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1、建筑工程冲击成孔灌注桩施工技术探讨施工技术建材发展导向2011年O9月建筑工程冲击成孑L灌注桩施工技术探讨王秀春乔淑静(新蒲建设集团有限公司)摘要:近年来,随着城市建设的加快,大多数工程均采用深基础型式,而冲击成孔灌注桩不受地下水位高低,周边环境,气候条件等因素的限制,具有噪音较小,工期短,成本低等特点,适用于各类土层及风化岩和软质岩,并能适量嵌入中微风化较硬质或硬质岩石,在碳酸盐岩地区,能击穿岩溶裂隙发育带其设备简单易于操作,桩径可由冲锤直径大小灵活掌握等特点.本文笔者结合冲击成孔灌注桩的施工技术,着重介绍了桩定位,孔壁坍塌的预防,混凝土施工质量及导管进水,堵塞,同时提出施工工艺中易出现的质
2、量隐患和预防措施.关键词:建筑工程;冲击成孔灌注桩;桩基工程;施工技术1冲击成孔灌注桩的施工技术冲击成孔灌注桩主要是利用冲锤的高速加载作用,瞬时产生很大的接触应力,使土层,岩石产生塑性变形成孔,主要表现为岩石脆性增加,有利于岩体裂隙的扩展,形成大体积破碎,采用该基础型式,桩身可有效穿越风化破碎层和岩溶发育带,桩端可嵌入较硬质岩石或硬质岩石.只有充分了解锤击成孔灌注桩的施工工艺,才能有效地控制该类桩的桩基施工质量,其施工工艺如下:场地整平一定桩位一冲孔机械就位一成孔一清孔一下钢筋笼一二次清孔一浇注混凝土一泥浆排放或再生处理.由该类桩的施工工艺可知,每道工序环环相扣,若有一道工序控制不当,将会影响
3、成桩质量.2基桩位的测定首先组织现场施工的技术人员仔细研读岩土工程地质勘察报告和施工图纸,对现场地质情况和可能发生的问题有充分的了解和分析,再进行桩位放线,为保证成孔质量,应从孔的垂直度,孔径等方面进行严格控制,保证桩位中心点与成孔中心点偏差在15mm以内.由于岩溶地区所具有的特殊性,岩溶(溶沟,溶槽,石芽,溶洞,裂隙)极发育,更应充分了解分析场区下伏基岩面的起伏状况,溶洞裂隙的分布情况,发育规模和状态,有太多的工程实例说明,若冲孔位置位于石芽边缘,成孔时易发生斜孔或卡锤现象,斜孔时即大量回填块石校正,造成误工费时,很不经济;卡锤时孔壁极易垮塌,严重时冲锤埋入孔中,延误施工进度甚至造成较大经济
4、损失;冲击成孔灌注桩虽能穿越岩溶裂隙发育带,但若遇较大的岩溶裂隙发育带,由于溶洞裂隙在地下发育千姿百态,成孔时桩的一侧难免也可能发生斜孔或卡锤,而发育规模较大的溶洞裂隙,浇灌混凝土时易发生漏浆,泥浆护壁坍孔等现象,给成桩带来较多质量隐患.3孔壁坍塌的预防3.1保证泥浆护壁的质量任何情况下的坍孔都与土质有关,如原生造浆失败,泥浆护壁选用不当,泥浆相对密度偏小,土层有渗流等原因,因此,施工前现场技术人员应认真分析地质资料,以便施工操作时能适应场区的地质条件,并制定切实可行的施工方案.如场区原生土质单一,均为粘性较好的粘土,砾砂含量较少,此种土层可不采用泥浆护壁,但成孔速度不宜太快,因速度较快易使孔
5、壁上来不及形成泥膜,孔壁也易坍塌;对于淤泥质粘土等软土类,粉质粘土,砂土类,碎石土类等土质,必须采用泥浆护壁,泥浆原料宜选用优质粘土,有条件时,优先选用膨润土造浆,成孔时泥浆的相对密度以I.2I.3为宜,泥浆的试验,调制宜派专人负责,严格控制泥浆粘稠度在1828s范围内,规定含砂率不超过8%,保证反循环工艺在成孔阶段,流入孔口的泥浆与从孔内抽出的泥浆相匹配.3.2出现成子L大量漏浆时.应及时处理成孔中若发现大量漏浆,应立即中断成孔作业,并严格监视漏水,跑浆情况,与此同时,应准备应急用的贮水槽,大容量的给水泵等设备,若不及时处理,而继续强行施工,就有可能使坍孔加剧,必要时,应迅速将孔回填(回填材
6、料为粘土和碎石),否则就有可能使地表坍塌或发生机械倾覆等重大恶性事故,因此,应待查明原因,采取有效措施后方可继续施工,对于坍塌回填后的桩孔,地层将处于不稳定状态,应适当停止数日后才能继续施工.3.3严格控制成孔与灌注混凝土的时间成孔结束后应立即清孔,将孔底残留的沉渣清理干净,清孔后还须换浆,将孔内含砂量大,泥浆性能差,容易在孔底沉淀的砂浆换成性能好,并能确保在换浆完毕到混凝土灌这段时间内,孔底不产生或少生产沉淀物的泥浆(孔底沉渣厚度允许值:端承桩50ram,摩擦端承桩或端承摩擦桩lOOmm,摩擦桩300ram),待有关单位验槽合格后方能下钢筋笼,然后进行第二次清孔,从第二次清孔停止至混凝土浇灌
7、时间应严格控制在1.53h内,否则,应重新清孔.3.4防止钢筋笼上浮,变形,散架已安置好的钢筋笼,在灌注混凝土的过程中,混凝土的浮力会使钢筋笼升高上浮,易使钢筋压曲变形,甚至散架,从而导致孔壁坍塌,影响成桩质量,为避免桩身施工缺陷,可采用以下对策:(1)加强钢筋笼制作质量,钢筋笼应焊接牢固,使用规格合适的加强箍,如钢筋笼主筋数量较多(如抗拔桩,挡土嵌岩柱等),应增大加强箍的规格.(2)当桩的直径较大,而钢筋笼相对较短时,可用钢管套住主筋,固定钢筋笼顶端.(3)灌注混凝土时,当上升的混凝土面接近于钢筋笼底端时,一方面化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加.(9)掺外加剂混凝土和易性
8、好,表面易抹平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩.4混凝土的早期养护实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝.因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要.从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:(1)防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝.(2)防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度.(3)防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束.从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要?160?求而有余.但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水
9、化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响.因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来.5结束语通过多年的现场观察,通过查阅有关混凝土内部应力方面的专着,对混凝土温度裂缝产生的原因,现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行以上阐述,以便同行工程技术人员借鉴.参考文献1植丽开.浅析混凝土施工温度裂缝及其处理措施fJ大众科技,2006,(07).2】苏强国,薛纪荣.混凝土裂缝产生的原因及控制措施【J】_中小企业管理与科技(下旬刊),2009,(11)31t芳.浅淡建筑混凝土裂缝的防冶叨.科技资讯,2009,(19).建材发展导向2011年O9月施工技术关于大体积混凝
10、土施工质量控制初探王明松(江苏省南京市210008)摘要:本文针对目前大体积混凝土施工中容易遇到的重点问题,提出了所防范控制措施,并结合实例加以说明,供于业内同行参考.关键词:大体积混凝土:施工;裂缝:质量;控制措施1大体积混凝土施工的重点问题(1)泌水现象:由于混凝土分层分段浇筑,使混凝土上下浇筑层施工问隔时间较长,各分层之间产生泌水层,导致混凝土层间粘结力降低.(2)干燥收缩裂缝:混凝土硬化后,内部的游离水会由表及里逐渐蒸发,导致混凝土相应地产生干燥收缩.在约束条件下,收缩变形导致的收缩应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土就会出现由表及里的干燥收缩裂缝,影响结构的耐久性和承载能力.(3)温度
11、裂缝:水泥水化过程中产生大量的热量,每克水泥放出502.1的热量,如果以水泥用量350550kg/m来计算,每立方米混凝土将放出175002750010的热量,从而使混凝土内部温度升高,在浇筑温度的基础上,通常升高35左右,如果浇筑温度为28,则混凝土内部温度将达到65左右.如没有降温措施或浇筑温度过高,混凝土内部的温度还会更高.混凝土内部的最高温度大约发生在浇筑后的35d,因为混凝土内部和表面的散热条件不同,所以混凝土中心温度高,表面温度低,形成温度梯度,造成温度变形和温度应力,当这种温度应力超过混凝土抗拉强度时,就会产生裂缝.初期出现的裂缝很细,随着时间的发展而继续扩大,甚至达到贯穿的情况
12、.(4)施工冷缝:因大体积混凝土的混凝土浇筑量大,在分层浇筑中,前后分层浇筑的间隔时期没有控制在混凝土的初凝之前,遇到了停电,停水及其它恶劣气候条件等因素的影响,致使混凝土不能连续浇筑而出现冷缝.2大体积混凝土质量控制措施2.1原材料和混凝土施工配合比优化(1)水泥:应选用水化热较低,后期强度高,质量稳定的水泥.同时减少水泥用量是减少水泥水化热和降低内外温差的重要办法,实践表明,如果充分利用混凝土的后期强度,则可使每米混凝土的水泥用量减少4070kg左右,混凝土温度相应降低47,因此应将水泥用量控制在450kg/m以下.(2)细骨料:宜采用级配良好的中粗砂.根据工程实际经验细度模数宜控制在2.
13、42.8之间.(3)粗骨料:要优先选用天然连续级配的粗骨料,使混凝土具有较好的可泵性.(4)掺加掺和料:应用添加粉煤灰技术.根据工程实践表明混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且粉煤灰有润滑作用,可改善混凝土拌合物的流动性,粘聚性和保水性,并且能提高混凝土的可泵性.但是对早期抗裂要求较高的混凝土,粉煤灰掺量不宜太多,宣在1015%左右.(5)掺加外加剂.夕加剂的掺量,品种对混凝土水化速度有很大的影响.根据混凝土的要求和特点不同,可采用减水剂,缓凝剂,防水剂,膨胀剂等其中的一种或多种的混合剂.2.2合理组织劳动力及机械设备施工时应明确分工,责任到人.如浇筑采用泵送时,一般需
14、采用塔吊配合施工,以免接,拆泵管或堵管时混凝土出现冷缝.2-3采用切实可行的混凝土浇筑方案为保证混凝土浇筑质量,根据大体积混凝土泵送时自然的特点,一般采用”分段定点,一个坡度,层层浇筑,一次到顶”的方法.这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法,能提高泵送效率,简化混凝土的泌水处理,保证上下层混凝土浇筑间歇时间不超过混凝土初凝时间,确保各浇筑界面应放慢速度,另一方面应控制适当的导管埋置深度,使钢筋笼底端被逐步埋入混凝土.(4)提高灌注速度,保证接触钢筋笼底端的混凝土有良好的流动性,减少埋入阻力,当钢筋笼有1/3长被埋入混凝土中时,可恢复正常灌注速度.4混凝土的施工质量冲击成孔灌注桩混凝土的流动性要求较
15、高,混凝土只能从导管中注入,不能直接倾倒,若混凝土流动性不好,混凝土就不能充分流出,易产生隔层,缩径,局部蜂窝等质量缺陷,浇灌中,混凝土的密实度主要依靠自身的重量,当它从套管中流出时,易挤压周围土,若坍落度太大或套管中的混凝土不能充分流出时,周围的土质同样也会对它产生挤压,使桩的断面减少,形成缩径,夹泥,甚至断桩,为减少成桩施工缺陷,在对混凝土的灌注过程中应注意以下几个问题:(1)对混凝土配料时,一定要保证原材料质量,尤其是砂,碎石的含泥量应控制在规范允许范围内,若含泥量偏高,应对其冲洗,以确保混凝土本身的质量,同时碎石的级配也应控制好,以免造成桩身混凝土强度代表值离散性大.(2)由于该类桩对混凝土的流动性要求较高,混凝土的配合比中,应适当提高水的用量,加用水量的多少应根据场区地下水的情况和长期的施工经验确定.(3)由于混凝土中水的含量较高,且混凝土的坍落度较大,若混凝土搅拌不均,轻者混凝土产生分层离析,重者桩身发生断桩等严重缺陷,大部
