控制钻孔灌注桩桩顶标高超灌控制钻孔灌注桩桩顶标高超灌第21卷第4期2011年1O月安徽冶金科技职业学院JoumalofAnhuiVocationalCollegeofMetallurgyandTechnologyV01.21.No.4Oct.2O11控制钻孑L灌注桩桩顶标高超灌刘文忠(马钢建设公司地基分公司安徽马鞍山243000)摘要:如何控制钻孔灌注桩桩顶标高超灌,为工程减少不必要的浪费,做到降本增效的呢?显得尤为重要,根据钻孔灌注桩桩顶标高难以控制的现状,结合我们在马钢及周边地区多年的施工实践,对其影响的一些主要的环节进行剖析,并提出相应的防治措施,期望达到控制桩项标高的目的.关键司:控制;钻孔灌注桩;桩顶标高;超灌中图分类号:TU473.14文献标识码:B文章编号:1672—9994(2011)04—0046—04 1概述马钢建设公司地基分公司是马钢建设系统唯一的一家地基处理专业队伍,也是马鞍山乃至周边地区地基处理手段较全,装备水平较高,技术力量较强,成立时间较早的一支专业队伍.由于钻孔灌注桩混凝土灌注是水下混凝土灌注,混凝土灌注的密实是利用混凝土的大坍落度使其密实,要求水下灌注混凝土必须具备良好的和易性,坍落度大等特点(坍落度宜为180nlln一220toni).测绳放下去检测混凝土面不能准确判断出混凝土面;实际施工过程中,混凝土超灌现象普遍存在, 已成为钻孔灌注桩过程控制的通病,特别是桩顶空头达34m时,成桩开挖后,桩顶露出基底标高就象树林一样,极其难看.既浪费了混凝土,又加大了破桩的人工费,对截下的余桩处理又增添了不必要的成本支出.3,查阅相关资料对桩顶标高控制要求如下:《建筑桩基技术规范》JGJ94—2008:6.3.30 条中第5中规定:应控制最后一次灌注量,超灌高度宜为O.81.Om,凿除泛浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 GB50202--2002:5.1.4条,桩顶标高至少要比设计收稿日期:2011—08—20;改回日期:2011—08—27 作者简介:刘文忠(1958一),男,马钢建设集团地基分公司,工程技术人员.标高高出0.5m.5.6.4—2表中规定混凝土充盈系数>1.《全国统一建筑工程基础定额安徽省2001 年综合估价表》:基础工程中说明l3条规定凿截桩头长度是综合考虑的实际发生时,不得换算,且在 2—3O中凿截每根桩头定额基价为106.15元. ?《冶金工业建设工程预算定额2001年版,第二册地基处理工程》:第93页凿截l0rn3桩头定额基价为1168.44元.根据上述两本国家现行规范及两本预算定额也未对钻孔灌注桩超灌高度有一个明确的规定.2过程控制过程控制由于钻孔灌注桩相对于其它的桩基工程,施工工艺比较复杂.对于每道施工工序的关联性要求较高,需要快速的完成水下灌注混凝土隐蔽工程的灌注,所以在成桩的过程中无法很好的控制质量,施工过程中人为因素影响较大.在每道施工工序中若稍有疏忽,就会导致灌注桩身混凝土的理论量与实际量差值较大,直接带来桩桩顶标高难以控制,要避免此类事件发生,需从以下几方面防范.2.1成孔过程控制工程施工前,应先做2个以上的试验钻孔,且每台桩机设备进场施工第一根桩,应根据各自的桩栅陛能针对该工程地质特点摸索出各自成孔的相关参数.?为了检测所选设备,工艺方法是否符合技术要求,可以通过实验来检测钻孔的孔径,垂直总第54期刘文忠:控制钻孔灌注桩桩顶标高超灌?47? 度,孑L壁稳定性和孔底沉淤等指标.实验过程中, 孔壁稳定时间应《12h,钻孔数目《2个.对于一些重要工程,应根据工程情况增加待测钻孔数目. 施工前严格控制钻机磨盘平整度,使垂直度允许偏差<1%,并合理选择钻头直径,避免出现成孔直径大于设计桩径.?钻进过程中根据不同的地层选择不同的钻速,合理调配泥浆比重,使桩孔孔壁泥皮形成好,避免出现坍孔或缩颈现象发生.为了保证成孔过程中孔壁能够不受到外力作用发生破坏, 对于护壁的泥浆液面要求高于地下水位0.5m以上,地下水位2131以上时更能够满足护壁要求.护壁泥浆的胶体率,砂率,比重都会对沉淀速度造成影响.一般来说,当成孔地质土层为粘土或亚粘土时,可以在钻孔过程中利用孔内土体制作泥浆来满足护壁需要,并注入清水,使孔内泥浆与孔外泥浆形成一个良好的循环,能够通过循环来排出孔底的沉渣,控制泥浆相对密度在1.11.2之间;当土层为砂性或较厚的夹砂层时,泥浆相对密度应控制在 1.1—1.3之间;当土层为砂夹卵石或容易坍塌的土层时,泥浆相对密度应控制在1.3,1.5之间. 施工过程中,应加大对泥浆相对密度,粘度,含砂率和胶体率等指标的检测频率,对于指标的变化应有全面的了解,以满足施工工艺的要求.浇注前应满足孔底500nlrn以内泥浆的相对密度?1.25,含砂率?8%,粘度?28Pa.S.对于一些直径较小的钻孔桩,无论泥浆循环是否存在,孔内的泥浆液面应保持在一个合理的深度.?终孔后,将钻具提升300进行一次清孔作业,清孔返回孔内泥浆的相对密度不宜大于1.08,确保孔底500mm以内泥浆比重小于1.25.?钢筋笼初始位置应定位准确,并与孔口固定牢固.钢筋笼吊放过程中应避免碰撞壁孔,以免造成变形损坏或导致塌孔.吊放时,先将钢筋笼固定好,保持垂直,然后安放导管.?根据孔深,合理配置,安放导管,导管底部至孔底的距离宜为300rflrn一500mm;为防止导管在灌注过程中发生渗水等现象,导管应先进行试拼装,试压试验,试水压力不得小于0.6MPa,不得大于1.0 MPa,每节导管之间采用特制的密封圈进行连接, 并采取加固措施.安放导管前应确保拼接部位的密封性.?二次清孔时,导管底口至孑L底距离不超过30om,清孔时间应?20rrdn.清孔返出孔内泥浆比重小于I.15.检测孔底的淤泥厚度,沉渣厚度达到设计图纸与现行规范要求.符合规定后,于 0.5h之内开始混凝土的灌注施工.在等待灌注混凝土的时间里,应确保孔壁的稳定性,避免缩颈或塌孔现象的发生.当钻孔到设计持力层后,应注入清水对泥浆进行稀释来清除泥浆中悬浮的砂子,石渣,以降低泥浆比重,确保沉渣厚度达到规范的技术要求(端承型桩?50mrll,摩擦型桩?100n1lll,抗拔,抗水平力桩?200??n.),桩的承载力也能满足设计需要.对于特殊工程,还要采用真空泵抽取端部沉渣,在安放钢筋笼后,安装导管前仍要清除孔底沉渣.通过上述成孔过程控制,能达到如下目的:? 使桩径满足设计要求,理论混凝土的计算量与实际用混凝土量不会造成较大的出入;?孔底沉渣,孔内泥浆比重过小,就能使灌注桩身混凝土时,混凝土顺畅灌人孔内,并灌注至桩顶时浮浆不会太多, 便于较好的控制桩顶标高.2.2灌注过程控制二次清孔后要及时进行昆凝土灌注,时间不易过长,防止孔底沉渣积蓄过多超出规范规定.混凝土灌注前应探测孔深,同时要计算首次混凝土灌注量和全孔混凝土量.并根据实际情况做到及时控制混凝土浇注时的标高和导管的埋深.导管提升. 时要及时,准确,可靠,并严格按照操作规程操作待灌注的混凝土应保持良好的流动性和和易性,坍落度损失也应满足灌注要求,所以在灌注前应严格确定混凝土的配合比.对于地下水活动较大的地段,应询问技术人员,事先采用套管或水泥进行处理,确保地质满足要求,止水满足施工要求时才可以进行混凝土的灌注.混凝土量应准备充分,保证灌注过程能够快速,连续,避免出现灌注时等待混凝土,影响成桩质量.施工前应仔细检查现场的电源,电线,水管,避免停电,停水等意外情况发生. 绑扎水泥隔水塞的铁丝,应根据首次混凝土灌人量的多少而定,严防断裂.灌注过程中应根据导管内外的混凝土上升高度来确定导管的拆卸长度,起拔过多对成桩质量会造成一定程度的影响.导管连接时应确保密封性,避免导管进水.混凝土浇灌时要按施工技术规范要求.由于水下混凝土施工隐蔽性较强,容易形成松散层次或囊体,出现浮浆夹层造成断桩,严重影响混凝土质量,导致废桩,离析,缩颈等混凝土质量缺陷,因此对于水下混凝土 ?48?安徽冶金科技职业学院2011年第4期浇注时必须设专人对质量应严格把关,同时要把好原材料的选取,配合比的控制,机器机具的改进都要严格按照操作规程施工.使用隔水性能良好的隔水栓,隔水栓直径应与导管内径相配,保证能够顺利排出.混凝土搅拌时间和混凝土坍落度对于成桩质量有着重要的影响,在灌注混凝土时,应加强对于这俩项指标的控制.灌注前混凝土配合比要按设计要求,经实验室确定.坍落度宜为18em一22em,确保粗骨料的最大粒径不小于40mm,且不大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4,由此才能够保证水下混凝土良好的和易性.水下混凝土在掺外加剂的情况下能够改善其和易性和缓凝.在浇注混凝土时,?昆凝土应缓缓倒人提前架设的料斗中,混凝土由料斗进入导管,避免在导管内形成高压气塞.日常事故中,施工安全是很重要的一方面,在施工前应对施工机械进行安全检查,当施工机械存在安全问题时,应对机械进行全面检查和维修.施工过程中保持高度的警惕,时刻关注机械的运转情况,防止机械事故的发生.根据桩孔直径和需灌注桩孔有效深度,计算理论混凝土量,在理论混凝土量上基础上按照1.1的充盈系数,暂定安排搅拌实际混凝土量. ?根据桩径大小与导管直径计算初灌量(初灌量计算公式见下):对于1m直径桩初灌量必须保证导管一次埋人混凝土灌注面以下不应少于0.8 m,并且《2nl3.初灌量计算公式及示意图导管口与孔底的距离保持在300him左右,旋转时要做到精确,多次测量,对于测量数据要进行认真的计算和校核.灌注混凝土的过程中,应随时根据球塞被压出导管的实际情况来进行判断,将导管缓缓下降100lm200turn,增大开始阶段导管埋人混凝土的深度,保证孔底的混凝土质量能够满足设计要求.混凝土接近笼时,导管埋置深度应控制在 1.5m一2.0m.为了防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性受到限制,可以加快混凝土灌注速度,缩短灌注时间或掺外加剂.混凝土灌注时,混凝土浇注标高和导管埋深随时都在发生变化,施工时应注意观察,随时根据实际情况来调整导管的埋深.混凝土浇注面达到钢筋笼底端2m一3m时,应及时提升导管保证混凝土的流动性.导管在混凝土面的埋深不宜小于1111和大于5m,宜保持在2m一4 m,严禁将导管提出混凝土面.灌注混凝土时,密切关注当发现钢筋笼受到混凝土作用上浮时,应停止灌注,并准确计算导管埋深和已灌注混凝土面的标高,现场操作人员应及时补救,补救的办法是马上起拔拆除部分导管;起拔拆除部分导管速度不能过猛,导管拆除一部分后,可适当上下活动导管; 这时可以看到,每上提一次导管,钢筋笼在导管的抽吸作用下,会自然回落一点;坚持多上下活动几次导管,直到上浮的钢筋笼全部回落为止.再进行浇注,上浮现象即可消失.为保证孑L底混凝土的质量,在灌注时要密切关注灌注进度和灌注时问,控制导管在混凝土面的埋深,确保混凝土均匀注入. 严禁将导管提出混凝土灌注面,并应控制提拔导管速度,应有专人用测绳测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差,测量时,在导管和钢筋笼的中间部位下入专用测锤(测锤见下图,不能现场用两根钢筋头代替,因钢筋的下端相对专用测锤下端是一点,测量大坍落度昆凝土面,不能很直观的判定是否已到混凝土面),至少测3—4个点,然后取平均值,每间隔15min,20min,要对混凝土面和导管沉入深度进行一次测量和校核.根据实测值计算判定与理论方量出入的大小,超灌高度控制在0.8 m,从而确定最终?昆凝土灌注量.通常检测混凝土上升面时所用的测绳有时也会产生伸长,每灌注完一根桩用率定的50m钢卷尺检验并予以修正.通过上述灌注过程控制,能达到如下目的:? 导管安放到位,初灌量的确定,便于孔底残留的沉渣与孔内浮浆带出孔内;?勤测混凝土灌注面,便于较好的控制理论方量与实际灌注混凝土量的出入,并对桩身质量给予初步判定.3成效马钢重机大锻件桩基工程,设计桩数76根,设计桩径~1000,桩顶标高为一3.5m,桩身混混凝土强度为C30,场坪标高为0.2m,该工程桩顶空头达 3.7m,在工程桩施工过程中通过对成孔过程,灌注过程的控制,桩基施工完,开挖后,每根桩超灌均未超过0.6m,既方便了后道工序施工,又大大节约了工程成本.3.1直接经济效益总第54期刘文忠:控制钻孔灌注桩桩顶标高超灌?49? ?如按每根桩超灌2.5m,混凝土按每立方混凝土价275元/m3计算,浪费混凝土量v=3.14×l×1?4×2.5×76=149.15,混凝土节约: 119.32×275元/=41016.25元.?从安全角度,单节截桩长度一般不超过1.5111.如超灌2.5 m,需分段截桩,则每根桩需做二次截桩,76根桩需做76×2=152次截桩,计算按照2009年人工费的市场价格为计算依据,设:截桩工人工费100元压日,每两人每工13截桩节数为2节,总计人工费: 152节?2节×100元/工日×2工日=15200元. 而该工程不需分段截桩,人工费节约:15200元?2 =760o元.3.2间接经济效益由于该工程桩桩顶超灌均未超过0.6m,收到了预期效果,受到监理,业主等的好评,为单位赢得声誉,另又为下道工序施工单位对工程全面开展赢得了时间.4结语总之,桩基施工质量关系到整个建筑物的工程质量,工程及施工验收规范规定,在桩基施工过程中如遇到上述问题,都本着科学的态度,还要坚持理论联系实际,综合考虑实际情况.可以得出这样的结论:影响钻孔灌注桩桩顶标高严重超灌的主要因素是钻孔直径,深度,泥浆比重,孔底沉渣等,而要使这些因素满足设计与施工规范要求,则必须对钻孔灌注桩的成孔过程,灌注过程严格控制,从而杜绝钻孔灌注桩桩顶标高严重超灌现象再次发生.参考文献[1]地基处理手册(笫2版)[M].北京:中国建筑工业出版社.2O00[2]建筑桩基技术规范(JGJ94—2008)[3]建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-- 2002)[4]灌注桩设计施工手册[5]冶金二【:业建设工程预算定额第二册地基处理工程 [M].2001[6]全国统一建筑工程基础定额安徽省2001年综合估价表DiscussiononOver——fillingControlforTop ElevationofBordConcretePile UUWen—zhongAbstract:Howtocontrolover—-fallinginBorePoutingPile?Howtodwindleunnecessarywasteintheprocessofconstruction?Howtosavecostsandimproveworkingefficiency?I nordertocompletethesetargets,theproperwayofusingtheBorePouringPilebecomesveryimportant.Ac cordingtomyownrichworkingexperienceinMaSteelCompanyandsurroundingaeas.Iconcludedsonice ffective~Ul'eSandprotectionmethodstocontroltheBorePouringPileinarightlevelwhenweedthe over一6Uillgphe.ome—non.Keywords:controlabilitycast——inplacepiletopelevationover—-filling。