钻孔深度在机架上作标记;

    6、控制钢筋笼的制作质量,保证其在运输、下放过程中不变形、扭曲;钢筋笼下放时控制好垂直度和中心位置,防止出现钢筋笼倾斜及偏移;合理选择振捣器,保证有效地振捣距离,以确保钢筋笼顺利下放;

    7、防止断桩、缩径、桩头标高不足。防止办法是严格控制提拔速度及混凝土压注速度,使桩孔内混凝土始终要高于钻头0.5m左右,混凝土面应浇灌至高出设计标高50cm处;

    8、施工顺序:采用跳打法进行施工,以保证不发生串孔现象;

    9、桩头质量控制:待浇灌完混凝土、下完钢筋笼后,用震捣棒对桩头进行震捣,使之密实,并用泥土或草帘被覆盖;

    五、工程案例

    潍坊市奥体中心体育场工程,建筑规模为45000座,总建筑面积为78540m2,该项目是潍坊市为2009年第十一届全国运动会规划建设的重点体育设施项目。按照设计要求,该工程的基础设计为超流态压灌法钻孔混凝土桩,桩径为0.6m,设计桩长22.4m,钢筋笼设计长度为15.85m,设计要求充盈系数为1.05-1.2之间,根据地质勘探报告显示,地下水位埋深约计为13m。按照设计总工程量为2350根。

    该工程工期要求相当紧张,作为工期控制点之一的桩基础施工要求在40天内完工,且要求不能影响后期的基础施工,因此必须保证桩基工程一次验收通过,为后续工作创造条件。通过以上问题分析及采取的技术措施,该工程全部2350颗桩在39天的时间内顺利完工,并顺利通过了桩基检测,单桩静载极限承载力达到了设计承载力的3倍,为整个项目的顺利实施创造了有利条件。

    六、小结

    超流态混凝土压灌混凝土灌注桩改良了原来的地层性质,提高地基强度和摩擦力,具有很好的承载力、抗拔力、抗水平力,稳定性好,尤其在软土地基处理上更有优势。随着基本建设规模的扩大,超流态混凝土钻孔压灌桩必将成为桩基础中的新技术,受到建设单位的重视和结构设计人员的青睐,在基本建设、环境保护方面发挥更大作用。

                                                                          文/李振谭 孙丛林