人工成孔灌注（精选8篇）
人工成孔灌注 篇1
在建筑物施工过程中, 桩基础是一种应用较为广泛的基础类型。灌注桩属于非挤土或部分挤土桩, 具有施工简便、对环境影响小、承载力大等优点。因此, 在建筑和桥梁工程中较多选用灌注桩。而灌注桩根据成孔方式又可以分为钻孔灌注桩和人工成孔灌注桩两类。其中人工成孔灌注桩以其施工噪音小、单桩承载力高、桩身刚度大、机具简单等特点应用于房屋及民用建筑施工的基础工程中。在我国有的城市中 (如广东惠州等) 以挖孔桩为当地高层建筑的主要桩型 (占该地高层建筑用桩总量的75%左右) 。人工成孔灌注桩所支撑的建筑物层数也已达50层以上, 如北京京广大厦、深圳国贸中心大厦等, 桩身已逾50m。
下面将结合兰州石化公司综合队搬迁还建项目对人工成孔灌注桩的施工工艺进行以下的介绍。
在综合队搬迁还建项目中, 根据地勘报告, 在地下7m左右就已经出现了力学性能较好的卵石层, 而此层层面较平缓, 厚度稳定, 承载力特征值达450KPa, 是理想的持力层。最后根据以上采用了人工成孔灌注桩的形式, , 见表1。
1 施工准备
在人工成孔之前, 施工现场分别准备了线坠、吊具 (用于材料和弃土的垂直运输以及供施工人员上下工作使用) 、镐、锹等挖运工具和应急软爬梯等相关工具及相关的资料。
根据现场的实际情况, 首先对场地进行了“三通一平”处理, 然后测量员开始按施工图纸准确放线, 确定桩位中心位置, 并向桩心位置四周引出四个控制点, 以控制桩心。与此同时, 在施工地点的周围用钻孔机具先试打两个实验桩孔, 分析土质、水文等有关情况, 并采用降水工艺时刻进行抽水保证地下水位降低至桩低以下0.5m左右。由于人工成孔操作的安全至关重要, 在开挖前还需要对现场的施工人员进行全面的安全技术交底, 并对现场的成孔工具逐一进行了安全可靠的检查, 确保了施工现场的安全。另外由于这次工程的部分桩距小于4.5m, 所以在施工中采用了两种开挖的方法以保证施工的安全。一是跳桩位开挖, 另外一个是错开深度开挖, 每次开挖深度不得大于0.5m。在施工前还需专门用钢板制作护筒, 如图1所示。目的是为了防止成孔时发生塌孔。
2 人工成孔的施工过程
2.1 护壁的制作
按要求在真正成孔之前在每个孔上做了相应的护壁。为了便于挡土、挡水, 每一个护壁均高出地面150~200mm, 护壁采用的是C20素混凝土。
由于护壁的形状为一个圆台体, 所以浇筑护壁的模板相应的也呈圆台体形状。其上孔的直径等于设计桩径, 下孔的直径大于设计桩径的20cm, 整个的高度为0.5m。由3块呈曲面扇形的薄钢板制作而成, 为了防止内模因涨力而变形, 还在背后焊接了三角铁作为骨架起到支撑的作用。相邻两块模板拼缝要预留2cm的间隙, 拼接时用螺栓将相邻模板从拼缝固定, 并用木条将其余间隙填塞。每次支模均要以十字线吊中, 从而保证桩位和孔半径的准确性, 还必须把垂直度的偏差控制在了规范允许的1%以内。
为尽快达到强度要求, 在浇筑护壁的混凝土里要加入适量的速凝剂, 同时为了控制孔壁的稳定性, 把混凝土的塌落度一定要控制在了80~100mm。
由于护壁混凝土在地表以下, 温度、湿度对护壁混凝土强度的形成和增长非常有利, 经过检测, 1d混凝土的强度就能达到10Mp, 所以1d以后就进行了拆模。
2.2 成孔
在浇筑完护壁后, 开始在孔口安装了相关的垂直运输支架。在人工成孔之前, 要求现场的施工人员挖孔时必须做到所有开挖孔的侧壁要光滑平整, 底面要水平, 挖出的土方要及时的外运, 不得堆放在孔边。
成孔的方法采用的是由人工自上而下用镐、锹逐层进行挖土, 同一段内按照先中间后周边的次序挖土。在每一节成孔结束后, 为了防止无关人员坠落, 必须用活动的安全盖板对孔进行了遮盖。
根据地勘报告, 在人工挖掘到地下7m左右就已经出现了力学性能较好的卵石层, 是理想的持力层。
2.3 检查验收
在全部成孔结束以后, 还必须对桩身直径、成孔尺寸、孔底标高、桩位中线、虚土厚度进行了全面的测定, 做好了施工记录, 办理了相关的隐蔽验收手续。
2.4 人工成孔施工要点
对于一个人工成孔的灌注桩, 从表2中能清晰的看出, 在成孔的过程中, 桩的直径和成桩的垂直度是成孔过程中非常重要的控制问题。
垂直度和桩身直径:事先分别按照JZ-1和JZ-2的尺寸做几个长为0.5m和0.6m的尺杆, 每节桩孔护壁做好后, 每下挖1m都用全站仪观测找到孔口的中心, 同时采用十字线对中, 吊线锤向井底投设, 随着成孔深度的变化线锤的长度也会发生变化, 与此同时用尺杆对桩身直径进行校正, 同时检查孔壁的平整度, 对有问题的孔要及时进行修边。
3 钢筋笼的制作与安装
3.1 钢筋笼的制作
钢筋笼的制作多为施工工地现场制作。考虑到钢筋笼的长度, 同时为了保证吊装过程中不发生变形, 必须每隔两米在主筋的内侧做一条加强筋。
在制作完每一个钢筋笼, 必须按表3对加工制作好的钢筋笼进行逐一的检查和校正。
3.2 钢筋笼的安装
在吊放钢筋笼之前, 需要检查孔内的情况, 以确定孔内无塌方和沉渣, 安放时要对准孔位, 扶稳、缓慢、顺直, 以避免碰撞孔壁, 严禁墩笼和扭笼。放入后应反复校正设计标高。为了防止钢筋笼在浇筑混凝土的时候发生变形和钢筋移位, 在安装好钢筋笼后, 必须用架杆或其他物体将钢筋笼束缚在一个相对稳定的状态下。
4 桩身混凝土的浇筑
当钢筋笼正确放入孔中后, 为了防止浮浆, 可以采用塌落度较大的混凝土进行浇筑。
在浇筑混凝土的过程中, 应继续抽取地下水, 防止地下水进入孔中, 影响浇筑混凝土的效果。混凝土边浇筑边插实, 采用插入式振动器和人工插实相结合的方法, 以确保混凝土的密实度。在进行浇筑的同时, 相邻10m范围内的挖孔作业应停止, 并不得在孔底留人, 防止因各种原因造成的相邻桩坍塌而引发的事故。浇筑完后, 每根桩应留不得少于1组 (3块) 的试块, 并及时提出实验报告。
5 基桩的检测
检测数量及方法:采用低应变法和高应变法检测桩身完整性。 (本工程以低应变法检测18根桩身的完整性)
检测目的:判断工程所检测桩承载力是否满足要求;检测桩身缺陷及其位置, 判断桩身完整性类别。
基桩的检测, 必须严格依据《建筑基桩检测技术规范》执行。被检测桩均需被凿去浮浆及破损部分, 露出新鲜密实的混凝土;每根桩布置2~4个检测点。
经分析低应变抽检的18根工程基桩, 根据表4, 16根基桩桩身完整, 根据桩身完整性评价的原则, 评价为Ⅰ类;2根基桩的桩身有轻度缺陷, 评价为Ⅱ类, 检测结果汇总见表4。
6 结束语
人工成孔灌注桩采用人工挖土成孔, 灌注混凝土浇捣成桩, 相比机械钻孔灌注桩具有绿色环保、施工灵活方便、单桩承载力高等优点, 所以在桩基中应用较多。
参考文献
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[6]朱奎.桩基质量事故分析与对策[M].北京:中国建筑工业出版社, 2009, 8.
人工成孔灌注 篇2
4.1施工单位根据控制桩做好桩位中心放样，并整理资料上报监理，由监理复测，监理复测的频率为100%，
4.2在监理对桩位中心点进行确认合格后，施工单位方可据此设置桩中心点。
4.3主要控制桩及临时的水准点应有明显标志及良好的保护措施，定期进行复测认可放可使用，临时水准点闭合差应符合规定标准。
4.4在钻孔过程中，
施工单位要控制好施钻速度，掌握好泥浆比重，采用优质泥浆护壁成孔是防止缩孔和成孔后坍塌的有效措施。为使孔壁稳定良好，钻孔成孔时要针对地层变化对泥浆性能及时适当调整。孔内水位必须稳定地高出孔外水位。
4.5在钻孔达到设计高程后,即刻进行终孔检察,测量核实,并报监理复核后即可进行第一次清孔。
4.6取钻后用钢筋探孔器吊入孔内检测孔深、孔径、垂直度。
4.7在施工单位完成二次清孔后,监理根据施工单位自检Y料,对孔深.沉渣厚度.泥浆比重进行测定,符合要求后方可开始浇灌水下砼。
浅谈人工挖孔灌注桩成孔要点 篇3
青海省西宁至湟源一级公路K32+022中桥是跨越湟水河的一座中型桥梁, 设计荷载汽车-超20级;挂车-120级, 桥面宽度:2*净11.25m (100Km/h) 上部结构采用4*20m先简支后连续预应力混凝土连续空心板, 下部结构台身为桩基肋板台, 墩身为桩基柱式墩。该桥平面位于圆曲线内, 立面位于i=0.785%的直线坡段内。湟水河是受季节影响较为明显的常年性河流, 桥位处河道较窄约40m。
湟水河2号中桥设计有桥台φ120cm桩基每支长11.0m共16支, 实际挖孔深在14m至15m之间, 设计桩顶以下0~6m为干处挖孔, 6m以下为水下挖孔桩, 设计桩顶0~4m为素土夹砾质土层, 4m以下分别为砂砾土质、中粒土、巨粒土, 其中0号台桩基有部分淤泥质土层;桥墩φ150cm桩基每支长18.0m共12支实际挖孔深在20m至24m之间。桥墩桩基挖孔前均进行了围堰回填, 0~3m为干处挖孔, 3m以下均为水下挖孔桩, 设计桩顶以下分别为砂砾土质、中粒土、巨粒土, 其中3号墩左幅桩基遇次风化岩夹层。
2 施工过程
2.1 施工前的准备工作
在正式施工前, 应具备以下工程资料。主要包括施工场地的工程地质和水文资料;桩基施工图纸会审纪要;施工场地地下管线 (管道) 资料;主要施工机械及其配套设备的技术性能资料;经监理工程师批准的桩基的施工组织设计及材料质检报告等。
施工前制定周详的质量管理措施。主要包括现场布置图、现场质量安全管理责任制度、施工安全管理制度及安全保障措施及安全应急预案、专项 (不良气候) 施工的技术措施等。
2.2 人工挖孔的施工
开始挖孔前, 首先应根据总体计划中的开挖顺序进行围堰改渠, 架设便桥等工作, 平整好场地, 清除地表松软土层和一切杂物, 布置好控制网, 采用十字交叉法订立每一桩孔的准确位置。
根据设计桩径及护壁厚度在地面上放出开挖线, 然后向下挖深1m, 浇筑混凝土井圈及第一节护壁。井圈应高出地面20cm, 厚度25cm。而后将桩位纵横中心线测放到井圈上, 偏差不超过2cm, 并测出孔口控制高程, 以利于下部掘进的高程控制。
修筑钢筋混凝土井圈应保证护壁的配筋和混凝土浇筑强度。上下节护壁的搭接长度不得小于5cm, 每节护壁在当日施工完毕后宜养护24h后拆除。本工程中护壁砼采用与桩身同标号即桥台桩基护壁为厚度1 5 c m C 3 0混凝土, 桥墩桩基护壁为厚度15cm C25混凝土, 浇筑砼经过24小时后拆模强度可达3MPa以上, 施工的安全系数较高。
进行第二节井孔土方开挖时, 先从井口用垂球吊线找出井孔中心点, 并在井孔底部打一短木桩, 将桩中心投影到木桩顶上, 以此为据进行第二节护壁的土方开挖。开挖完成后进行桩位复核、安装护壁模板并及时浇筑护壁混凝土。
重复上述过程即可完成挖土护壁的工作, 直至桩底设计高程。在施工过程中, 以每一节护壁为验收步骤, 合格后方可进行下节的开挖施工。挖至设计标高后应清理好护壁上和孔底的渣物, 验收合格后方可进行下步混凝土的浇筑。
本工程挖孔桩施工过程中遇到的技术难点有:地下水、流砂、淤泥质土层、巨粒土层、次风化岩夹层等, 分别采取了如下技术措施。
(1) 地下水。
本工程施工过程中所有桩基均受到了地下水的影响, 它给挖孔桩施工带来许多困难, 根据地下水水量不同采取了如下措施。
地下水量不大时选用潜水泵抽水, 边抽水边开挖, 成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁, 然后继续下一段的施工。水量较大时, 采取了对河道水流进行改移, 并从施工顺序考虑, 采取对周围桩孔同时抽水, 以减少开挖孔内的涌水量, 采取交替循环施工的方法, 达到了良好的效果。
(2) 流砂。
本工程桩基地质条件较好, 流砂现象仅在1号墩桩基成孔过程中发生, 流砂层厚度不大, 根据流砂的具体情况可分别采取了如下措施。
流砂情况较轻时采取缩短开挖深度, 将正常的100cm左右一段, 缩短为50cm, 以减少挖层孔壁的暴露时间, 及时进行护壁混凝土浇筑。
流砂情况较为严重时采取纺织袋土逐渐堆堵, 形成桩孔的外壁, 并控制保证内壁满足设计要求, 及时进行护壁混凝土浇筑。
流砂情况更为严重采用以上办法不能奏效时, 可采用下钢套筒 (护壁外模) 或挡土板支挡的办法解决, 采用的钢套筒与护壁相似直径径比护壁模板大30cm, 当开挖达到深度时分片组装成型, 并快速浇筑护壁砼。
(3) 淤泥质土层。
本工程0号台桩基有部分桩基遇到了淤泥质土层, 开挖成孔相对困难, 开挖过程中采取了如下措施。
在初遇淤泥质土层等软弱土层时, 首先缩短开挖深度及时浇筑混凝土护壁即可解决;当淤泥现象严重时用木方、木板模板等支挡, 开挖深度控制在50cm左右并及时浇注混凝土护壁。
(4) 巨粒土层。
本工程所有桩基均遇到了巨粒土, 粒径超过桩孔直径的巨石较多, 开挖极为困难, 为保证施工质量和进度, 采取了如下措施:
在遇到巨粒土层后, 首先采取人工采用了扩孔开挖, 当巨石的小直径小于孔径时设法调整巨粒土的小直径与孔口平行, 并用钢丝网兜捆绑稳固后用起重设备缓慢吊其出孔, 当巨石过大时安排经验丰富的石匠进行井底人工解小, 部分巨石无法进行人工解小时则采用孔底小型爆破, 解小到有一方向小于孔径后在孔底调整好巨粒土位置, 同样采用起重设备将其吊运出孔, 起吊过程中应严格按照操作规程, 避免其对已浇筑的护壁碰撞发生意外, 对孔内扩挖的部分采用纺织袋装砂砾堆填后的进行护壁浇筑。
(5) 次坚石岩夹层。
本工程施工过程中3号墩左幅桩基遇到了次坚石岩夹层。采用小直径浅孔微差爆破开挖, 选用该爆破主要为减小爆破对护壁的影响, 爆破用炸药选用防水性好的炸药, 另外为了保证成孔护壁在爆破施工中的稳定性, 选用爆炸威力适中的炸药。采用电雷管起爆网络, 禁止使用导火索、火雷管起爆网络。为取得较好的爆破效果, 保护护壁的稳定性, 应选用微差爆破使用的秒延期雷管, 周边眼滞后掏槽眼起爆0.1s以上。
通过本工程人工挖孔桩的施工笔者认为, 除注意以述技术问题以外, 合理安排人工挖孔桩的施工顺序, 对减少施工难度也可起到重要作用, 在施工方案中要认真统筹, 根据实际情况合理安排。在可能的条件下, 先施工比较浅的桩孔, 后施工深一些的桩孔。因为一般桩孔愈深, 难度相对愈大, 较浅的桩孔施工后, 对上部土层的稳定起到加固作用, 也减少了深孔施工时的压力。在含水层或有动水压力的土层中施工, 应先施工外围 (或迎水部位) 的桩孔, 这部分桩孔混凝土护壁完成后, 可保留少量桩孔先不浇筑桩身混凝土, 而做为排水井, 以方便其它孔位的施工。保证了桩孔的施工速度和成孔质量。
3 结语
人工成孔灌注 篇4
人工成孔灌注桩指的是桩孔采用人工挖掘的方法进行成孔, 然后安放钢筋笼后, 再浇筑混凝土而成的桩。人工成孔灌注桩一般应用于直径比较粗, 压力较大且楼层较少的结构主体。承台设置在人工成孔灌注桩的上面, 再通过承台梁联系、拉结起来, 使每个灌注桩的受力均匀分布, 从而来支撑整个建筑物。
人工挖孔灌注桩适用于土质较好、地下水位较低的黏土、亚黏土、含少量砂卵石的黏土层, 可用于高层建筑、公用建筑、水工建筑做桩基, 作支承、抗滑、挡土之用, 因而受到越来越广泛的应用。但也有其不足之处比如其劳动强度大, 井下作业条件差, 作业环境恶劣等。
1 人工挖孔灌注桩的工艺
1.1 人工挖孔灌注桩的施工准备
第一, 人工挖孔灌注桩施工场地的准备。要将人工挖孔灌注桩施工场地进行清理, 做到地表平实, 杂物清除, 对于影响挖孔的软土做到及时清理。
第二, 人工挖孔灌注桩施工的机械和备品的准备。人工挖孔灌注桩需要的铁锹、吊车、发电机、通风管、安全帽、钢丝绳、吊桶等, 备品和设备要做到数量上的保障, 并应该根据具体的要求对设备和机械进行安全和性能的检验。
第三, 人工挖孔灌注桩的技术准备。要对人工挖孔灌注桩的施工人员进行技术培训、安全知识讲座、防护技能教育和技术交底, 并制定出人工挖孔灌注桩安全和施工的管理规范, 避免问题的出现。
1.2 测量控制
桩位轴线采取在地面设十字控制网、基准点, 然后定出桩中心线, 砌好井圈。井圈顶标高为桩顶标高, 挖方时可以考虑井内出土量适当超挖, 以减少井内取土的外运。
1.3 人工挖孔灌注桩的开挖
在透水层区段的护壁上应预留有泄水孔, 这样可以方便井内组织排水, 接管排水较为方便。在浇筑混凝土之前, 应堵塞。在地表墩台位置的四周挖截水沟, 妥善引流孔内排出孔外的水, 使这部分水远离桩孔。在灌注桩基混凝土时, 如果桩孔只有少量的渗水情况发生, 则应采取同时灌注的措施, 这样可以避免将水集中一孔增加了施工难度。人工挖孔时如果遇到涌水量较大的潜水层层压水的情况, 应采用水泥砂浆灌卵石环圈将潜水层进行封闭处理的措施, 人工挖孔在达到设计标高后, 对孔底应做相应处理, 做到平整、无污泥及沉淀等软层。
1.4 钢筋笼制作和安装
钢筋笼骨架在加工场地制作, 用卡板成型法控制钢筋笼直径和主筋间距, 根据桩孔长度予以下料制作, 箍筋采用螺旋箍或焊接封闭箍筋, 在距桩孔1500mm范围内箍筋加密, 并在主筋外侧每隔2m加设一道不小于∮12的焊接封闭加劲箍, 加劲箍与主筋焊接牢固。桩基钢筋笼的吊装过程中, 下放钢筋笼应缓慢均匀, 根据下笼深度, 随时调整钢筋笼入孔的垂直度, 应尽量避免钢筋笼倾斜及摆动, 避免碰及桩壁。放入后应反复校正设计标高并用工艺筋固定, 防止钢筋笼下沉或上浮, 同时用垫块按设计要求支设好钢筋保护层。
1.5 混凝土浇注
第一, 钢筋笼就位后, 浇筑混凝土前, 应进行清孔工作, 要求孔壁、孔底必须清理干净, 孔底无浮渣, 孔壁无松动。
第二, 要控制人工挖孔灌注桩的混凝土配合比, 要确保混凝土灌注过程中不出现凝结、离析、堵管的问题。
第三, 混凝土浇筑如采用预拌混凝土, 可将泵车导管直接伸入桩孔内, 保证混凝土自由落体高度在2m以内, 混凝土要连续浇筑, 分层振捣。混凝土桩身分层浇筑, 分层振捣, 直至桩顶。在混凝土初凝前进行抹压以免出现裂缝, 为保证上部承台与底板的良好的连接, 应将表面出现的浮浆层凿除。混凝土浇筑过程中, 每台班都要按规定留置试块, 且浇筑后完要进行及时养护。
2 质量要求
2.1 挖孔质量要求
(1) 桩孔位中心允许偏差小大于±10mm; (2) 灌注桩的桩孔径允许偏差和垂直度允许偏差必须符合表1的规定; (3) 护壁混凝土厚度允许偏差±30mm; (4) 孔底不允许有虚土、杂物。
2.2 灌注桩钢筋、混凝土质量要求
(1) 对所有的钢筋应按检验要求进行抽检, 满足要求经监理批准后方可使用; (2) 钢筋的制作和安装应按相关设计和规范要求进行; (3) 钢筋笼的制作偏差应控制在以下范围内:主筋间距±10mm;箍筋间距±20mm;钢筋笼直径±10mm;钢筋笼长度±50mm; (4) 桩身混凝土的抗压、抗拉强度应满足设计要求; (5) 桩身混凝土应均匀、密实、完整、小得有蜂窝、孔洞、裂隙、混浆、夹层、断桩等不良现象; (6) 桩长、桩径、和桩顶高程应满足设计要求, 不得有缩径和欠浇现象。
3 人工挖孔灌注桩的施工安全注意事项
(1) 施工现场所有设备、设施、安全装置、工具、配件以及个人劳保用品等必须经常进行检查, 确保完好和安全使用; (2) 挖孔作业人员、监护人员, 必须戴安全帽, 严禁穿拖鞋、赤脚、酒后上岗作业; (3) 孔内有人时, 孔上必须有人监护, 不得擅离岗位; (4) 孔内必须设置应急软爬梯, 供人员上下孔使用; (5) 当孔深大于10m以上时, 应向孔下通风, 加强空气对流, 必要时输送氧气, 防止有毒气体的危害; (6) 正在开挖的桩孔停止作业或已挖好的成孔, 必须设置牢固的安全活动盖板, 非工作人员禁止入内; (7) 灌注桩身砼时, 相邻10m范围内的挖孔作业应停止, 并不得在孔底留人。
4 结束语
人工挖孔灌注桩对于我国地形复杂、地质变化大、施工情况多样等特点有着广泛的适应性, 特别是在城市改造和复杂区域建设中, 如果遇到机械施工的困难、施工布置的问题, 人工挖孔灌注桩仍然是设计和施工工作的首选。当然, 人工成孔灌注技术也有其自身的不足, 我们应该从工艺特点上进行强化, 明确人工挖孔灌注桩的优势, 并总结施工经验, 优化施工工艺, 保证工程质量, 最终保证人民的生命财产安全。
参考文献
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人工成孔灌注 篇5
土在一定土自重或自重压力和外压力作用下, 受水浸湿后结构迅速破坏而发生显著下沉现象, 称为湿陷。具有湿陷性的黄土称为湿陷性黄土。湿陷性黄土分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。《湿陷性黄土地区建筑规范》GBJ25-90对湿陷性黄土从工程角度作了明确划分, 将湿陷系数δs≥0.015的黄土定义为湿陷性黄土, 同时将实测或计算自重湿陷量大于7cm的湿陷性黄土定义为自重湿陷性黄土, 将实测或计算自重湿陷量≤7cm的湿陷性黄土定义为非自重湿陷性黄土, 并将黄土湿陷等级划分为轻微 (Ⅰ级) 、中等 (Ⅱ级) 、严重 (Ⅲ级) 、很严重 (Ⅳ级) 4个级别。
2 工程实例
2.1 厂址地形地貌
某厂址位于千河II级阶地, 地形为狭长形带状地形, 地表开阔平坦, 长900m, 宽800m, 自然坡率14.3‰, 地质为Ⅲ-Ⅳ级自重湿陷性黄土。厂址有少量拆迁, 场地下无矿藏, 无文物。据勘察资料, 该工程出露的地层不能满足采用天然地基的设计要求, 需进行地基处理。地基处理采用Φ800和Φ900人工扩底钻孔灌注桩的地基处理方案。
2.2 工程地质及水文地质
(1) 地质概况。该工程地层上部土层为全新统黄土状粉质粘土;中部土层为上更新统黄土状粉质粘土及卵石层;下部为中更新统、卵石和粉质粘土混卵石层, 中更新统地层呈相互交错分布。
(2) 地下水埋藏条件。地下水位较深, 厂区卵石层中无地下水, 可不考虑地下水对桩基施工和基础的影响。
3 成孔
3.1 桩位测放
据业主提供的测量控制网采用全站仪测放。根据施工图和厂区坐标系计算出各控制点和桩位的坐标, 经复核无误后, 进行测放。桩位根据施工进展用极坐标法分批测放。
3.2 埋设护筒
根据测放的桩位, 引出四角控制桩, 保证十字线交点与桩位重合。埋设完护筒后, 校核十字线交点是否与护筒中心重合, 如偏差大于5cm重新埋设护筒, 并保证护筒垂直、水平。人工配合钻机埋设护筒, 护筒埋设高出地面30cm, 周围填土, 人工捣实, 防止人工挖孔时有石块或土块掉到孔内及雨水的流入。
3.3 钻进
(1) 钻机就位。钻机就位应以四角控制桩拉十字线控制, 钻头对准十字线交点, 符合偏差要求后方可开始钻进, 允许偏差要求≤1cm。
(2) 湿陷性黄土段施工。湿陷性黄土段采用旋挖钻机干作业成孔钻进。因地下水位埋藏较深, 桩底标高在地下水位以上, 干作业成孔钻进过程中不易塌孔, 孔壁较完好, 施工质量容易保证。
(3) 砂卵层扩底墩施工。利用旋挖钻机钻入持力层至设计桩底, 人工挖孔施工人员严格按照设计要求尺寸施工扩底墩。扩底完成后现场技术人员必须亲自下孔验收, 合格后填写《隐蔽工程验收记录 (成孔、扩孔工程) 》, 报请监理工程师验收。
4 钢筋笼制作与运输
4.1 钢筋笼除锈与调直
钢筋进场后按规范要求对钢筋原材复验和焊接接头进行检验, 对个别弯曲的钢筋进行调直和除锈处理。
4.2 钢筋焊接
主筋焊接采用闪光对焊, 施工时选用UN-150型150KVA对焊机。钢筋焊接前, 必须据施工条件进行试焊, 合格后方可正式施焊, 焊接时采用连续闪光焊或余热闪光焊工艺。加筋箍筋焊接在自制工装上进行, 焊接采用搭接焊。
4.3 钢筋笼成型
根据现场实际桩长进行制作, 主筋采用闪光对焊连接, 如钢筋笼过长在孔口采用单面或双面焊进行连接, 施工时严格遵守《混凝土结构工程施工及验收规范》 (GB50204) 。
4.4 钢筋笼运输
采用自制钢筋笼运输车运输钢筋笼至施工现场。在运输过程应采取措施, 以保证入孔前钢筋笼主筋的平直, 防止出现永久性变形。
4.5 钢筋笼吊放与定位
由于钢筋笼较长, 钢筋笼吊放采用三点起吊, 在钢筋笼外部设置设置砼垫块, 垫块采用砼滚轴式定位轮, 定位轮直径10cm, 中间使用箍筋贯通, 焊接在主筋上, 以保证钢筋笼在灌注过程中位置不变, 保证钢筋笼保护层厚度。
钢筋笼孔口连接前应在两个相互垂直方向观察钢筋笼是否垂直。焊接完毕下放到桩顶标高位置时, 尽量保证钢筋笼中心线与桩中心尽量重合, 避免桩位偏差过大。钢筋笼安放时采用吊筋固定, 将钢筋笼固定至设计标高。
5 灌注
5.1 导管下设
该工程使用的导管单节长度0.5m、1m、3m、4m。导管长度据孔深进行配置, 灌注混凝土前导管底至孔底为300mm, 导管埋深不宜小于2m且不大于6m, 配管原则:导管总长=孔内管长+孔外管长。孔外管长为施工留置长度, 一般为50cm左右。
5.2 砼灌注
(1) 混凝土运至孔口后, 应先检查混凝土的工作性能, 并留置试件满足设计要求的混凝土方可灌入孔内。砼灌注时应保证混凝土连续灌注, 每根桩确保初灌混凝土初凝前灌注完成。
(2) 混凝土灌注时, 为保证桩身混凝土质量采用大塌落度混凝土, 混凝土塌落度控制在16-18cm范围, 靠混凝土自重密实。因孔深较大, 振捣难度较大, 但为保证桩身混凝土密实度振捣部分分段进行, 每段灌注高度≤1.5m, 灌注时及时测量砼面高度, 据砼面高度及时拆卸导管。灌注过程中为确保桩体砼密实, 每一振点振捣延续时间应使砼面出现浮浆并不再下沉, 振点间距不超过0.3m。
(3) 桩顶5m以下进行振捣, 在桩顶设计标高的基础上超灌高度30cm左右, 保证桩顶混凝土质量。
6 施工遇到的问题
6.1 坍孔
(1) 原因:①夏秋季节雨水较多, 雨水浸泡土体, 孔口及护筒下方土体发生塌陷较多;②局部因地层含水量大, 有上层滞水造成成孔后局部塌孔;③个别地层土质疏松造成塌孔。
(2) 预防及处理措施:①雨季施工注意防雨, 下雨天成孔后采用孔口加盖方法, 防止雨水进入孔内;现场积水及时排出;②在塌孔处下放钢筋笼防护, 或下设长护筒。
6.2 虚土清理不净
(1) 原因:①扩大底清理不彻底;②地下渗水较多。
(2) 预防措施:①加大扩大底验收力度, 每孔技术员必须检验, 验收合格方能进行下一步工;②当地下渗水较多时, 扩底施工前先进行孔外排水, 排水完毕后扩底, 孔底泥浆清理彻底。
7 结论
工程完后检测桩基全部满足承载力要求。干作业 (人工扩底) 灌注桩, 采用机械成孔提高施工进度, 保证施工质量, 选择承载力较高的地层作为桩端持力层, 通过人工扩底提高了单桩承载力, 降低成本。
参考文献
[1]建筑桩基技术规范 (JGJ94-2008) , 北京, 中国建筑工业出版社.
[2]建筑地基基础工程施工质量验收规范 (GB50202-2002) , 中华人民共和国国家标准.
[3]林宗元, 岩土工程治理手册.中国建筑出版社.
浅谈泥浆护壁成孔灌注桩 篇6
关键词：泥浆,内壁,灌注桩
泥浆护壁成孔灌注桩施工时先在施工现场测量放线定桩位, 修筑泥浆池、安装桩架和导管架等。
1 埋设护筒
护筒是用3~5mm厚钢板制成的圆筒, 护筒内径应大于钻头直径, 采用回转钻时, 宜大100mm, 采用冲击钻时, 宜大于200mm。埋设护筒时, 先挖去桩孔处表土, 将护筒埋入土中, 其埋设深度, 在粘土中不宜小1m, 在砂中不宜小于1.5m。护筒中心线应与桩位中心线重合, 偏差不得大于50mm, 护筒与坑壁之间用粘土填实, 以防漏水;护筒顶面应高于地面0.4~0.6mm, 并应保持孔内泥浆面高出地下水位1m以上。护筒的作用是固定桩孔位置, 防止地面水流入, 保护孔口, 增高桩孔内水压力, 防止塌孔, 成孔时导钻头方向。
2 制备泥浆
泥浆在桩孔内壁上形成泥皮, 将土壁上孔隙填密实, 避免孔内壁漏水, 保持护筒内水压稳定;泥浆比重大, 加大孔内压力, 可以稳固土壁、防止塌孔。泥浆一定粘度, 通过循环泥浆可将切削碎的泥石碴悄悬浮后排出, 起到携砂、排砂的作用。同时, 泥浆不可对钻头有冷却和润滑作用。
3 成孔
泥浆护壁成孔灌注成孔方法有钻孔、冲孔和抓孔三种。
钻孔:钻孔常用潜水钻机, 它是一种将动力、变速机构与钻头连在一起加以密封、潜入水中工作的一种体积小而轻的钻机。这种钻机动的钻头带有合金刀齿, 千电机带动刀齿旋转切削土层或岩层。钻头靠桩架悬吊杆定位, 钻孔时钻杆不旋转, 正循环送入泥浆, 切碎的土屑靠泥浆循环排出孔外。
冲孔:冲孔是用冲击钻机把带钻刀的重钻头 (又称冲锤) 提高, 靠自由下落的冲击力来削切岩层, 排出碎碴成孔, 冲击钻机有钻杆式和丝绳式两种。
抓孔:抓孔即用冲抓成孔机将冲抓锥斗提升到一定高度, 锥斗内有压重铁块和活动抓片, 松开卷场机刹车时, 抓片张开, 钻头便以自由落体冲入土中。然后开动卷扬机提升钻头, 这时抓片闭合抓土, 冲抓锥整体被提升至地面上将土碴卸去。
4 安放钢筋笼
钻孔达设计深度后 (一般要求达到较坚实的持力层) , 即可安装钢筋笼, 钢筋骨架预先在施工现场制作, 用超重机械悬吊、在护筒上口分段焊接或绑扎后下放到孔内。吊放入孔时, 不得碰撞孔壁, 并应设置保护层垫块。
5 清孔
安放钢筋笼后, 则应立即清孔, 即清除孔底沉碴、淤泥, 以减少桩基的沉降量。清孔宜在钢筋笼下放后进行, 否则下放钢筋笼时会将孔壁层刮落, 影响清孔效果。清孔方法射水法, 置换法和空气吸泥机法等。
射水法是在孔口接驳清孔导管, 分段联接后吊入孔内。清孔靠抽水机和空气压缩机进行。
置换法是由新搅拌的泥浆置换孔底泥浆, 即用泥浆循环方法清孔。
空气吸泥机或抓斗用于土质较好、不易塌孔的碎石类土、风化岩等硬土。因此底沉硝颗粒大, 采用空气吸泥机或抓斗可将颗粒较大的沉碴吸出或抓出。
清孔是否彻底对泥浆护壁成孔灌柱桩的承载力和沉降量影响较大, 施工时应严格控制。以磨擦力为主的灌注桩, 沉渣允许厚度不得大于300mm, 以端承力为主的灌注桩沉渣允许厚度不得大于100mm。
6 浇筑水下混凝土
泥浆护壁成孔灌注桩混凝土浇筑是在泥浆中进行, 故为水下混凝土浇筑。水下混凝土的施工配合比应较设计强度等级提高一级, 混凝土浇筑应在钢筋笼下放到孔内4小时之内进行, 以防止在钢筋表面形成过厚的泥皮, 影响钢筋与混凝土之间的粘结强度。
7 常见工程质量问题及处理
泥浆护壁成孔灌注桩施工时常易发生孔壁坍塌、斜孔、孔底隔层、夹泥、流砂等工程问题, 因水下混凝土浇筑属隐蔽工程, 一旦发生质量事故以观察和补救, 以严格遵守施工操作规程, 在有经验的施工技术人员指导下认真施工, 并作好隐蔽工程记录, 以确保工程质量。
7.1 孔壁坍塌
指成孔过程壁土层不同程度坍落。主要原因是提升下落冲击锤, 掏渣筒或钢筋骨架时碰撞护筒及孔壁;护筒周围未用粘土紧密填实, 孔内泥浆液面下降, 孔内水压降低等造成塌孔。塌孔处理方法:一是在孔壁坍塌段用石子粘土投入, 重新开钻, 并调整泥浆比重和液面高度;使用冲孔机时, 填入混合料后低锤密击, 造成坚固孔壁后, 再正常冲击。
7.2 偏孔
指成孔过程中出现孔位偏移或孔身倾斜, 主要原因是桩架不稳固、导杆不垂直;或土层软硬不均;用冲孔成时不可能为导向不严格或遇到探头石及基倾斜。处理方法为:将桩架重新安装牢固、平稳垂直:如偏移过大, 应填入石子粘土, 重新成孔, 如有探头石, 可用取岩钻除去或低锤密击将石击碎;遇基岩倾斜, 可投入毛石低处, 再开钻或密打。
7.3 孔底隔层
指孔底残留石渣过厚, 孔脚涌进泥砂或坍壁泥土落底。主要原因是清孔不彻底, 清孔后泥浆浓度减小或浇筑混凝土, 安放钢筋骨架时碰撞孔壁造成塌孔落土。主要防止方法为:作好清孔工作;作好清孔工作;注意泥浆浓度及孔内水位变化, 施工时注意保护孔壁。
7.4 夹泥或软弱夹层
指桩身混凝土混进泥土或形成浮浆泡沫软弱夹层。主要原因是浇筑混凝土时孔壁坍塌, 或导管下口埋入混凝土高度太小, 泥浆被喷翻, 掺入混凝土中, 防止措施是经常注意混凝土表面标高变化和保持导管下口埋入混凝土下的高度, 并应在钢筋笼下放内4小时内浇筑混凝土。
7.5 流砂
浅淡机械成孔灌注桩质量控制 篇7
一、钻孔过程中的质量问题及防治措施
(一) 孔壁坍陷
在进行钻孔施工时, 当发现溢出的泥浆中气泡的数量明显增加或者泥浆突然漏失, 那么就说明钻孔的孔壁可能出现坍陷现象。这一现象出现的主要原因为:钻孔位置的土质过于松散, 护筒的四周没有用粘土进行紧密填封, 在钻孔过程中速度太快, 而且钻孔完成后长时间等待灌注或者水泥灌注时花费的时间太长等, 都有可能导致孔壁坍陷的现象出现。
孔壁坍陷问题的防治方法:当在一些松散的土层中进行施工时, 应该对护筒进行适当的深埋处理, 并利用粘土对护筒的四周进行封填, 选用那些质量可靠的泥浆, 并保证护筒中泥浆的水位高于地下水位。另外在进行钢筋骨架的制作吊装过程中应该避免各种碰撞, 防止出现变形。需要对钢筋骨架进行焊接时, 应该尽量短时间内完成。钻孔完成后, 混凝土的灌注时间应该在3小时以内, 灌注过程花费的时间应该进行严格控制, 在保证工程质量的前提下, 尽可能的减少时间。
(二) 钻孔偏斜
造成这一现象出现的主要原因是:钻孔机械在安装时, 相应的稳定性不够, 也有可能是因为钻孔机械的钻杆出现弯曲, 钻孔机械所处位置硬度不够或不均匀, 土层是一种斜状分布或中间存在明显的岩石等硬物。
钻孔偏斜质量问题的防治措施:施工前应该将施工场地进行必要的夯实, 相关的枕木应该着地均匀平整, 钻孔机械安装时, 转盘的中心与架子上的滑轮处于同一中线上, 控制其偏差在20厘米以内。地层中含有岩石的钻孔施工, 应该选择那些重量大、钻杆强度高的机械, 钻孔过程中遇到岩石时, 尽量减慢钻孔速度, 并利用相关的导正装置进行预防。如果出现钻孔偏斜, 应该将钻头提起, 并上下进行多次的扫钻, 从而去除硬土, 如果没法修正偏斜, 应该回填粘土0.5米以上, 并重新进行钻孔。
(三) 桩底沉渣过多
造成钻孔桩底沉渣过多现象的主要原因是:清孔过程中没有完全清理干净, 或没有进行必要的二次清孔, 施工过程中使用的泥浆比重小或者使用的泥浆不够, 从而无法达到浮起沉渣的目的。钢筋骨架吊装过程中, 孔位没有对准, 从而撞击孔壁造成泥土的掉落, 清孔后, 等待灌注的时间过长, 泥浆出现沉淀现象。
桩底沉渣过多质量问题的防治措施为:当钻孔完成后, 钻头应该提升10~20厘米, 并采用慢速旋转对钻孔进行30分钟以上的清孔;泥浆的比重和粘度应该控制好;钢筋骨架在吊装过程中应该保证其中心与桩中心一致, 防止撞击孔壁;在完成钢筋骨架吊装后, 应该对桩底的沉渣量进行检查, 如果过多, 应该利用导管对桩孔进行必要的二次清孔。
二、混凝土灌注过程中的质量问题及防治措施
(一) 卡管
所谓卡管现象就是指在水中进行混凝土灌注过程中, 不能继续进行的现象。这种现象出现的主要原因是:在初次灌注时, 隔水栓出现堵管现象;灌注使用混凝土的和易性和流动性较差, 发生离析现象;混凝土中使用的粗骨料直径太大;相关的灌注设备在灌注时无法连续工作, 混凝土在管中停留时间太长;导管中有水, 使混凝土出现离析现象。
卡管现象的防治措施是:隔水栓的直径应该与相应导管的内径相符合, 而且具备优良的隔水性;混凝土灌注过程中, 注意对其搅拌时间和坍落度进行必要的控制;水下施工使用的混凝土应该具有良好的和易性, 相应的配合比应该由专门的实验室进行分析确定, 坍落度一般控制在18~20厘米;混凝土中的粗骨料直径应该小于导管直径, 一般保持在40毫米以内;混凝土中可以适当掺加外加剂来增强混凝土的和易性和缓凝性;导管在使用前应该进行必要的试压操作, 压力控制在0.6~1.0Mpa, 这样做主要是为了防止导管在压力下出现进水现象。
(二) 钢筋骨架上浮
钢筋骨架的实际位置高于设计要求的位置时也会影响施工质量, 这一现象出现的主要原因是:钢筋骨架在吊装过程中安放的位置过高, 而混凝土的流动性又太小, 导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升;当混凝土灌至钢筋笼下, 若此时提升导管, 导管底端距离钢筋笼仅有1m左右时, 由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大, 推动了钢筋笼的上浮。
防治措施:钢筋笼初始位置应定位准确, 并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度, 缩短灌注时间, 或掺外加剂, 防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小, 混凝土接近笼时, 控制导管埋深在1.5~2.0m, 灌注混凝土过程中, 应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深, 当混凝土埋过钢筋笼底端2~3m时, 应及时将导管提至钢筋笼底端以上。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2~4m, 不宜大于5m和小于1m, 严禁把导管提出混凝土面。当发生钢筋笼上浮时, 应立即停止灌注混凝土, 并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高, 提升导管后再进行浇注, 上浮现象即可消失。
(三) 断桩
所谓断桩就是指混凝土浇注过程中连续性不够, 造浇注过程中被冲洗液等疏松体和泥土填充, 形成间断桩。这种现象出现的主要原因是:灌注时, 导管的底端与钻孔的底端距离过大, 使得混凝土被冲洗液稀释, 无法进行正常的凝固, 导致桩体与岩基中间出现了无法凝固混凝土的填充;灌注使用的导管密封性能不佳, 关注过程中冲洗液进入混凝土, 造成混凝土无法凝固;浇筑过程中, 导管频繁进行提升和起拔操作, 使混凝土面露出;关注过程中由于停电或等待物料等原因, 使得混凝土中出现夹渣现象, 浇注时桩体中容易出现岩渣沉积层;在混凝土浇注时, 并没有利用导管进行灌注, 而是直接从钻孔处进行灌注, 这样很容易产生混凝土的离析现象, 使混凝土凝固后达不到相关的要求, 甚至出现疏松、空洞的现象。
断桩质量问题的防治措施:钻孔完成后必须对其进行严格的清孔操作, 清孔的时间应该根据钻空中沉渣的量来决定, 清孔完成后应该及时进行混凝土灌注。灌注混凝土前, 应该对钻孔孔径进行检查, 并计算出首次灌注和全部灌注需要的混凝土量。灌注过程中应该注意混凝土面的高度和导管的深度, 导管的提升过程应该实现尽量准确。混凝土的配制应该严格按照相关的要求进行, 保证混凝土的和易性和流动性以及坍落度的要求。
总之, 机械成孔灌注桩施工中, 必须严把质量关, 制定好相应的防范措施, 避免出现断桩、缩颈、孔壁坍落等缺陷桩问题, 影响工程质量及加大工程造价, 造成不必要的损失。
参考文献
[1]吴东.试谈钻孔灌注桩施工如何保证成孔质量.城市道桥与防洪, 2012.
[2]王茜.钻孔灌注桩施工质量控制及预防.山西建筑, 2007.
回填块石层冲孔灌注桩成孔技术 篇8
由于目前土地资源日益紧张, 许多新建的电厂、化工等项目都建造在了以开山石为回填材料的人工场地上, 这些项目的基础工程中常常采用现浇混凝土灌注桩。而许多项目在回填施工时, 将挖掘或爆破的中等风化、微风化或未风化的大块石连同上部松散覆盖层一同进行了填方, 块石直径均较大、分布无序、间隙大, 而且有的项目填方处还是古河道, 有较多的卵石和漂石。由于这种人工地基的特殊性, 使得灌注桩的成孔中将面临塌孔、漏浆等施工难题。下面就结合工程实例, 谈一下在这类地基上的冲孔灌注桩的关键成孔技术及措施。
1 工程概况
山西国际能源集团宏光发电有限公司联盛2×300MW煤矸石发电新建项目位于山西吕梁市柳林高红循环经济示范区内, 拟建厂址为三川河改道后回填开山块石的河道、阶地及斜坡上。地貌上属三川河河谷、阶地和低山丘陵地貌, 属三川河岩质岸坡。地下水埋深23.00~28.00米。桩基采用612根准1000mm和1123根准800mm的灌注桩, 桩端持力层为 (4) 层基岩:泥岩或砂岩, 入岩深度有1m、2m、3m和0.8m, 桩长为10m~35m不等, 孔底沉渣小于50mm, 钻孔垂直度偏差小于1%。场地地层情况如表1所示。
2 施工难点
根据工程地质条件, 现场施工条件及设计要求, 循环水、输煤系统等附属建筑范围为回填的地层, 下部约2~13m的回填料以开山块石为主, 块石最大达2.5m, 填料的空隙很大, 甚至有的地段缝隙达0.5~1.2m, 上部约14m的回填料为黄土, 使灌注桩的成孔中面临塌孔、漏浆等施工难题。
3 施工设备选择
根据工程的特点, 钻机选用CZF-1200型冲击反循环钻机, 配套机具设备有:十字反循环冲击钻头, 6BS砂石泵组, 3PNL泥浆泵, 20t汽车吊。
3.1 钻机主要技术性能参数
(1) 钻孔直径:A0.6~A1.2m; (2) 最大深度:80m; (3) 适用地层:粘土层、砂层、漂卵石层、岩层; (4) 钻头重量:2300kg; (5) 冲程:0.7m、0.85m、1.0m; (6) 冲击频率:42、38、35次/min; (7) 钻机质量:8300kg。
3.2 钻机组成及工作原理
钻机主要由传动系统、冲击机构、提引系统、冲击钻头、排渣系统、钻架及底盘、电气控制柜等7部分组成。其工作原理是:用两根钢丝绳对称地提引冲击钻头, 通过同步卷筒的自动调整使两根钢丝绳受力相等。主电机通过传动机构驱动曲柄摇杆冲击机构使钻头作上下往复冲击运动, 形成极大的瞬时冲击力破碎地层。在两根钢丝绳之间放置排渣管, 排渣管的下端插入钻头中心管中, 在钻头作上下冲击运动时, 排渣管保持相对静止, 通过潜水砂石泵连续排出破碎下来的岩渣。
4 关键成孔技术
由于地质情况复杂, 且回填块石地基的形成、范围分布、石块的大小等资料反映相对模糊, 施工中常常是摸着石头过河, 桩基成孔和护壁均十分困难。因此, 如何穿越上部回填的块石层、下部的卵石、漂石层以及桩端进入中风化持力层基岩和泥浆护壁成功, 是桩基顺利成孔的关键。根据地质勘察报告, 结合现场实际情况, 通过多方案分析比较, 最终决定采用综合堵漏方法+冲击成孔的成孔方案。
4.1 人工埋设护筒护筒采用8mm的钢板制作, 其内径应大于钻头直径200mm, 其上部宜开设1个溢浆口。
验收完桩点后, 采用“四角桩法”将桩点引至四个定位钢筋柱上, 然后采用铁锹、镐进行挖方, 挖方直径略别护筒直径大10cm左右, 待挖好后, 将护筒用钻机卷扬下入坑内, 溢浆口对准泥浆通道后, 在护筒周围分层填入粘土并捣实。要求护筒埋设深度不宜小于2.0m, 护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm, 垂直度不宜大于1%。
4.2 冲击成孔
4.2.1 护壁技术
(1) 采用红粘土和纯碱配制泥浆。该泥浆具有悬浮钻碴和堵漏防塌的能力较强, 工程造价低的特点。施工时, 就地取当地质量较好的红粘土颗粒投入到钻孔内, 采用低锤慢击 (冲程0.7m) , 在孔内进行造浆, 同时保持孔内的水头压力。由于红粘土在钻头冲击力作用下, 向钻头四周挤压, 粘结和挤入到孔壁表面和内部一定深度, 在孔壁表面形成泥皮, 起到了护壁的效果。泥浆性能指标如表2所示。
(2) 设置泥浆循环系统。根据工程实际情况, 加强了泥浆系统质量管理, 现场设置了泥浆循环系统, 后续孔使用前孔处理合格的泥浆。施工过程中, 经常检测泥浆性能指标是否达到设计要求。若遇孔内泥浆比重、粘度下降时, 要及时向孔内投放粘土球或粘土水泥球以改善泥浆性能, 确保孔壁稳定。
4.2.2 堵漏技术
开始在循环水、输煤系统等附属建筑范围为回填的地层中, 采用冲击钻机成孔时, 钻至14m左右时漏浆严重, 在短短几秒钟内, 满孔泥浆从孔口直接漏到孔底, 甚至有时出现了塌孔现象。施工时, 采用了以下堵漏技术:
(1) 对于块石间空隙较小、漏浆不特别严重的钻孔采用在漏浆位置填入“人工加工的团块状红粘土”的方法进行堵漏。
原状红粘土中大团块与小团块共存, 且含水量较低, 团块间的粘结力较低, 直接放入钻孔时小团块悬浮在泥浆中, 堵漏时粘土消耗量很大, 效果较差。因此, 我们事先对粘土进行了加工:先将粘土用水浸透, 再用挖掘机或装载机等施工机械进行碾压揉搓, 晾晒48小时后获得堵漏用团块状粘土。经加工的粘土块不易分散解体, 大部分能够沉落到孔底, 在受到钻头的挤压刮碾后, 进入岩土颗粒间的缝隙深部, 起到粘接地层颗粒和封堵缝隙的作用, 还可以有效防止粘土颗粒流失, 减少粘土的消耗量。
(2) 对于块石间孔隙特别大、漏浆特别严重的钻孔, 我们采用了渐进式堵漏法, 即“废弃泥浆”+“块石”+“人工加工的团块状红粘土”的堵漏方法。
施工时在漏浆严重区域的中心位置先钻两个钻孔, 漏浆后做好孔口防护将钻机撤离, 把不漏浆区域钻孔产生的废弃泥浆用罐车倾倒在这两个钻孔内, 既解决了泥浆排放问题, 又起到了先期堵漏作用, 并降低了施工成本。
正式施工时, 我们将加工团块状粘土与块石 (直径在40~80cm) 混合, 分层进行回填, 回填厚度2.0~3.0m, 钻进一定深度后若漏浆, 再次填入加工的粘土块与块石混合物, 漏浆减轻后填入“加工团块状粘土”, 直至钻孔完成。采用此方法后比只填粘土块钻进效率提高约1/3 (单孔成孔时间由20天降低到12天) 。
4.2.3 成孔过程控制
(1) 钻机就位前, 检查好钻机底座是否平整、牢固, 钻机前是否铺垫了方木。 (2) 冲击成孔采用分离桩位、交错布置、间隔跳打的方式, 即2台钻机间隔3-4根桩位分别进行冲击作业, 避免冲击振动相互影响而难以护壁, 引起桩孔坍塌。 (3) 成孔过程中泥浆仍会不断渗漏, 需进行补充泥浆。采取停钻后项孔内投入一定量的红粘土和纯碱, 再注入清水, 采用低锤慢击的冲击方式充分完成孔内造浆后, 再加大冲程进行钻进;当孔内泥浆突然缺失时, 选择上述堵漏技术进行堵漏作业, 保证泥浆面不再下降。 (4) 开钻时采用低锤密击方法钻进, 在开始冲击过程中及时投人碎片、红粘土反复冲击使孔壁挤压密实, 确保孔内泥浆液面保持稳定。待泥浆完全淹没钻头顶部时, 改用大冲程钻进, 每钻进100~500mm清孔冲渣一次。经常检测泥浆指标, 泥浆稠度太大, 由于浮力作用影响钻进效率, 且易发生桩孔偏移;泥浆稠度太小, 难以起到护壁作用。 (5) 钻进过程中, 每2m检查一次成孔的垂直情况, 发现偏斜立即停止钻进, 采用回填200~300mm厚块石使孔底略平, 然后低锤快击使其成一紧密平台再进行正常冲击, 同时加大冲击能量。 (6) 冲孔过程中要提醒操作人员时刻注意均匀进尺, 防止钢护筒底边缘卡锤。冲击过程中遇到探头石, 采用合金齿的十字形钻头低锤密击间断冲击的办法, 清除障碍, 严禁冲锤重击, 防止出现塌孔。 (7) 在漂卵石层钻进时, 钻进速度控制在0.25~0.35m/h;入岩段钻进时, 钻进速度控制在0.15~0.25m/h;土层钻进时, 0.5~2m/h。钻进过程中要有专人负责钻头进尺速度和成孔记录。成孔记录应详细记录地层变化、钻进过程中出现的有关问题、处理措施及效果等, 机长和验收人必须在钻孔记录上签字。
4.2.4 测定入岩深度
按照设计要求, 桩端入持力层为 (4) 层基岩:泥岩或砂岩, 入岩深度有1m、2m、3m和0.8m四种。为确保入岩深度, 保证桩端承载力, 在施工中采取2次取样鉴定的方法进行施工。
(1) 对照地质勘察报告, 以地形图中的等高线、平面图中的平面位置和相邻桩的入岩深度作为参考, 结合钻机震动发声、钻机进尺进度记录进行分析, 用均匀布置在钻头上的三个直径为50mm钢管进行第1次水下取样, 进行鉴定, 以确定初次入岩时间及深度。 (2) 当钻至规定深度后, 采用长2-3m的捞渣筒进行取样。将筒内的杂物清理干净, 然后从筒底取出筒内岩屑, 用清水冲洗干净供岩性鉴定用, 确定入岩深度, 岩样留置封存。
4.2.5 排渣技术
当钻进达到终孔深度, 且后续工作能够顺利衔接时, 经现场监理工程师确认后, 进行清孔。清孔初期, 应将泥浆池中岩渣再次清理一遍, 然后继续保持使用原有的浓泥浆通过潜水砂石泵循环一段时间后, 开始向泥浆池中加入清水, 并在孔口用筛网过滤泥浆中的岩渣, 以便孔内沉渣尽量多地被携带排出。
钢筋笼安放、导管下发完毕后, 采用反循环方法进行清孔, 逐步调整泥浆指标至浇灌混凝土所要求的标准:比重小于1.25, 粘度≤28s, 含砂率≤8%, 并最终保证孔底沉渣厚度小于5cm。
5 存在问题
(1) 提高操作人员的素质, 由于操作人员没有经过专业培训, 操作不熟练, 发生异常时不能迅速准确地予以解除, 故辅助钻进时间占了很大比重, 影响了纯钻进时间, 这方面应有较大潜力可挖, 从而进一步提高施工效率。 (2) 钻具方面:第一根导管太短, 在冲击或提拉钻头时, 钻头碰接箍, 导管易被冲断。另外排渣管接头装卸较困难, 工作过程中易脱落, 建议厂家进一步改进设计。 (3) 卵砾石堵阀、上胶管漏气、砂石泵真空起动难掌握等问题都有待进一步研究。
6 结束语
本工程通过成孔护壁和堵漏技术, 并严格过程控制共完成基桩1735根, 漏浆严重的钻孔仅55根, 平均充盈系数为1.32。与此地区同类施工相比, 仅灌注桩灌注混凝土的充盈系数就降低了0.2, 节约了成本约3992×400≈160万元, 经济效益显著。同时, 通过722根低应变检测、115根超声波检测、10根钻孔取芯和90根高应变检测, 桩身质量全部达到设计要求, 优良品率达到95.8%。
摘要：本文以山西国际能源集团宏光发电有限公司联盛2×300MW煤矸石发电新建项目为实例, 介绍了冲孔灌注桩在古河道上回填213m厚的块石层中施工的设备选择及其护壁、堵漏等关键成孔技术。
关键词：回填块石层,冲孔灌注桩,成孔技术
参考文献
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