青 海 恒 新 建 筑 工 程 有 限 公 司
QingHai  HengXin  Construction Engineering Co.,Ltd

13897413365

15297172999

鉆孔灌注樁施工法

發(fā)表時間:2020-04-22 05:38作者:建筑加固公司


青海鉆孔灌注樁施工_西寧鉆孔灌注樁施工.png




一、基本概念

灌注樁是指在工程現(xiàn)場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔,并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁,依照成孔方法不同,灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類。

二、施工方法

鉆孔灌注樁的施工,因其所選護壁形成的不同,有泥漿護壁方式法和全套管施工法兩種。

1、泥漿護壁施工法

沖擊鉆孔,沖抓鉆孔和回轉(zhuǎn)鉆削成孔等均可采用泥漿護壁施工法。該施工法的過程是:

平整場地→泥漿制備→埋設護筒→鋪設工作平臺→安裝鉆機并定位→鉆進成孔→清孔并檢查成孔質(zhì)量→下放鋼筋籠→灌注水下混凝土→拔出護筒→檢查質(zhì)量。

施工順序:

(1)施工準備

施工準備包括:選擇鉆機、鉆具、場地布置等。

鉆機是鉆孔灌注樁施工的主要設備,可根據(jù)地質(zhì)情況和各種鉆孔機的應用條件來布置。

(2)鉆孔機的安裝與定位

安裝鉆孔機的基礎如果不穩(wěn)定,施工中易產(chǎn)生鉆孔機傾斜、樁傾斜和樁偏心等不良影響,因此要求安裝地基穩(wěn)固。對地層較軟和有坡度的地基,可用推土機推平,再墊上鋼板或枕木加固。

為防止樁位不準,施工中很重要的是定好中心位置和正確的安裝鉆孔機,對有鉆塔的鉆孔機,先利用鉆機的動力與附近的地籠配合,將鉆桿移動大致定位,再用千斤頂將機架頂起,準確定位,使起重滑輪、鉆頭或固定鉆桿的卡孔與護筒中心在一垂線上,以保證鉆機的垂直度。鉆機位置的偏差不大于2cm。對準樁位后,用枕木墊平鉆機橫梁,并在塔頂對稱于鉆機軸線上拉上纜風繩。

(3)埋設護筒

鉆孔成敗的關鍵是防止孔壁坍塌。當鉆孔較深時,在地下水位以下的孔壁土在靜水壓力下會向孔內(nèi)坍塌、甚至發(fā)生流砂現(xiàn)象。鉆孔內(nèi)若能保持比地下水位高的水頭,增加孔內(nèi)靜水壓力,能為孔壁平衡孔外地下水壓力或者加大孔內(nèi)向水力、防止坍孔。護筒除起到這個作用外,同時還有隔離地表水、保護孔口地面、固定樁孔位置和鉆頭導向作用等。

制作護筒的材料有木、鋼、鋼筋混凝土三種。護筒要求堅固耐用,不漏水,其內(nèi)徑應比鉆孔直徑大(旋轉(zhuǎn)鉆約大20cm,潛水鉆、沖擊或沖抓錐約大40cm),每節(jié)長度約2~3m。一般常用鋼護筒。

(4)泥漿制備

鉆孔泥漿由水、粘土(膨潤土)和添加劑組成。具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤滑鉆具,增大靜水壓力,并在孔壁形成泥皮,隔斷孔內(nèi)外滲流,防止坍孔的作用。調(diào)制的鉆孔泥漿及經(jīng)過循環(huán)凈化的泥漿,應根據(jù)鉆孔方法和地層情況來確定泥漿稠度,泥漿稠度應視地層變化或操作要求機動掌握,泥漿太稀,排渣能力小、護壁效果差;泥漿太稠會削弱鉆頭沖擊功能,降低鉆進速度。

(5)鉆孔

鉆孔是一道關鍵工序,在施工中必須嚴格按照操作要求進行,才能保證成孔質(zhì)量,首先要注意開孔質(zhì)量,為此必須對好中線及垂直度,并壓好護筒。在施工中要注意不斷添加泥漿和抽渣(沖擊式用),還要隨時檢查成孔是否有偏斜現(xiàn)象。采用沖擊式或沖抓式鉆機施工時,附近土層因受到震動而影響鄰孔的穩(wěn)固。所以鉆好的孔應及時清孔,下放鋼筋籠和灌注水下混凝土。鉆孔的順序也應該事先規(guī)劃好,既要保證下一個樁孔的施工不影響上一個樁孔,又要使鉆機的移動距離不要過遠和相互干擾。

(6)清孔

鉆孔的深度、直徑、位置和孔形直接關系到成樁質(zhì)量與樁身曲直。為此,除了鉆孔過程中密切觀測監(jiān)督外,在鉆孔達到設計要求深度后,應對孔深、孔位、孔形、孔徑等進行檢查。在終孔檢查完全符合設計要求時,應立即進行孔底清理,避免隔時過長以致泥漿沉淀,引起鉆孔坍塌。對于摩擦樁當孔壁容易坍塌時,要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm;當孔壁不易坍塌時,不大于20cm。對于柱樁,要求在射水或射風前,沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的鉆機不同而靈活應用。通??刹捎谜h(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機、反循環(huán)旋轉(zhuǎn)機真空吸泥機以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥機清孔,所需設備不多,操作方便,清孔也較徹底,但在不穩(wěn)定土層中應慎重使用。其原理就是用壓縮機產(chǎn)生的高壓空氣吹入吸泥機管道內(nèi)將泥渣吹出。

(7)灌注水下混凝土

清完孔之后,就可將預制的鋼筋籠垂直吊放到孔內(nèi),定位后要加以固定,然后用導管灌注混凝土,灌注時混凝土不要中斷,否則易出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。

2、全套管施工法

全套管施工法的施工順序:

其一般的施工過程是:平場地、鋪設工作平臺、安裝鉆機、壓套管、鉆進成孔、安放鋼筋籠、放導管、澆注混凝土、拉拔套管、檢查成樁質(zhì)量。

全套管施工法的主要施工步驟除不需泥漿及清孔外,其它的與泥漿護壁法都類同。壓入套管的垂直度,取決于挖掘開始階段的5~6m深時的垂直度。因此應該隨時用水準儀及鉛垂校核其垂直度。

三、施工特點

1、與沉入樁中的錘擊法相比,施工噪聲和震動要小的多。

2、能建造比預制樁的直徑大的多的樁。

3、在各種地基上均可使用。

4、施工質(zhì)量的好壞對樁的承載力影響很大。

5、因混凝土是在泥水中灌注的,因此混凝土質(zhì)量較難控制。

6、費工費時,成孔速度慢,泥渣污染環(huán)境。

四、成孔問題

1、塌孔

預防措施:根據(jù)不同地層,控制使用好泥漿指標。在回填土、松軟層及流砂層鉆進時,嚴格控制速度。地下水位過高,應升高護筒,加大水頭。地下障礙物處理時,一定要將殘留的砼塊處理清除。孔壁坍塌嚴重時,應探明坍塌位置,用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上1-2m處,搗實后重新鉆進。

2、縮徑

預防措施:選用帶保徑裝置鉆頭,鉆頭直徑應滿足成孔直徑要求,并應經(jīng)常檢查,及時修復。易縮徑孔段鉆進時,可適當提高泥漿的粘度。對易縮徑部位也可采用上下反復掃孔的方法來擴大孔徑。

3、樁孔偏斜

預防措施:保證施工場地平整,鉆機安裝平穩(wěn),機架垂直,并注意在成孔過程中定時檢查和校正。鉆頭、鉆桿接頭逐個檢查調(diào)正,不能用彎曲的鉆具。在堅硬土層中不強行加壓,應吊住鉆桿,控制鉆進速度,用低速度進尺。對地下障礙進行預先處理干凈。對已偏斜的鉆孔,控制鉆速,慢速提升,下降往復掃孔糾偏。   

五、安裝問題

1、鋼筋籠安裝與設計標高不符

預防措施:鋼筋籠制作完成后,注意防止其扭曲變形,鋼筋籠入孔安裝時要保持垂直,砼保護層墊塊設置間距不宜過大,吊筋長度精確計算,并在安裝時反復核對檢查。

2、鋼筋籠的上浮

鋼筋籠上浮的預防措施:嚴格控制砼質(zhì)量,坍落度控制在20±2cm,砼和易性要好。砼進入鋼筋籠后,砼上升不宜過快,導管在砼內(nèi)埋深不宜過大,嚴格按照規(guī)范控制在2-6m之間,提升導管時,不宜過快,防止導管鉤鋼筋籠,將其帶上等。

3、水下砼灌注問題

(1)堵管

預防措施:商品砼必須由具有資質(zhì),質(zhì)量保證有信譽的廠家供應,砼的級配與攪拌必須保證砼的和易性、水灰比、坍落度及初凝時間滿足設計或規(guī)范要求,現(xiàn)場抽查每車砼的坍落度必須控制在鉆孔灌注樁施工規(guī)范允許的范圍以內(nèi)。灌注用導管應平直,內(nèi)壁光滑不漏水。

(2)樁頂部位疏松

預防措施:首先保證一定高度的樁頂留長度。因受沉渣和稠泥漿的影響,極易產(chǎn)生誤測。因此可以用一個帶鋼管取樣盒的探測,只有取樣盒中撈起的取樣物是砼而不是沉淀物時,才能確認終灌標高已經(jīng)達到。

(3)樁身砼夾泥或斷樁

預防措施:成孔時嚴格控制泥漿密度及孔底沉淤,第一次清孔必須徹底清除泥塊,砼灌注過程中導管提升要緩慢,特別到樁頂時,嚴禁大幅度提升導管。嚴格控制導管埋深,單樁砼灌注時,嚴禁中途斷料。拔導管時,必須進行精確計算控制拔導管后砼的埋深,嚴禁憑經(jīng)驗拔管。

六、加固應用

1、適用的地質(zhì)條件

施工方法適用于灌注樁的持力層應為碎石層,碎石含量應在50%以上,充填土與碎石無膠結(jié)或者為輕微膠結(jié),碎石的石質(zhì)要堅硬,碎石分布均勻,碎石層厚度要滿足設計要求。

2、加固機理

在灌注樁施工中將鋼管沿樁鋼筋籠外壁埋設,樁混凝土強度滿足要求后,將水泥漿液通過鋼管由壓力作用壓入樁端的碎石層孔隙中,使得原本松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙膠結(jié)成一個高強度的結(jié)合體。水泥漿液在壓力作用下由樁端在碎石層的孔隙里向四周擴散,對于單樁區(qū)域,向四周擴散相當于增加了端部的直徑,向下擴散相當于增加了樁長;群樁區(qū)域所有的漿液連成一片,使得碎石層成為一個整體,從而使得原來不滿足要求的碎石層滿足結(jié)構的承載力要求。在鉆孔灌注樁施工過程中,無論如何清孔,孔底都會留有或多或少的沉渣;在初灌時,混凝土從細長的導管落下,因落差太大造成樁底部位的混凝土離析形成“虛尖”、“干碴石”;孔壁的泥皮阻礙了樁身與樁周土的結(jié)合,降低了摩擦系數(shù),以上幾點都影響到灌注樁的樁端承載力和側(cè)壁摩阻力。漿液壓入樁端后首先和樁端的沉渣、離析的“虛尖”、“干碴石”相結(jié)合,增強該部分的密實程度,提高了承載力;漿液沿著樁身和土層的結(jié)合層上返,消除了泥皮,提高了樁側(cè)摩阻力,同時漿液橫向滲透到樁側(cè)土層中也起到了加大樁徑的作用。以上幾點均對提高灌注樁的單樁承載力起到不可忽視的作用。

3、壓漿參數(shù)的設定

壓漿參數(shù)主要包括壓漿水灰比、壓漿量以及閉盤壓力,由于地質(zhì)條件的不同,不同工程應采用不同的參數(shù)。在工程樁施工前,應該根據(jù)以往工程的實踐情況,先設定參數(shù),然后根據(jù)設定的參數(shù),進行試樁的施工,試樁完成后達到設計的強度,進行樁的靜載試驗,最終確定試驗參數(shù)。

(1)水灰比:水灰比一般不宜過大和過小,過大會造成壓漿困難,過小會使水泥漿在壓力作用下形成離析,一般采用015~017。

(2)壓漿量:壓漿量是指單樁壓漿的水泥用量,它與碎石層的碎石含量以及樁間距有關,取決于碎石層的孔隙率,在碎石層碎石含量為50%~70%,樁間距為4~5m的條件下,壓漿量一般為115~210t。它是控制后壓漿施工是否完成的主要參數(shù)。

(3)閉盤壓力:閉盤壓力是指結(jié)束壓漿的控制壓力,一般來說什么時候結(jié)束一根灌注樁的壓漿,應該根據(jù)事先設定的壓漿量來控制,但同時也要控制壓漿的壓力值。在達不到預先設定的壓漿量,但達到一定的壓力時就要停止壓漿,壓漿的壓力過大,一方面會造成水泥漿的離析,堵塞管道,另一方面,壓力過大可能擾動碎石層,也有可能使得樁體上浮。一般閉盤的最大壓力應該控制在018MPa。

根據(jù)預先設定的參數(shù),進行試驗樁的施工,再根據(jù)試樁的靜載試驗結(jié)果,最后確定工程樁的壓漿參數(shù),就可以進行工程樁的施工了。

4、后壓漿施工工藝

(1)施工工藝流程

灌注樁成孔→鋼筋籠制作→壓漿管制作→灌注樁清孔→壓漿管綁扎→下鋼筋籠→灌注樁混凝土后壓漿施工

(2)施工要點

①壓漿管的制作在制作鋼筋籠的同時制作壓漿管。壓漿管采用直徑為25mm的黑鐵管制作,接頭采用絲扣連接,兩端采用絲堵封嚴。壓漿管長度比鋼筋籠長度多出55cm,在樁底部長出鋼筋籠5cm,上部高出樁頂混凝土面50cm但不得露出地面以便于保護。壓漿管在最下部20cm制作成壓漿噴頭(俗稱花管),在該部分采用鉆頭均勻鉆出4排(每排4個)、間距3cm、直徑3mm的壓漿孔作為壓漿噴頭;用圖釘將壓漿孔堵嚴,外面套上同直徑的自行車內(nèi)胎并在兩端用膠帶封嚴,這樣壓漿噴頭就形成了一個簡易的單向裝置:當注漿時壓漿管中壓力將車胎迸裂、圖釘彈出,水泥漿通過注漿孔和圖釘?shù)目紫秹喝胨槭瘜又校炷凉嘧r該裝置又保證混凝土漿不會將壓漿管堵塞。

②壓漿管的布置將2根壓漿管對稱綁在鋼筋籠外側(cè)。成孔后清孔、提鉆、下鋼筋籠,在鋼筋籠吊裝安放過程中要注意對壓漿管的保護,鋼筋籠不得扭曲,以免造成壓漿管在絲扣連接處松動,噴頭部分應加混凝土墊塊保護,不得摩擦孔壁以免車胎破裂造成壓漿孔的堵塞。按照規(guī)范要求灌注混凝土。

③壓漿樁位的選擇根據(jù)以往工程實踐,在碎石層中,水泥漿在工作壓力作用下影響面積較大。為防止壓漿時水泥漿液從臨近薄弱地點冒出,壓漿的樁應在混凝土灌注完成3~7d后,并且該樁周圍至少8m范圍內(nèi)沒有鉆機鉆孔作業(yè),該范圍內(nèi)的樁混凝土灌注完成也應在3d以上。

④壓漿施工順序壓漿時最好采用整個承臺群樁一次性壓漿,壓漿先施工周圈樁位再施工中間樁;壓漿時采用2根樁循環(huán)壓漿,即先壓第1根樁的A管,壓漿量約占總量的70%(111~114t水泥),壓完后再壓另1根樁的A管,然后依次為第1根樁的B管和第2根樁的B管,這樣就能保證同一根樁2根管壓漿時間間隔30~60min以上,給水泥漿一個在碎石層中擴散的時間。壓漿時應做好施工記錄,記錄的內(nèi)容應包括施工時間、壓漿開始及結(jié)束時間、壓漿數(shù)量以及出現(xiàn)的異常情況和處理的措施等。

⑤壓漿施工中出現(xiàn)的問題和相應措施:

a、噴頭打不開壓力達到10MPa以上仍然打不開壓漿噴頭,說明噴頭部位已經(jīng)損壞,不要強行增加壓力,可在另一根管中補足壓漿數(shù)量。

b、出現(xiàn)冒漿壓漿時常會發(fā)生水泥漿沿著樁側(cè)或在其他部位冒漿的現(xiàn)象,若水泥漿液是在其他樁或者地面上冒出,說明樁底已經(jīng)飽和,可以停止壓漿;若從本樁側(cè)壁冒漿,壓漿量也滿足或接近了設計要求,可以停止壓漿;若從本樁側(cè)壁冒漿且壓漿量較少,可將該壓漿管用清水或用壓力水沖洗干凈,等到第2天原來壓入的水泥漿液終凝固化、堵塞冒漿的毛細孔道時再重新壓漿。

c、單樁壓漿量不足壓漿時最好采用整個承臺群樁一次性壓漿,壓漿先施工周圈樁形成一個封閉圈,再施工中間,能保證中間樁位的壓漿質(zhì)量,若出現(xiàn)個別樁壓漿量達不到設計要求,可視情況加大臨近樁的壓漿量作為補充。

七、控制技術

1、準備階段

(1)施工人員對施工地點地質(zhì)情況、樁位、樁徑、樁長、標高等了解清楚。

(2)樁位放樣。測量人員將4根直徑400mm的鋼管打入強風化層作為定位樁。

(3)將吊裝工字鋼焊接的鋼圍堰導向樁與定位樁分層聯(lián)結(jié)固定,確保導向框位置準確。

(4)插打鋼護筒。鋼護筒壁厚12mm,根據(jù)各墩不同地質(zhì)情況決定護筒長度,護筒下沉深度穿過覆蓋層。

(5)插打鋼板樁圍堰。采用拉伸--Ⅲ型鋼板樁沿導向框排列。用Dz-60Y型振動錘振動下沉,直至穿過覆蓋層為止。

2、鉆孔階段

(1)安設鉆機,使鉆桿中心重合,其水平位移及傾斜度誤差按規(guī)范要求調(diào)整。

(2)用沖擊鉆鉆孔時,應待相鄰孔位上已灌注好的混凝土凝固并已達到一定強度時,才能開鉆。

(3)鉆孔過程采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進施工技術,在黏土層,適當少投泥土,靠鉆進自行造漿,在砂土層則加大泥漿濃度固壁。鉆進速度始終和泥漿排出量相適應。

(4)孔內(nèi)始終保持0.2kg/cm2的靜水壓力,護筒內(nèi)水位始終高于水庫水位,遇松散地層時,適當增大泥漿相對密度和稠度,盡量減輕沖液對孔壁的影響,同時降低轉(zhuǎn)速和鉆壓以滿足施工質(zhì)量控制要求。

(5)鉆進過程嚴禁孔內(nèi)掉進鉆頭、鉆桿及其他異物,經(jīng)常檢查鉆頭的磨損情況。

(6)鉆進過程隨時留取渣樣,每米不少于1組,在離設計標高1.0~1.5m范圍內(nèi),每30cm留1組,每根樁渣樣不少于3組。

3、清孔階段

(1)清孔是鉆孔樁施工中保證成樁質(zhì)量的重要一環(huán)。通過清孔盡可能使沉渣全部清除,使混凝土與基巖接合完好,以提高樁底承載力。

(2)終孔后,將鉆頭提至距孔底的0.2-0.3m處,使之空轉(zhuǎn),然后將殘存在孔底的鉆渣吸出;必要時投入適量純堿以提高泥漿比重和膠結(jié)能力,使沉渣排出孔外。

(3)當鋼筋籠下沉固定后,再次復檢孔深和沉渣厚度等。若沉渣超標,可用導管中附屬的風管再次清孔,直至全部符合設計要求和工藝標準。

(4)清孔結(jié)束前,將泥漿比重調(diào)整到規(guī)定范圍,以保證水下混凝土的順利灌注,同時保證成樁質(zhì)量。

4、鋼筋籠的制作及安裝注意事項

(1)鋼筋籠制作時,主筋連接,樁身縱向受力鋼筋的接頭應設置在樁身受力較小處;接頭位置宜相互錯開,且在35d的同一接頭連接區(qū)段范圍內(nèi)鋼筋接頭不得超過鋼筋數(shù)量的50%;主筋與箍筋應點焊。

(2)鋼筋籠應整體吊裝,吊裝時不得碰損孔壁。鋼筋籠吊放前,必須清除槽底沉渣,孔底沉渣厚度≤200mm。鋼筋籠吊放到設計位置時,應檢測其水平位置和高程是否達到設計要求,檢測合格后應立即固定鋼筋籠,鋼筋籠入孔后至澆筑混凝土完畢的時間不超過4小時。

(3)鋼筋籠在制作、運輸、吊裝過程中應采用有效措施防止鋼筋籠變形。

(4)在鋼筋籠上有預埋鋼筋處應采用聚乙烯泡沫板覆蓋預埋件,以便于需要時鑿出預埋件。

5、灌注混凝土注意事項

(1)砼坍落度18~22cm、粗骨料粒徑小于40mm。

(2)混凝土灌注在二次清孔結(jié)束后30分鐘內(nèi)立即進行。

(3)采用Φ250法蘭式導管自流式灌注混凝土。導管聯(lián)結(jié)要平直,密封可靠;導管下口距孔底30cm~50cm為宜。

(4)首盤澆筑:初灌量必須保證導管底部埋入混凝土中80cm以上,且連續(xù)灌注。

(5)正常灌注混凝土時,導管底部埋于砼中深度宜為2~6m之間。

(6)一次拆卸導管不得超過6m,每次拆卸導管前均要測量砼面高度,計算出導管埋深,然后拆卸。不要盲目提升、拆卸導管,導管最小埋深2.0m。




青海恒新建筑工程有限公司

分享到:
青海恒新建筑工程有限公司
辦公時間:周一至周六(8:30-18:00)
公司地址:青海省西寧市海湖新區(qū)萬達中心4號寫字樓34樓13406室
聯(lián)系方式:13897413365  15297172999  0971-8237863
E-mail:13897413365@163.com    25606138@qq.com    1919250613@qq.com