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火炬塔大直径灌注桩质量控制初探

摘要:以某石化系统火炬塔大直径钻孔灌注桩为研究对象,对施工关键工序如钻孔垂直度、泥浆比重、含砂率、混凝土水下灌注等加以质量控制,取得较好的社会和经济效益,所得结果对进一步指导该地区大直径钻孔灌注桩一定的参考意义。

关键词:火炬塔基础;大直径灌注桩;质量控制

某石化分公司车用汽油国V标准质量升级工程厂西火炬改造火炬塔基础桩基工程位于锦西石化公司院内,设计桩身混凝土强度等级为C30,直径0.8米,共计56根,拟采用冲击成孔灌注桩,桩端嵌岩,桩端进入强风化混合花岗岩深度不小于1.0m。钻孔灌注桩由于施工比较简单、造价较低、无环境污染,已广泛用于桥基等工程中。其施工质量对进度、投资有重大影响[1-3]。抓住关键环节,从而保证工程质量,获得较好的社会、经济效益。

1工程地质概况

拟建场地经人工回填整平,地形平坦,地面标高介于21.80-21.81m之间。地貌单元属于冲洪积阶地。地层主要由杂填土、粘土、粗砂、混合花岗岩等组成。勘察期间,在钻探深度内各孔均见地下水,为第四系潜水,主要存在于杂填土、粘土层中。地下水的主要补给来源为大气降水,地下水位变化幅度约1.0m。

2关键工序质量控制

(1)施工前的质量控制:工程开工前,认真做好施工方案和质量检验试验计划的编制,落实人材机,对施工人员进行交底。施工准备完成后进行开工报审。开孔前熟悉该桩位钢护筒沉桩记录,包括桩长、桩尖高程、沉桩过程是否有异常情况等。(2)钢护筒设置及制备泥浆:首先用十字交会法将桩位定位点引到桩位附近,然后用挖掘机进行初步开挖,待钢护筒埋设完毕后,再利用测绘设备与相邻桩位核对,重新测量定位,以保证桩位的准确,其偏差小于50mm。本工程选用钢护筒直径1.5m,埋入土中深度1.8m,高出地面长度0.2m,护筒长度2m。护筒外及护筒底部用粘土回填夯实。根据现场情况,开挖一个4mx4mx2m泥浆池,由于地层中粘土层较厚,故初步计划采用自然造浆。现场备有膨润土,做好人工造浆的准备。(3)冲击成孔:第一步工作完成后,采用30T吊车进行桩机(11t)就位,要求冲锤中心与护筒中心在一条垂线上,且偏差小于20mm。开始成孔时,采用低锤密击的方法,抬起锤高0.4m~0.6m,并及时加粘土泥浆护壁,使孔壁挤压密实,直至冲击孔深达地面以下3~4m后,方可加快速度,同时抬起锤高2~3.5m。同时检查成孔的垂直度,如发生斜孔时,立即停机进行纠正,待采取相应措施后再进行施工。本工程在砂层钻进时,采用膨润土造浆,为使泥浆有较好的性能,掺加适当的碳酸钠分散剂,其掺量为加水量0.5%。钻孔达到设计标高,并达到要求嵌岩的深度后,停止进尺。根据工程地质条件及桩径、桩长等要求,对泥浆清孔后,质量控制如下:含砂率小于4%,粘度18~20s,泥浆比重一般控制在1.12~1.18。(4)清孔:工程中常采用正循环泥浆悬浮排渣清孔,清孔分2次。第一次清孔是在安装钢筋笼之前进行的。施工时要严格控制第一次清孔的质量,不因为有第二次清孔而忽视第一次清孔的重要性,第一次清孔的冲力(吸力)大,清孔能力强,可以把绝大部分沉渣,包括较大的泥块都返出孔外;第二次清孔是利用浇筑混凝土的导管进行,冲力(吸力)要小得多,不能承担主要的清孔责任,因而第一次清孔一定应达到返出的泥浆中不含有大的泥块为止。第二次清孔是在下完钢筋笼和导管以后利用导管进行的清孔,目的是清除这段时间里从泥浆中沉淀到孔底或是被钢筋笼撞到下去的泥块沉渣,清孔完毕后,应从孔底取出泥浆样品,进行性能指标试验,必须全部符合设计和规范要求后才能灌注混凝土,孔内泥浆的相对密度宜为1.10~1.20(根据实际施工情况,调节泥浆浓度),含砂率宜为4%~6%,黏度宜为20~22s,以保证水下混凝土的顺利灌注,同时保证成桩质量。通过清孔尽可能使沉渣全部清除,使混凝土与基岩接合完好,以提高桩底承载力,沉渣不得大于50mm。(5)筋笼笼制作及下放:焊工持证上岗,上岗前进行培训。制作钢筋笼时,钢筋直径应符合设计要求,钢筋应平直无污垢,钢筋笼长度及焊缝搭接长度等应符合图纸要求,用吊车下放钢筋笼。下放钢筋笼时将孔口周围的泥土清除干净,不允许泥土掉入孔内,用吊车将钢筋笼吊起直立于孔口,用人扶正居孔中心徐徐下入孔内,扶笼时有专人指挥且不倾斜、插帮,钢筋笼上方设脚手架管顶住灌注用操作平台防止上浮。(6)混凝土灌注:本次采用超早强混凝土,塌落度保持在18-22cm之间,为保证较高的灌注质量,我们采取了如下措施:a.导管直径250mm,导管入孔时,密封圈须安防周正,螺栓上紧,确保密封性,保证不漏水不漏气,导管中心对准钻孔中心,导管下放置于距孔底0.3~0.5m处。b.漏斗内砼达到2/3时,即可开启隔离阀,同时保证砼储料斗内的混凝土连续不断地流下充满导管实施封底。c.首灌后,及时计算灌注消耗砼的数量,并测量孔内砼顶面高度,确认将导管埋深控制在2~6m之间。灌注混凝土须连续、速度稳定,否则会发生断桩等事故。d.灌注连续进行,为保持灌注顺利,用吊车上下串动导管,活动范围小于0.3m,串动导管时,吊车应垂直起吊,避免导管作横向活动碰到钢筋笼。发现混凝土液面上升出现异常情况时,同时查明原因,清除异常现象。混凝土灌注中断时,10~20分钟上下串动导管一次,单桩灌注时间控制在1小时以内。场地为埋头桩,埋深3m,为防止塌孔及人员掉入等事故的发生,本工程全孔注浆。e.成品桩的保护:已施工完成的桩,24小时内不允许钻机和车辆从邻近经过,避免断桩等情况。

3关键工序质量保证措施

(1)施工中所用的计量器具如经纬仪、水准仪经过计量部门检验并登记注册。桩孔位置应经监理及业主符合确认后再施工。(2)定期检查校核基准点,测量结果应准确可靠。(3)钢筋、钢筋笼及混凝土的质量控制。(4)成孔开孔前应充分做好准备工作,桩机定位应准确水平、稳固,桩机冲击钻与护筒中心的允许偏差不大于±20mm,成孔施工应一次不间断地完成,不得无故停机,施工过程应做好施工原始记录。(5)确保桩的入岩深度,当冲击至中风化混合花岗岩岩面,经过取样鉴定为中风化混合花岗岩层。

4结语

通过对施工关键工序如钻孔垂直度、泥浆比重、含砂率、混凝土水下灌注等加以质量控制,取得较好的社会和经济效益,所得结果对进一步指导该地区大直径钻孔灌注桩一定的参考意义。

作者:张剑 单位:辽宁有色勘察研究院

参考文献:

[1]胡在良,王亚国.虞城特大桥超深大直径灌注桩施工技术与质量控制[J].铁道建筑,2015,10(9):40-44.

[2]马余枝.浅谈大直径钻孔灌注桩施工的质量控制[J].工程技术:文摘版,2016,30(6):90-93.

[3]赖永辉.谈高层建筑大直径冲孔灌注桩的施工质量控制[J].城市建筑,2016,5(32):123-132.

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