刍议房屋建筑地基施工中钻孔灌注桩的应用
2015-07-13
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一、钻孔灌注桩的概念与优点
桩基是建筑工程中常见的一种基础，由基桩和联接于桩顶的承台共同组成，其主要的作用是把建筑结构的荷载转给持力层。而钻孔灌注桩是指在建筑工程现场通过机械钻孔在地基土中形成桩孔，当孔深度达到设计要求后进行清孔并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。钻孔灌注桩主要具有以下优点：
（一）施工比较方便质量可靠
与其它桩基础施工方式相比，钻孔灌注桩的施工过程相当比较简单，施工噪声和震动较小，其施工设备简便且方法容易掌握，经相关培训后，施工人员能熟练掌握相关的施工工艺。同时，该技术还能在比较窄小场地的施工。钻孔灌注桩的成桩质量比较可靠，质量事故较少，且较少出现单桩承载力达不到设计要求的情况。施工过程中只要严格按相关规范和技术要求，并认真控制各技术指标和工序质量，就可以较好地保证施工质量。
（二）应用范围广
钻孔灌注桩是在地质条件复杂、持力层埋藏较深、地下水位较高等不利于人工挖孔及别的工艺成孔的情况下，比较好的工艺选择。不同的桩径和桩长，其单桩承载力在几百千牛至几千千牛之间，部份甚至超过一万千牛，能建造比预制桩的直径大的多的桩，桩径3～25m之间，而且具有向大、超大桩径及超长桩发展的趋势，在各种地基上均可使用，可作为低层房屋建筑的基础或者高层建筑和重型建筑的基础。
二、钻孔灌注桩在房屋地基施工中的应用
钻孔灌注桩因其施工时所选护壁形成的不同，有泥浆护壁和全套管施工两种方式。泥浆护壁法的施工流程是：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。全套管施工法的主要施工步骤除不需泥浆及清孔外，其它的与泥浆护壁法都类同。本文主要探讨泥浆护壁式钻孔灌注桩的应用。
（一）施工准备措施
施工单位在项目开工前应组织相关技术人员认真学习施工图纸，做好图纸会审的相关准备工作，编制规范化、精细化的施工组织设计。同时，编制出原材料和人力资源的供需计划，考察商品混凝土供应商的相关资质以及材料与配合比的审批事宜。施工单位在原材料采购时必须好对所采购原材料企业资质认定以及对所采购原材料的质量检验，严把原材料质量关，杜绝不合格材料进入施工现场。钻孔灌注桩施工过程中需要应用钻机、吊车、翻斗车、挖掘机以及钢筋笼制作设备等机械设备。并因此，施工前必须做好各种机械设备的安装和调试工作，保证在施工期间一般不发生有碍施工进度和质量的故障，以免施工进行中因设备问题而影响施工质量或延误工期。此外，应配备性能良好、精度符合规定的质量检验检测仪器并准备足够的易损部件。
（二）钢筋笼制作
筋笼制作时，要严格按施工图制作，包括钢筋的数量和钢筋笼的加强箍，才能保证下放时不变形。主筋连接桩身纵向受力钢筋的接头应设置在桩身受力较小处，接头位置宜相互错开，主筋与箍筋应点焊。
（三）桩位放样
施工场地完成平整清理并经检验合格后，施工单位应根据施工图纸进行桩位测量放样，定位工作遵循从整体到局部的基本原则，完成放样后必须进行二次复核，保证桩位的坐标误差控制在规范允许的误差范围内，允许偏差不超过5cm。桩位标志要明显且不易破坏，采用埋设十字护桩的方式标记，并用砂浆或混凝土进行加固保护。施工前应复查桩位，避免桩位坐标因桩位标志发生变化而出现偏移。
（四）钻孔机的安装与埋设护筒
安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此钻机安装地基必须稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，再垫上钢板或枕木加固。护筒由4～8mm钢板制成，内径比桩径大100～200mm，顶面高出地面200～300mm，上部开1～2个溢浆孔。其主要作用是固定桩孔位置，防止地面水流入，保护孔口，成孔时引导钻头方向。护筒的埋设深度，在粘土中不小于1m，在砂土中不小于1.5m。其高度要满足孔内泥浆液面高度的要求，护筒中心与桩位中心线偏差不应大于50mm，对位后应在护筒外侧填土并夯实。
（五）泥浆制备
钻孔护壁泥浆由水、粘土和添加剂组成，利用泥浆与地下水之间产生的压力差来控制水压力，以保证钻孔孔壁泥土结构的稳定性防止塌孔。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。应设专人负责泥浆试验、调制及质量控制。应根据桩位及场地情况，设泥浆沟、沉淀池、储浆池等，以便钻孔中溢流出的带渣泥浆经沉淀后再返回泥浆池使用。
（六）钻孔施工
钻孔是关键工序，必须严格按照操作要求进行以保证成孔质量，应对好中线及垂直度并压好护筒以控制开孔质量。施工中要及时添加泥浆和抽渣，同时要随时检查成孔是否有偏斜现象。钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持比地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时，应及时进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀引起钻孔坍塌。清孔时要保持水头，定时检测泥浆指标，一旦达标就要迅速起钻。验收桩径时可选用直径小于设计桩径5cm的钢筋探孔器放入孔内进行验收。清孔时必须禁止用加深孔底深度的方法，因为那样会极大的降低桩尖处土的极限承载力，一旦泥浆相对密度过大，会造成夹泥或断桩。
（七）钢筋笼下放与混凝土灌注施工
清孔完毕后，紧接着要下放钢筋笼，尽量减少浇筑前的操作时间，以减少沉淀量。钢筋笼应整体吊装，吊装时不得碰损孔壁。钢筋笼吊放到设计位置时，应检测其水平位置和高程是否达到设计要求，检测合格后应立即固定钢筋笼，在浇筑混凝土时能避免出现钢筋笼上浮的质量缺陷。之后用导管灌注混凝土，钢筋笼入孔后至浇筑混凝土完毕的时间不超过4小时。混凝土灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。灌注时要经常检测其坍落度，并控制在18-20cm之间。施工过程中要注意控制导管的埋深在2-6cm。当灌注接近设计位置时，若导管外泥浆稠度增大会造成混凝土顶升困难，可用水冲法稀释泥浆以提高灌注落差并适当加大埋深。
总结：尽管钻孔灌注桩已经在我国的房屋建筑地基工程中得到了广泛的应用，施工技术也已经比较成熟，但其施工过程毕竟仍然是一项技术性较强的系统工程。因此，必须充分调动施工人员的积极性和责任心，从原材料把关开始，严格控制施工工序和施工质量，打造高品质的房建地基工程。
参考文献：
[1]柯明生《浅谈钻孔灌注桩在基础施工中的质量控制》[J].四川建材2009（4）.
[2]冯小花《钻孔灌注桩的施工质量控制》[J].山西建筑2011（33）.
[3]佘伟强《桩基础施工技术的探讨》[J].山西建筑2011（17）.
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