1、1减小冲击钻孔桩混凝土充盈系数的措施摘要:冲击钻孔桩灌注混凝土充盈系数过大,浪费了混凝土费用,增加了成本支出。项目部组织“QC”攻关,找出原因,提出对策,减小钻孔桩扩孔、混凝土充盈系数。 关键词:铁路工程;钻孔桩;扩孔系数;充盈系数;控制;对策 1 工程概况 城际铁路站前 I 标管段全长 4883 米,主要工程项目:某特大桥,全长 3284.23m,钻孔桩 853 根,共 25234 米,采用 C40 耐久混凝土,共21807m3。地质情况主要位于下蜀区域,自上而下,主要为人工填土、黏土、粉质黏土、淤泥质土、粉砂、粉土、中砂、砾砂、碎石土、圆砾土、(全、强、弱风化)粉砂岩、 (全、强、弱风化)
2、粗安岩、 (全、强、弱风化)凝灰岩。钻孔桩设计均为嵌岩桩,成孔方法全部采用冲击钻。 2 术语解释 2.1 扩孔系数:钻孔桩实际平均桩径与设计桩径之比。 2.2 充盈系数:钻孔桩混凝土实际灌注与设计灌注数量之比。 2.3 冲击钻孔:采用冲击钻机带动冲击钻头(十字实心锥) ,上下往复冲击,将钻孔中的土石砸裂、破碎或挤入孔壁中,用泥浆悬浮出渣,使冲击钻头能经常冲击到土或岩层,然后再用抽渣筒取出钻渣造成桩孔,灌注混凝土成桩。 3 出现的问题 22011 年 11 月份以前,大桥钻孔桩灌注混凝土超设计较多,例如:23-6#,设计桩长 28m,桩径 1m,设计混凝土 22m3,实际灌注混凝土30m3,超设
3、计达 8m3,调查分析原因:超钻 0.227m,实际桩头加长暂按1.3m,则按桩径 1m 计算应耗混凝土为 23.2m3,实耗 30m3,超设计6.8m3。则实际截面积:S=30/(28+0.227+1.3)=1.016m2,扩孔系数为:(1.016/0.785)=1.294,扩孔系数远远超过规定的 1.1。 4 分析原因 4.1 由于施工人员没有控制好钻进深度,待清孔后测量发现超钻0.227m,浪费 0.2m3。 4.2 验标和技术交底规定桩头应加长 1m,但实际加长 1.3m,超灌0.3m,浪费 0.24m3。 4.3 验标和技术交底规定桩头应加长 1m,必须超灌(0.7851.15)=0
4、.9m3。 4.4 监理单位要求,锤头直径 1m,实测最大处 1.02m,锤头直径不合理。 4.5 检孔器外径 1m,变形处最大 1.03m,检孔器外径不合理、制作不规范。 4.6 设计钢筋笼耳筋至耳筋外距 1.03m,大于设计桩径。 4.7 地质情况:地表为人工杂填土,以下为粉质黏土、粉土、粉砂、中砂、粗安岩,其中粉砂层 5.8m、中砂层 9.1m,两者合计 14.9m,均位于地下水以下。 4.8 地基情况:原为水田,地表夯填土 0.5m,经过长时间的桩机冲3击作业,表面发生了局部沉降,加上机械与地面接触主要靠前后两根滚轮。 4.9 搅拌站出站混凝土,通过委外称重,基本一致。 5 制定对策
5、5.1 严格控制钻进深度,接近终孔前,应加密测量,确保不超钻。测绳应采用铁丝质地材料制成,使用前,应用钢尺检校,杜绝不因测绳自身原因影响钻进孔深。 5.2 桩头加长规范规定不小于 1m,桩头加长主要为了保证桩头的密实度。根据以往施工经验,桩头加长可小于 1m,一般应控制在 0.8m 即可,同时考虑便于搅拌站搅拌混凝土计量,桩头加长按 0.80.2m。 5.3 锤头直径以保证桩径达到 1m 即可,锤头直径达到 9597cm 一般可保证桩径。 5.4 检孔器直径一般不与桩径一致,根据经验,检孔器外径达到98cm 即可满足要求。检控器内箍筋间距加密至 2m,保证过程不变形。 5.5 减小耳筋高度,耳
6、筋到耳筋外距控制在 1m,且满足混凝土保护层要求。 5.6 对软弱地基加大填土厚度,填完后应进行碾压夯实,提高地基承载力。 5.7 桩机应经常测量垂直度,桩机倾斜,影响锤头上下线路,最终造成扩孔。 5.8 控制桩机的稳定性,桩机调平后,沿滚轴垫枕木,采用角钢固定、木楔楔紧,保证桩机作业过程中不滑移。 45.9 钻头冲击过程中,宜多拉少松,减小锤头撞击孔壁,减小扩孔系数。 5.10 出渣后及时补充泥浆,控制泥浆质量,在松散的粉砂、流砂中控制进尺,选用较大的相对密度、粘度、胶体率的泥浆。控制清孔时间,时间不宜过长,否则易造成塌孔或扩孔过大。 6 结论 按照以上对策实施后,我们统计已施工的桩基础,发现混凝土的充盈系数明显减小,通过 PDCA 不断循环,基本达到了我们预期的效果,例如:9-3#,桩径 1.0m,桩长 31.5m,设计混凝土 24.73m3,实际灌注混凝土 27m3,混凝土充盈系数 1.09。按对策桩头加长 0.8m,则截面积S=27/(31.5+0.8)=0.836m2,设计截面积 0.785m2,扩孔系数为0.836/0.785=1.06,达到了预期目标。