冲击灌注桩（精选8篇）
冲击灌注桩 篇1
1 工序流程编制
在施工前, 承包人应编制工序流程图, 作为各工序施工操作、保证施工进度的依据, 并悬挂在现场。
2 施工技术
施工场地或工作平台应充分考虑施工期间当地的洪水情况, 浅水区域平台应高出高水位0.5m~1.0m;潮水区域平台应高出最高水位1.5m~2m, 并有稳定护筒内水头的措施。
陆上钻孔桩直接放样桩中心, 依据桩中心在四周施放护桩;需搭设水上平台的桩基应先对护筒导向架进行精确放样, 导向架内径一般较护筒外径大5cm。护筒埋设后应核对位置, 护筒位置偏差不大于5cm, 倾斜度不大于1%。
钢护筒在普通作业场合及中小孔径条件下, 一般使用不小于8mm厚的钢板制作;在深水、复杂地质及大孔径等条件下, 应用厚度不小于12mm的钢板卷制, 为增加刚度, 可在护筒上下端和接头外侧焊加劲肋。护筒顶部应设置护筒盖。
当护筒长度小于6m时, 有钻杆的正反循环钻护筒内径必须大于桩径20cm;无钻杆导向的正反潜水电钻和冲抓、冲击锥护筒内径必须大于桩径30cm;深水或感潮区且无钻杆导向的护筒内径必须比桩径大40cm。
护筒顶端高度及护筒的埋置深度:护筒顶端高度及埋置深度应按规范执行。
泥浆:
1) 泥浆的比重应根据钻进方法、土层情况适当控制, 一般不超过1.2, 冲击钻孔一般不超过1.4, 尤其要控制清孔后的泥浆指标。泥浆的具体性能指标参照规范 (JTJ041-2000公路桥涵施工技术规范的简称, 下同) ;
2) 泥浆用水必须使用不纯物含量少的水, 没有饮用水时, 应进行水质检查;
3) 在护筒底下的复杂覆盖层施工大直径钻孔桩时, 选用泥浆应根据地质情况、钻机性能、施工经验等确定, 宜参照钻井采用的泥浆或添加剂。
3 施工过程
3.1 泥浆的循环和净化处理
旱地泥浆循环、净化方法:制浆池和沉淀池大小视制浆能力、方法及钻孔所需流量而定, 及时清理池中沉淀, 运至弃土场摊铺、晾晒、碾压。
3.2 冲击钻孔
1) 开钻时应先在孔内灌注泥浆, 如孔内有水, 可直接投入粘土, 用冲击锥以小冲程反复冲击造浆;
2) 开孔及整个钻进过程中, 应始终保持孔内水位高出地下水位1.5m~2.0m, 并低于护筒顶面0.3m, 掏渣后应及时补水;
3) 在淤泥层和粘土层冲击时, 钻头应采用中冲程 (1.0m~2.0m) 冲击, 在砂层冲击时, 应添加小片石和粘土采用小冲程 (0.5m~1.0m) 反复冲击, 以加强护壁, 在漂石和硬岩层时应更换重锤小冲程 (1.0m~2.0m) 冲击。在石质地层中冲击时, 如果从孔上浮出石子钻碴粒径在5mm~8mm之间, 表明泥浆浓度合适, 如果浮出的钻碴粒径小又少, 表明泥浆浓度不够, 可从制浆池抽取合格泥浆进入循环;
4) 冲击钻进时, 机手要随进尺快慢及时放主钢丝绳, 使钢丝绳在每次冲击过程中始终处于拉紧状态, 既不能少放, 也不能多放, 放少了, 钻头落不到孔底, 打空锤, 不仅无法获得进尺反而可能造成钢丝绳中断、掉锤。放多了, 钻头在落到孔底后会向孔壁倾斜, 撞击孔壁造成扩孔;
5) 在任何情况下, 最大冲程不宜超过6.0m, 为正确提升钻锥的冲程, 应在钢丝绳上作长度标志;
6) 地质条件较差的相邻桩孔, 不得同时钻进。
3.3 成孔与终孔
1) 钻孔过程应用碳素笔详细记录施工进展情况, 包括时间、标高、档位、钻头、进尺情况等;
2) 每钻进2m (接近设计终孔标高时, 应每0.5m) 或地层变化处, 应在出碴口捞取钻碴样品, 洗净后收进专用袋内保存, 标明土类和标高, 以供确定终孔标高;
3) 钻孔灌注桩在成孔过程、终孔后要对钻孔进行阶段性的成孔质量检查, 用专用检孔器进行检验, 条件限制时可使用钢筋笼检孔器检验, 检孔器外径应比钢筋笼外径大10cm, 长度不小于孔径4~6倍。
3.4 清孔
清孔原则采取二次清孔法, 即成孔检查合格后立即进行第一次清孔, 并清除护筒上的泥皮;钢筋笼下好, 并在浇注砼前再次检查沉淀层厚度, 若超过规定值, 必须进行二次清孔, 二次清孔后立即灌注砼。
3.5 钢筋笼加工就位
1) 钢筋笼应在硬化后场地上, 并铺设枕木进行制作, 制好后的钢筋骨架必须平整垫放, 钢筋笼加工要求采用模具标准化制作;
2) 钢筋笼应每隔1m~2m设置临时十字加劲撑, 以防变形;加强箍肋必须设在主筋的内侧, 环形筋在主筋的外侧, 并同主筋进行点焊而不是绑扎;
3) 每节骨架均应有半成品标志牌, 标明墩号、桩号、节号、质量状况;
4) 第一节钢筋笼放入孔内, 取出临时十字加劲撑, 在护筒顶用工字钢穿过加劲箍下挂住钢筋笼, 并保证工字钢水平和钢筋笼垂直。吊放第二节钢筋笼与第一节对准后进行机械套管连接或焊接, 下放, 如此循环;下放钢筋笼时要缓慢均匀, 根据下笼深度, 随时调整钢筋笼入孔的垂直度, 尽量避免其倾斜及摆动;
5) 钢筋笼保护层必须满足设计图纸和规范的要求。钢筋笼保护层垫块推荐采用绑扎砼轮型垫块, 砼垫块半径大于保护层厚度, 中心穿钢筋焊在主筋上, 每隔2m左右设一道, 每道沿圆周对称设置不小于4块;
6) 机械套管连接时必须使竖向主筋对号, 再同步拧紧套管, 使套管两端正处于上下主筋已标明的划线上, 否则应调整重来, 确保钢筋连接质量;
7) 钢筋笼下放到位后要对其顶端定位, 防止浇注砼时钢筋笼偏移、上浮, 下放过程要留存影像资料。
3.6 埋设检测管
桩基长度大于40m及水中桩基应设置声测管。
3.7 水下砼灌注
钻孔桩水下砼灌注一般采用直升导管法, 施工要求如下:
1) 导管选用:导管直径按桩长、桩径和每小时需要通过的砼数量决定, 参照施工设计及下表;导管的壁厚应能满足强度和刚度的要求, 确保砼安全浇注;
2) 导管在使用前和使用一个时期后, 应对其规格、质量和拼接构造进行认真地检查外, 还需做拼接、过球和水密、承压、接头、抗拉等试验;
3) 导管埋深严格按照规范要求执行;
4) 水下砼的强度、抗渗性能、坍落度等应符合设计、规范要求。砼的生产能力应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕。灌注时间不得长于首批砼初凝时间。对于灌注时间较长的桩, 应对砼生产量和浇注时间进行计算后, 设计砼的初凝时间;
5) 灌注前应检查拌和站、料场、浇灌现场的准备情况, 确定各项工作就绪后方可进行;
6) 首批砼灌入孔底后, 立即测探孔内砼面高度, 计算出导管内埋置深度, 如符合要求, 即可正常灌注。如发现导管内进水, 表明出现灌注事故, 应立即进行处理;
7) 为防止钢筋骨架上浮, 当灌注的砼顶面距钢筋骨架底部1m左右时, 应降低砼的灌注速度。当砼拌和物上升到骨架底口4m以上时, 提升导管, 使其底口高于骨架底部2m以上即可恢复正常灌注速度。灌注开始后, 应紧凑、连续地进行, 严禁中途停顿;
8) 要加强灌注过程中砼面高度和砼灌注量的测量和记录工作, 可按照每灌注8m3测一次 (约一罐车砼) , 及时绘制成曲线, 以确定桩的灌注质量, 水下砼灌注时, 严禁用泵车泵管直接伸入导管内进行灌注, 必须要有料斗进行灌注”。 (将泵管直接伸入到导管里面进行灌注, 这样易产生砼离析, 同时在导管内易产生高压空气囊而形成堵管) ;
9) 在灌注将近结束时, 由于导管内砼柱高度减小, 超压力降低, 而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加, 相对密度增大。如在这种情况下出现砼顶升困难时, 可在孔内加水稀释泥浆, 并掏出部分沉淀土, 使灌注工作顺利进行。为确保桩顶砼质量, 桩砼灌注要比设计高1.0m以上。在拔出最后一段长导管时, 拔管速度要慢, 以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
4 结论
总之, 所有桩基必须进行无破损检测, 对检测结果怀疑有缺陷的桩应进行钻芯检验, 若钻芯桩存在重大质量问题, 应加倍扩大钻芯数量, 钻孔桩的成孔质量符合现行标准。在做好施工的前提下还需要文明施工, 保护周边环境。
参考文献
[1]郑辉.关于钻孔灌注桩的施工探讨[J].内蒙古科技与经济, 2007 (8) .
[2]陆青枝, 贾桂丽, 贾建军.浅谈钻孔灌注桩的施工过程及常见问题的处理[J].科技信息:学术研究, 2007 (3) .
冲击灌注桩 篇2
桥梁端承冲击成孔灌注桩沉渣厚度研究-反射波法对端承桩孔底沉渣厚度的监测
<建筑基桩技术规范>规定端承桩端沉渣厚度不大于50mm,端承冲击成孔灌注桩是采用导管形式.在混凝土自重的冲击下,桩端混凝土可以把孔底不大于50mm厚度的.沉渣吸附干净,使桩端混凝土与岩石接触良好.这里的关键是如何做到孔底沉渣厚度不大于50mm:一是施工过程中要加强控制;二是终孔验收时应采用低应变反射波法对孔底沉渣厚度进行监测.
作 者：常聚友 刘志军 刘德伟 牟元存 王树栋 Chang Juyou Liu Zhijun Liu Dewei Mu Yuancun Wang Shudong 作者单位：中铁二院工程集团有限责任公司,成都,610031 刊 名：工程地球物理学报 英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ENGINEERING GEOPHYSICS 年，卷(期)：2009 6(5) 分类号：P631 关键词：端承桩 沉渣厚度 孔底
东冲特大桥冲击钻孔灌注桩探讨 篇3
厦深铁路（广东段）XSGZQ-8标段东冲特大桥里程DK356+623～DK359+030.43，大桥全长2407米，共71跨。桩基采用C40钢筋砼灌注桩，全部为陆地桩基础，共727根，19564延米，桩基砼方量14978立方米，最长桩基42m，最短6米。承台为矩形C40钢筋砼承台，砼11527立方米。桥墩采用圆端形实体桥墩和圆端形空心桥墩，桥台为双线矩形空心桥台，砼共24763立方米。连续梁砼2815立方米，简支梁采用移动模架法施工，32m梁每跨砼313立方米，24m的梁每跨砼256立方米，砼21227立方米。
2 施工方法及工艺要求
2.1 施工准备
利用推土机和挖掘机进行场地平整至设计要求标高，钻机设备进场后进行安装调试并根据现场施工条件确定打桩顺序。
2.2 埋设护桶
采用全站仪或GPS测定桩孔位置，埋设护桩，护筒内径比桩径大40cm，根据地质不同，护筒埋置深度也不同，护桶口必须高出地面50厘米，保持孔内水位高于孔外水位或地面，增加孔内水压力，以便于保护孔壁，护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。
2.3 开挖泥浆池
选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，造浆量为2倍的桩的砼体积，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。
3 钻孔
3.1 安装钻机
安装钻机之前要保证场地平整且有足够压实度，不会产生位移和沉陷，顶端用缆风绳对称拉紧，钻头与护筒中心偏差不得大于50mm。
3.2 冲孔
(1）机组人员检查是否将护桶埋设好，然后测量人员复核护桶的中心坐标和标高，形成书面资料报验通过，施工员发放开孔通知单。（2）开孔：在开孔阶段，3～4米深度范围之内，冲孔要低垂密击，利用较小的冲击力，反复冲击造壁，保持孔内浆液面稳定，不要冲击过猛或者进度太快，以免孔壁坍落。（3）冲孔：经开孔阶段之后，开始进入正常冲孔，此时可加快速度，提锤高度可增至2米以上，泥浆浓度相应降低。在冲孔过程中，要时刻注意孔位的正确性，还要及时检查钻机设备，预防安全质量事故发生。（4）泥浆补充与净化：泥浆准备充足，在整个钻进过程中，要严格观察和检测泥浆，控制泥浆量和泥浆指标等，有效的防止孔壁坍塌，钻头被埋等问题，确保成孔的质量和速度。
3.3 检孔
钻孔完成之后，需要用检孔仪进行检孔，检查各项指标符合要求后，然后卸掉钻孔机，再进行清孔。
3.4 清孔
第一次清孔：为及时清除钻渣，防止孔壁坍塌，应及时清孔。第一次清孔采用正循环，在清孔过程中注意控制泥浆的各项指标。清完成后，由相关人员进行验收，验收合格后即可安放钢筋笼。
3.5 钢筋笼制作与安装
钢筋笼需要按设计及规范要求制作，并均匀设置吊环和保护层厚度控制件，钢筋笼分节制作，每节7～10m为宜，两节钢筋笼接头处采用焊接并互相错开。钢筋笼分节制作完成后，运至指定桩位，下放钢筋笼，使其对准孔中心位置，在下放过程中严防钢筋笼碰坏孔壁，造成回沉值超标或坍孔现象。为防止骨架变形，可在设计的基础上适当增加箍筋数量。
3.6 砼灌注
采用钢导管法来进行水下砼灌注，导管使用前，需按规范要求进行试验。
3.6.1 安装导管。
(1）对导管的要求：导管采用φ25～φ30钢管，每节2～3m，配1～2节1～1.5m的短管进行调节，导管必须平直无弯曲；为防止漏水漏浆，法兰连接处要加橡皮垫片，所有螺栓要均匀拧紧；导管直径要与桩径及砼浇筑速度相适应。导管使用前需要试拼，并进行水密、承压和接头抗拉试验。导管组装后轴线偏差不得超过钻孔深的0.5%且不大于10cm，试压力要求是孔底静水压力的1.5倍。（2）导管利用三脚吊架进行安放。（3）导管应安放在桩孔的中心，加以固定，导管接头法兰盘加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘，导管安装完后，导管底部距孔底250～400mm。
3.6.2 二次清孔。
浇筑水下砼之前检查沉渣厚度，若沉渣厚度不符合规范，应进行二次清孔。待二次清孔验收合格后方能浇筑砼。
3.6.3 首批封底砼。
采用箭球、拨栓或开阀的方法灌注首批封底砼，计算首批封底砼数量，保证砼下落的冲击能量可把泥浆从导管中排出，并保证导管埋入砼不小于1m。严格控制砼的塌落度，浇筑过程必须连续，中途停歇不得超过半小时，浇筑过程要控制导管埋深，严禁将导管拔出砼面。
3.6.4 水下砼浇筑。
砼面升到钢筋骨架下端时，为避免钢筋骨架上升，需减慢砼的灌注速度，以减小砼向上的冲击力；当孔内砼进入钢筋骨架4m～5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度；当导管内砼不满，含有空气时，后续砼要徐徐灌入，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，使导管漏水；浇筑砼的标高应比设计桩顶标高加50cm～100cm，以保证砼成桩质量。
3.7 施工中常见问题处理及注意事项
3.7.1 常见问题处理。
(1）孔壁坍塌。有点时候由于工程地质条件比较复杂或施工控制不当，在施工过程中容易发生坍孔。遇到这种问题时，确定好坍孔的位置，将砂和粘土混合物回填到坍孔位置，再重新冲孔。（2）钻头偏移。在钻进过程中，局部岩层可能会造成钻头偏移，此时将钻头偏向一侧或击破碎石继续钻进。（3）冲击无法钻进。当钻机进行冲孔钻进遇到地下有大面积的孤石时，就会造成无法钻进的问题，在这种情况下，可以进行水下爆破。
3.7.2 施工注意事项。
(1）在成孔过程中，要严格控制泥浆的比重。（2）钢筋笼制作及安放导管。a.钢材进场应有合格证，每批钢材必须经过检测中心检验，合格后方能使用。b.制作钢筋笼时，采用电焊连接，同一截面内的钢筋接头不要多余钢筋总根数的50%。c.钢筋笼制作顺直牢固，焊接应该符合相关规定。d.钢筋笼焊接应该符合规范规定，不同焊接面和焊接点应该对应不同的电流，避免咬筋或焊接不牢靠；经验收合格的钢筋笼应该单独进行标记，未经检验的钢筋笼不得进入工地。（3）水下混凝土灌注控制。a.浇筑混凝土之前，在安放好的导管上要放一只料斗，料斗中的储料要多于2.5m3，利用储料的冲力将管底泥浆和沉渣冲离孔底，然后连续浇灌混凝土。b.浇筑混凝土时要注意堵管、脱节等现象的发生。拆管时应严格注意控制导管的埋置深度，不得小于2.0m。c.混凝土浇筑时间不超过4个小时，一般不超过其初凝时间。
在施工过程中要做到合理的控制施工质量要点，避免出现断桩、夹泥、少灌和蜂窝等缺陷。在冲孔过程中，冲孔距离严重影响着施工的质量，所以在施工过程中要严格控制冲孔的距离，它还影响着施工效益和问题。冲孔灌注桩极易造成导管底部混凝土施工振捣的不密实，会出现较大的施工质量问题，当混凝土面上升至钢筋笼内2～3m时，应及时提升导管，防止钢筋笼上浮。随着混凝土面的上浮，孔内压力减小，桩上部混凝土不如下部密实，此时应该加大料斗的落差，上下提拉、晃动导管。
4 结束语
我国地质与水文复杂多样，各类工程要求也不尽相同，冲击钻灌注桩技术为此提供了保障，冲击钻灌注桩技术是近年来桥梁建设中采用的基本方法之一，我们要严格按照设计要求和施工工艺规程进行质量控制，是提高冲击钻灌注桩技术的质量的重要保证。
摘要：文章用厦深铁路(广东段)XSGZQ-8标段东冲特大桥为例,详细的介绍了冲击钻的施工工艺流程、操作要点和相应的工艺标准等。
关键词：桥梁,冲击钻,灌注桩
参考文献
[1]陈贵发.港口工程钻孔灌注桩的施工质量控制措施[J].中国水运,2013(3):138-139.
降低灌注桩冲击成孔扩孔系数 篇4
1. 工程概述
宁波市绕城高速公路东段是宁波市绕城高速公路的重要组成部分, 起自姜山北互通, 经云龙、五乡、好思房、临江、沙河, 止于颜家桥, 全长43.495公里, 连接甬台温复线, 同三高速公路、穿山疏港高速公路及舟山大陆连岛工程, 是杭州湾南岸高速公路网核心的重要组成部分。本标段是宁波绕城高速公路东段第7A标段, 位于宁波市小港镇下邵村, 包括通途路高架桥和好思房互通主线桥, 设计里程为K20+575.7~K22+090.1, 路线全长1.514km, 全线共有桩基566根。
2. 工程地质情况
参照工程地质勘察报告, 本标段属于低山丘陵地貌, 该段线路第四系覆盖层较厚, 地基土成因较为复杂, 底部基岩面起伏较大, 对工程影响较大。地层组成主要为杂填土、淤泥、淤泥质粘土、亚粘土、含卵石砾砂等。在成孔地层中, 砾砂为粒径大于2mm的颗粒质量占总质量25%~50%的砂土层, 该层除砾砂以外其它由砂、粘土及局部卵石夹层组成, 颗粒级配不合理, 孔隙较大, 易产生滑动构造, 桩机钻进该地层时在土压力和钻具及泥浆液压力的扰动下, 孔壁四周砂土大量渗流, 在该处形成较大的空洞, 造成扩孔严重。其它地层也较软, 含砂量高, 基本上处于饱和状态, 可塑性差, 施工时桩基孔径极易扩大。
(二) 桩基扩孔的控制措施
1. 钻头直径的控制
通过查阅钻孔灌注桩的相关资料, 在成孔过程中, 钻头直径与钻孔设计直径按不同性质地层匹配关系如表1所示。参照表1, 对于孔径1200m的灌注桩, 将本标段普遍使用的φ1190mm、φ1180mm两种钻头改换为φ1160钻头进行施工。
2. 钻机冲程的控制
在砾砂层或其它松软土层钻进时, 为了有效地控制扩孔, 冲击钻机应采用中低冲程 (h=1~2m) 的冲进方法。严格控制桩机在冲进过程中的冲程和冲进速度, 在未进入易塌孔地层时, 冲程一般控制在1.5m左右, 进入砾砂层后, 冲程控制在100cm左右, 要求轻锤慢打, 使孔壁圆滑坚固。
3. 泥浆的控制
针对本标段土层较厚, 自然造浆能力强的特点, 通过孔内填入粘土、调节输入水流量的大小来制备稠度较大的泥浆, 泥浆密度提高到1.20~1.40, 粘度为22~30Pa·s。经调制后泥浆稠度变大, 护壁能力大为增强。
4. 钻头摆动幅度的控制
在施工中为尽可能减小钻头晃动后与孔壁的碰撞, 进而扰动液化层, 解决的办法就是减少钻头与孔壁的接触和降低钻头晃动的幅度, 具体措施如下:
(1) 采购石块、宕渣, 将平台进行重新夯实、平整, 提高桩基工作平台的稳定可靠性, 控制摆角不超过1°, 最大限度减小桩基施工时因桩机摇摆而导致钻头触壁频繁的现象;
(2) 桩机底部用枕木加固垫平, 减缓桩机整体摆动幅度偏大的现象。
(三) 控制措施采用前后扩孔系数对比分析
在桩基的前期施工中, 于2009年3月20日至3月22日对现场桩基进行了详细的调研, 由于对宁波较差地质情况没有做好充分的准备, 现场施工的冲击钻机只采用了一般的钻进方法, 而未采取其它措施, 因此在桩基混凝土灌注时发现桩基的扩孔系数 (桩基实际混凝土灌注数量与理论数量的比值) 普遍偏大, 平均扩孔系数为1.31, 造成工程成本大大增加。具体调查统计如下见表2:
通过采用减小钻头直径、控制冲程及泥浆稠度等综合措施后, 本标段按照改进的方法进行施工, 于2009年6月10号至6月12号对同一墩台的桩基又进行了一次统计, 桩基扩孔系数大大降低, 平均扩孔系数降为1.11, 具体调查统计如下见表3:
将控制措施采用前后的桩基扩孔系数进行类比, 可得见图1:
对折线图进行分析可以看出, 采用以上控制措施后桩基平均扩孔系数由1.31降至1.11, 小于1.15, 而且同一个墩台的不同桩基由于地质情况差别不大, 因而更具代表性, 从而证明以上方法是行之有效的。
(四) 经济性分析
宁波地区地层软, 含砂量较高, 控制桩基的扩孔系数是施工中的难点, 再加上施工队伍多, 材料价格偏高, 市场竞争激烈, 因此, 降低桩基扩孔系数是减小成本、提高施工单位效益, 保证工程质量的有效措施。
针对本标段桩基施工的具体情况, 通过QC小组活动统计得出, 桩基的平均扩孔系数由之前的1.31降至1.11, 计算单桩砼灌注量为:
D——钻孔灌注桩的直径;
L——平均桩长。
1. 单位体积砼成本按砼配合比及市场砂、石、水泥、粉煤灰等价格为270元∕m3。
2. 单桩灌注方量:
本标段钻孔灌注桩总数为566根, 其中桩径为1.5 m的桩为12根, 其余桩径均为1.2 m, 取占绝大部分的桩径为1.2 m的灌注桩为例, 平均桩长为40.5 m, 则单桩砼理论灌注方量为:
3. 工程节省总费用:
C2——控制措施采用前的桩基平均扩孔系数;
C1——控制措施采用后的桩基平均扩孔系数;
n——桩径为1.2 m灌注桩的数量。
则K=458.×554×270×1 (.31-.111) =1370152.8元
由此看出, 通过采取有效措施控制桩基扩孔, 不仅保证了工程的施工质量, 同时也为施工企业节省了大笔费用, 有效地提高了企业的经济效益。
(五) 结束语
位于滨海淤积的宁波平原, 地基土成因较为复杂, 对工程建设影响较大。对于施工单位来说, 桩基施工的质量和生产成本的控制相当重要, 在保证桩基质量的前提下, 如何运用现场实际的方法来降低桩基的成本是每个施工单位追寻的目标。在宁波绕城高速公路东段第7A标的工程实践中, 采用一些看似不起眼的方法, 但达到了非常好的效果, 桩基的平均扩孔系数大大降低, 生产成本大大节约, 为将来的桩基施工打下了低成本高效的基础。
参考文献
[1]郭宏章.水下混凝土灌注曲线的特征及指导作用[J].西部探矿工程, 1992, (3) .
[2]薛征.提高钻孔灌注桩施工效益的途径[J].浙江省工程勘察, 1994.
[3]崔耀鹏.浅析钻孔灌注桩事故防范措施与桩基质量控制[J].山西建筑, 2006, 32 (6) :124-125.
冲击灌注桩 篇5
1 工程概况
根据前期的地质勘探显示, 锁蒙高速公路南盘江特大桥建设地址的地貌从地层由上而下基本为碎石、石灰岩、灰岩、泥灰岩。在设计中南盘江大桥全桥设计基桩174根, 其中主桥为70根直径2.0m的基桩、引桥为104根基桩, 除桥台采用扩大基础外, 各墩均采用群桩基础。
2 施工工艺流程
场地平整及填筑→测量组放桩位→埋设钢护筒→冲击钻机钻孔 (清孔) →制作 (安装) 钢筋笼→水下灌注桩身混凝土→桩身完整性检测。
3 施工步骤及工艺
(1) 场地的平整及填筑。根据施工沿线的地形地貌的特点, 各墩位均需修筑施工便道, 同时还要进行清表工作, 平整场地构筑钻孔平台。
(2) 埋设钢护筒。根据施工现场的条件及桩身的直径, 埋设相应直径的钢护筒, 钢护筒直径比钻孔桩设计直径大0.2m~0.4 m, 长度长2 m~2.5 m, 埋设后护筒还要留出地面高0.3m~0.5m, 同时为了保证施工的质量, 护筒顶面偏差不大于5cm, 倾斜度不大于1%, 护筒底部及周边夯填黏土密实, 防止漏浆。
(3) 泥浆的调配和循环系统的布置。在调配泥浆时要考虑的是泥浆的性能指标, 它的主要性能指标有:相对密度、粘度、静切力、含沙率、胶体率、失水率、酸碱度 (p H值) 、泥皮厚等指标。在冲击钻孔施工时, 当钻具搅拌冲击成孔时, 将粘土原料投入孔底, 利用冲击钻头上下冲击, 搅拌成泥浆。泥浆从孔口经由出浆管进入泥浆池, 经过沉淀池, 再由泥浆泵将泥浆经进泵管送回孔底。进泵管的下管口是一节长约0.6m的特制钢管, 钢管上焊接一个圆环, 套在钻头顶部钢丝主绳上, 上下用卡环夹住, 使钢管不会上下移动, 又能绕钢丝主绳转动, 从而避免在钻孔的过程中进浆管与钢丝主绳缠结在一起。含渣泥浆再从孔底上翻至孔口, 经出浆管进入泥浆池。通过泥浆循环, 孔底的钻渣即可在泥浆池中沉淀下来, 再将钻渣清除, 达到清渣的目的。
(4) 钻孔施工。在进行钻孔施工开孔前要向孔内注水, 利用孔内自身粘土或投入的粘土开孔造浆。开孔时向孔内添加适量粒径不大于15cm的片石, 顶部抛平, 用0.5m~1.0 m的低冲程冲砸, 钻进0.5 m~1.0 m, 再回填粘土, 如此反复, 直至钻入护筒低部3米以下, 再转入正常的钻进。钻孔施工中的废渣, 泥浆的排放, 受施工现场的影响, 一般采取就近原则, 即在其墩位附近布设泥浆循环池, 选择的位置应不影响吊机走道位置, 利用泥浆循环池进行钻孔桩的成孔施工。而钻孔排出的泥浆及废浆, 均要定期清除到指定地点埋弃。
在冲击钻孔钻进时当停机后再钻, 钻机应由低冲程逐渐加高到正常冲程。如果钻机在钻进的过程中钻头发生了磨耗, 磨耗不能超过1.5cm, 同时在施工时要经常检查钻头的磨损情况, 如有磨耗则可采用耐磨焊条补焊。但为了防止补焊后钻头在钻近的过程中发生卡钻的情况, 所以补焊时不宜过多, 且补焊后在原孔进行钻空作业时, 要先采用低冲程冲击一段时间, 在用较高冲程钻进。当在钻进的过程中, 孔内泥浆含渣增多, 影响钻进的速度时, 应及时进行清渣或投泥换浆。
当钻孔达到设计标高后, 先自检, 技术员会同测量组对桩位、护筒标高、孔底标高全面进行检查, 合格后在报请监理工程师现场终孔检查, 由于施工中都是摩擦桩, 它的终孔要求不小于设计孔深, 支撑柱要求比设计深度超深不小于5cm。当终孔检查完毕后进行清孔, 清孔的目的在于使孔底沉淀层尽可能减薄, 提高桩底承载力, 同时也为了保证灌注混凝土的质量。在清孔时要保证孔内的水位差, 避免塌孔;当有超钻时, 在计算沉渣厚度时应以实际钻孔的孔底标高来计算;在吊入钢筋笼后, 灌注水下混凝土之前, 应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉渣厚度, 如有超过规定, 则进行第二次清孔, 直到合格为止。
(5) 钢筋笼的制作和安装。南盘江特大桥的主墩桩基钢筋笼长68m和67m, 在施工中由于受施工现场环境的影响, 我们采取现场分段加工制作的办法, 分段情况根据吊装条件决定。制作前, 先将钢筋加工场整平硬化, 沿纵向间距2m布置方木, 并按间距做好永久标记。用墨线在方木中部弹出一条直线, 钢筋笼的第一根主筋位于该直线上, 然后在方木的2m标记处安放加强筋, 与主筋焊接。焊接时用测锤测垂直度, 并用辅助物固定。然后安装其他主筋, 最后安装箍筋和定位筋。在进行钢筋笼的安装时, 应轻放、慢放, 若遇阻障, 则上下起落或正反旋转下放, 仍无效, 则停止下放查明原因, 处理后再施工。在钢筋笼下放的过程中严禁高起猛落, 强行下放, 以防碰撞而引起坍塌, 下放时要注意观察孔内水位情况, 如发现异常现象马上停放, 检查是否坍孔。钢筋笼下放对接时, 接头要按规范要求错开。同时在钢筋笼安装时, 同时安装一个声测管声测管采用外径57cm, 壁厚不小于3mm的黑铁皮管。按照设计的要求每根桩布置3~4根, 按等距布置在钢筋笼的内侧, 声测管下端与钢筋笼平齐, 并用6mm钢板封口, 与钢筋笼的主筋焊接牢固。声测管根据材料长度分节接长, 接长采用外套管法。套管长5cm~8cm, 内径与声测管外径匹配。钢筋笼入孔后, 根据护筒口的护桩进行定位, 固定要牢固, 定位偏差不能大于5cm。
(6) 灌注桩身混凝土。桩体水下混凝土施工采用竖向导管法灌注, 由于混凝土集中在搅拌站拌和, 用搅拌运输车运输到墩位, 利用搅拌车直接输送到钻机起吊混凝土漏斗入孔;导管的安装中, 由于主桥墩桩基较大, 桩身较长, 导管需要承受的压力较大, 在施工时我们采取加厚的措施;导管安装前逐根组拼顺直, 并做密水承压实验和接头抗拉试验, 不得用空气试压, 检查合格后方可使用。导管下放应竖直、轻放、以免碰撞钢筋笼, 下放时要记录下放的节数, 下放到孔底后, 进行比较实际下放的长度和计算出来的长度是否吻合, 并轻轻提起导管, 控制底口距离孔底0.25m~0.40m。灌注水下混凝土施工时, 采用双漏斗配合灌注连接导管的一个漏斗由钻机吊架提吊, 容量不能小于4.0;另一个漏斗由现场起重机提吊, 用于补充首批混凝土量, 两个漏斗分别由专人控制阀门, 确保补料及时避免断料出现卡管等事故。在施工中每灌注一斗砼, 均应用重1.8kg~2.0kg的测锤测试一次砼面上升高度, 并做好记录。灌注完砼后, 应及时将导管、漏斗等进行清理和检查, 以备下一次使用。
(7) 桩基检查与验收。在进行桩基浇注时, 每根桩要制作混凝土试件2~4组, 以检查桩身混凝土抗压强度。同时采用声测法逐根对桩基进行整体性检测, 如在检查中发现桩有疑问, 则采用钻芯样法检测。
4 施工的注意事项及预防措施
4.1钻孔事故的预防及处理
(1) 坍孔。护筒底口以下3m之内, 应反复冲砸密实;孔内坍塌不严重者, 可加大泥浆比重继续钻进, 较严重可回填砂石和粘土混合物到坍塌位置以上1m~2m, 甚至全部回填再钻, 若坍塌埋住钻头, 应先清孔, 后提出钻头。
(2) 歪钻。钻孔过程中, 要注意孔中大绳的变化情况。当提、落钻头时, 主绳有明显的偏移和升降时, 则极有可能出现歪钻。若出现歪钻应回填粘土类砂卵石或小片石至弯孔以上0.5m, 用低冲程密实后钻进。不得用冲击钻头直接修孔, 以免卡钻。
(3) 卡钻。导致卡钻的情况一般有以下两种:一种在是比较软弱的地层由于缩孔产生卡钻;在比较硬的地层中由于钻头倾斜或探头物等产生卡钻。当发生卡钻时, 通常可以上下提动钻头, 使之旋转, 并用撬棍配合, 左右反复拔动大绳使钻头能沿下落的原道提出。另外也可以用小钻头冲击卡钻一边孔壁或钻头, 使钻头松动后, 再起吊。如果钻头卡死了, 没有活动的余地的情况下, 则用强提, 具体就是用滑车组杠杆、千斤顶等办法施力拉拔钻头。
5 结语
公路桥梁钻孔灌注桩施工应结合工程的实际情况, 按照设计文件与施工规范的要求, 坚持以预防为主的原则, 采取有效的措施进行施工控制, 及时解决施工中出现的各种常见问题, 不断总结经验教训, 提高施工技术水平, 保质保量地完成任务, 高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量尽量避免发生事故及减少事故造成的损失, 促进我国公路桥梁钻孔灌注桩施工水平进一步发展以及我国公路桥梁建设的顺利进行。
摘要：随着我国交通基础设施的快速发展, 冲击式钻孔灌注桩被广泛应用于桥梁建设领域和其他工程建设中。在施工中准确把握施工工艺和细部施工的控制要点对工程的质量提供可靠的保证, 争创优质工程。文章通过介绍冲击式钻孔灌注桩的施工工艺、施工技术的选择以及施工中要注意的问题和解决方法进行阐述。
关键词：冲击钻孔灌注桩,施工,工艺,控制要点
参考文献
[1]陆青枝, 贾桂丽, 贾建军.浅谈钻孔灌注桩的施工过程及常见问题的处理[J].科技信息 (学术版) , 2007 (3) .
冲击灌注桩 篇6
沈海复线宁连高速宁德段A2标桥型布置为左幅2×(4×30)+3×30+3×40+2×(3×30)+32×(5×30)m、右幅2×(4×30)+3×40+4×30+33×(5×30)m预应力砼连续箱型梁。
本标段全线范围为宁德特大桥(局部)长5 430 m,共有724根桩,均为排架式结构,其中直径1.8 m桩基708根,总长42963米,直径2.2 m桩基16根,总长1 028 m,桩基长度在23~77 m不等,包括196根摩擦桩、528根端承桩。
2施工条件及重难点分析
2.1施工条件概况
(1)地质条件。本标段沿线场地内地层自上而下顺序依次特征描述为下:淤泥、粉质粘土、含卵石粉质粘土、卵石、残积砾质粘性土、全风化花岗岩、砂土状强风化花岗岩、碎块状强风化花岗岩、中风化花岗岩、微风化花岗岩、碎块状强风化辉绿岩、微风化辉绿岩。其中摩擦桩设计桩底岩层为砂土状强风化或者碎块状强风化花岗岩,端承桩设计桩底岩层为入微风化花岗岩、中风化花岗岩或者微风化辉绿岩,设计入岩深度0.5~7 m不等。
(2)水文条件。桥区内水系主要为宁德海湾海水,桥址区内地表水主要为三都澳(漳湾)海水。据《福建省三都澳地区水文、工程环境地质综合调查地质报告(1:5万)》资料对于潮汐类型记载,该潮汐属于正规半日潮,一个太阴日内发生四次“潮”(两次高潮、两次低潮),且每次潮周期历时12 h 35分左右。太平洋潮波的传入产生沿海潮汐,海区开阔,而近岸水浅,沿海潮汐聚集能力形成一种大潮差,高潮水位6~7 m,低潮水位1~3 m,潮差3~7 m。
(3)施工环境条件。在桩基施工前,钻孔施工平台已施工完毕,标准钻孔平台长33 m,宽13 m,采用钢管桩、型钢以及贝雷梁组合搭设而成,如图3所示。
2.2施工重难点分析
根据地质条件特性需要选择不同的施工策略,宁德特大桥所处地理环境,给施工工艺选择带来难度,具体表现如下:
(1)淤泥质土层。本标段桥址区淤泥层厚度在20~35.2 m不等,一般在25.2m,局部路11.8 m,呈深灰色,饱和,流塑状,鳞片状结构,含腐植质,嗅味臭,干强度中等,韧性较低,切面光滑,摇震反应慢,属高压缩性土,力学强度差,在钻孔过程中容易出现淤泥层穿孔漏浆、塌孔以及在混凝土浇筑过程中相邻护筒在淤泥层串孔的现象。
(2)卵石层地质。本标段卵石层厚度5~20.7 m不等,浅黄色、青灰色,饱和,中密,下粗上细,分选及磨圆较差,结构疏松,次圆状,新鲜坚硬,一般无风化现象。成分以花岗岩为主,火成岩次之,粒径为3~8 cm,少数大于10 cm,个别可达20 cm,呈现出孔隙大、透水强、压缩性低和抗剪强度大等特点。由此,建筑结构会由于卵石颗粒松散,颗粒不均,胶结性差、摩阻力较大等特性造成在钻进时钻具容易出现模式,甚至出现卡钻、孔壁坍塌及进钻困难等问题。
(3)大潮差施工难点分析。本工程由于海区开阔,近岸水浅,潮汐能量聚集而形成大潮差,高潮水位6~7 m,低潮水位1~3 m,潮差3~7 m,对钻孔桩施工中孔内泥浆水头影响较大,若水头过高,护筒内压力远大于外压力,则容易在护筒底口的淤泥层或者卵石层出现穿孔漏浆,反之,若护筒内水位低于外面潮水位,则有可能在外压力的作用下,卵石层或者淤泥层出现坍塌的现象。
3钻孔方式选择
根据本桥桩基直径、长度及所属地层、水文情况,项目部首先考虑同时使用冲击钻配合正循环回旋钻两种钻孔方式,由于回旋钻不适合中、微风化花岗岩层施工,所以回旋钻最初被考虑用来施工摩擦桩施工,但在实际钻孔过程中,相对于冲击钻而言,发现回旋钻成孔在本桥桩基施工中暴露出以下缺点:
(1)本桥桩基淤泥层比较厚,在淤泥层钻孔时由于回旋钻钻进速度快,对于淤泥层反复扫孔力度不够,出现严重缩孔现象。
(2)回旋钻一清完毕后除相关部件提锤消耗时间过长,若在提完钻锤后,发现钻锤刮孔壁等其他情况导致孔底成渣过厚需要恢复一清时,重新组合下锤所消耗的时间同样过长。
(3)本桥卵石层厚度大、强度高,回旋钻在本桥施工过程出现钻杆损坏现象频繁。
(4)回旋钻在钻孔过程中泥浆较稠,故孔壁泥浆护壁层厚度达到5~7 cm,大大降低了桩周摩擦力。
综合以上原因并考虑到:
(1)本桥端承桩占73%,端承桩微风化花岗岩层平均饱和强度106.5 Mpa。
(2)在施工过程中,能保证钻机及桩锤在平台之间能满足快速吊装及转运需要,相比而言冲击钻更加轻便。
(3)保证钻孔平台在钻桩施工过程中的安全受力以及节约钻孔平台结构受力材料,相比而言轻盈的冲击钻更占优势。
因此决定本标段桩基全部采用冲击钻,采用CK2500钻机配合8t梅花型冲击钻锤钻孔。
4钻孔过程关键点控制
4.1冲孔过程控制
整个钻孔灌注工序过程中开孔及钻进过程至关重要,为后续冲程、泥浆、桩锤和钻进等工序操作时技术指标的选择提供参考依据。在本项目实施过程中,根据具体桩位分析实际淤泥层性质,并配合相应的钻孔过程控制(泥浆性能、水头、钻孔方式、冲程等),护筒埋深平均控制在8m左右,最长不超过10m,在实际钻孔中取得很好的结果。同时,制作了6mx3mx1.5m铁制泥浆箱作为泥浆沉淀池并在泥浆箱一端安置泥浆振动分砂器,大大提高了清除泥浆内残渣的效率。这里泥浆的护孔作用主要是保证卵石层及开孔段不产生塌孔现象,另外为满足排查需要,对泥浆的要求主要在相对密度上。泥浆的主要技术指标见表2。与此同时,冲孔过程控制开孔,护筒内钻进,正常钻进三个部分。
(1)开孔
开工前先检查钻头直径以及钢丝绳的磨损情况,根据本桥实践经验,钻头直径:Φ1.8m直径桩基钻头直径按Φ1.79-1.80m控制,Φ2.2m直径桩基钻头直径按Φ2.19-2.2m控制,经实际验证该钻头尺寸能保证较好的成孔直径,在卵石层结束后要及时检查钻锤的磨损情况,发现磨损的要及时补焊恢复,确保卵石以下岩层不出现严重缩孔现象。
开孔具有导向作用,因此开孔的孔位必须准确,开孔的平面位置决定了最终成桩位置,更有利于后续承台系梁和立柱墩身的施工控制。
(2)护筒内钻进
钻进过程中要根据钻具运转的平稳情况判断钻头是否摩擦护筒及孔内是否有异物。发现问题应采取有效措施进行处理。钻进至护筒底口部位时,需特别注意钻头碰挂护筒底口同时采用小冲程,防止钻头碰刮护筒容易致使护筒下沉、倾斜等现象。为保证钻头正常使用,在钻进过程中不得强行进行,需要根据护筒倾斜情况适当调整,待钻头整体钻出护筒大约2m时,才允许正常进行工序。
(3)正常钻进
(1)根据土层优劣情况,在钻孔施工过程中冲程分别作如下规定:若为中风化、卵石层、微风化花岗岩等土层时一般采用大冲程(4~5 m),最大冲程不得超过6 m,防止卡钻,冲坏孔壁或使孔壁不圆。对于强风化花岩层等强度不大的岩层采用3~4 m中等冲程,如孔内岩层表面不平整,应先投入粘土、小片石,将表面垫平,再进行冲击钻进,防止斜孔、坍孔事故。
(2)对于海上桩基,需根据潮水变化进行动态控制,护筒内常态水位控制在比护筒外水面高0.8 m以内,特殊情况不得超过1.5 m,但护筒内泥浆面不得低于外面潮水位,避免孔内外压力差导致的缩孔、穿孔等质量问题的发生。
4.2终孔后清孔及检孔
(1)终孔及检孔
桩孔钻至设计标高后,对成孔的孔径、孔深和倾斜度进行检查,若桩基中嵌入岩石的深度和坚硬度满足设计要求,停止钻孔,捞取渣样并验孔。采用配套的桩基成桩检测系统对成孔、桩径、孔深、倾斜度等检查,按照设计规范及要求,成孔控制质量指标如表3所示。
(2)清孔
终孔各项指标检查合格后,利用钻机进行第一次清孔,待钢筋笼吊装入孔后,即以导管作为注浆管进行第二次清孔。
(1)清孔过程中保持孔内泥浆面的高度及泥浆比重,防止坍孔、缩孔。
(2)清孔时的技术参数控制以泥浆含砂率和泥浆比重为主。对泥浆比重,一清一般到1.17~1.18左右,这样有利于二清时能迅速清除提钻锤以及下钢筋笼时刮碰孔壁而产生的新的沉渣,二清降至1.15左右;含砂率控制在1%以内。
4.3水下混凝土施工
混凝土浇筑是桩基施工当中至关重要的一环,其浇筑过程是否顺利直接决定桩基最终成桩质量:(1)对施工区域现场进行清理,对搅拌机、罐车、泵车等机械设备进行检验,对砂、石、水泥、外加剂等原材料充足准备;(2)导管初次使用应做水密、接头抗拉试验,检查每根导管是否干净、畅通以及“O”型密封圈的完好性,防止漏气影响混凝土下放。
同样,混凝土配合比是桩基混凝土浇筑中不可忽视,不良的混凝土配合比将可能导致浇筑时混凝土下放困难、容易堵管、抱管甚至埋管等情况从而影响桩基成桩质量。本标段混凝土最重要控制点为坍落度(180~220 mm)以及初凝时间(不小于15 h)。
在首盘混凝土浇筑之前,必须对导管进行探底,保证导管下部悬空高度处于30~40 cm左右以保证混凝土的顺利下放,对于2.2 m桩径悬空高度宜取下限30cm,这样能最大程度冲走孔底可能存在的沉渣,保证孔底干净。桩基混凝土灌注过程中,实时监测混凝土顶面高度及导管埋深,应将导管埋深严格控制在4~6 cm范围内,防止导管埋深过浅导致夹泥断层或者埋置过深导致导管堵塞甚至埋管。
5常见问题及处理预案
实施工序复杂且存在不可预测的问题,这里给出常见问题以及处理预案:
(1)钢丝绳破断、掉锤。采用打捞勾打捞钻头。打捞勾系(37)40 mm的钢丝绳,钢丝绳端头连接到钻机的卷扬机上,将打捞勾放入孔底边,缓慢拖动至另一边,确认勾住钻锤上的钢丝绳后,再开动卷扬机,打捞出钻头,必要时汽车吊配合钻机一起打捞。
(2)护筒口冒浆。护筒内水头过高,或钻头起落时碰撞护筒使护筒口周围土体松散容易造成护筒口冒浆。本桥通过泥浆循环系统(上下移动孔内泥浆泵)使护筒内保持0.8m以内的水头高度。钻头起落时,注意缓慢进行,及时调整钻头位置,防止碰撞护筒。
(3)塌孔。塌孔问题的出现可能在护筒口淤泥层以及卵石层,当出现塌孔问题时,重新回填片石或黏土至塌孔段上部2至3米,然后重新冲击成孔。
(4)串孔。本桥相邻桩间距较大,且对相邻桩不采取同时开孔作业,故本桥不存在串口问题。
6实施效果
至目前为止,宁德特大桥已完成95根钻孔灌注桩的施工,50根钻孔灌注桩成桩检测,没有出现一列塌孔、断桩的现象,桩基检测结果喜人,II类桩不到3%,其余全部为I类桩,这证明桩基施工每个阶段严格控制把关,做到一丝不苟,精益求精,就一定能取得令人满意的效果。
摘要：钻孔灌注桩属于隐蔽工程,成桩环节多,施工过程容易出现质量事故以及人为不可估计因素,必须重视施工全过程质量监控。结合宁德特大桥冲击钻施工所面临的实际地质、水文以及设计桩长、桩径等具体情况,着重就桩基成孔方式及配套设备选择、成孔过程、灌注水下混凝土以及事故处理等环节的质量程序和关键点质量控制方法进行讨论和分析,并结合实际施工中出现的若干问题,提出保证钻孔灌注桩施工质量的监控措施。
关键词：钻孔灌注桩,成孔技术,灌注混凝土
参考文献
[1]刘琦,王雪红.浅谈钻孔桩冬季施工[J].黑龙江交通科技,2009,(04)
[2]朱定法,吴汉斌.大直径钻孔桩基础施工中泥浆处理系统的应用[J].世界桥梁,2002(2)
冲击灌注桩 篇7
钻孔灌注桩的施工顺序为:初步放样→筑岛→恢复定线→护筒埋设→钻孔→成孔检测清孔→下钢筋笼→下导管→砼浇注→破桩头→成桩检测。
2 冲击钻钻孔灌注桩施工工艺
2.1 初步放样
施工前先排水、修路、清除桩基位置的杂草和淤泥,换填山皮土并刮平压实,使施工机具顺利进出,能保证钻机在施工中平稳,然后根据设计提供的导线点及水准点用光电全站仪及水准仪定位,桥墩中线在桥轴线方向上的位置中误差不应大于±15cm,成排成列放样,放样后用钢尺校核。
2.2 筑岛
场地为浅水时,采用草袋围堰,普通土填充,筑岛高出水面1.5cm为准。
2.3 护筒埋设,恢复定线
护筒埋设是重要一环,起到定位、导向,靠筒内水位和泥浆比重使孔内水压大于外部水压,防止塌孔,护筒内径比桩经大200~400mm,护筒高度宜高出地面0.3m或水面1.0~2.0m,护筒的埋设深度应根据设计要求或桩径及水文地质情况确定,一般情况埋置深度宜为2~4m,有冲刷影响的河床,应沉入冲刷线以下不少于1.0~1.5m。
2.4 钻孔
1)泥浆的配制:泥浆的好坏是成孔质量的重要保证之一,由于配置了高质量的泥浆,在长期停钻的情况下,沉积物很少,此外,优质的泥浆可使孔壁形成一层粘性好、密度大渗透性差的泥皮,泥皮可防止孔内泥浆外渗,大大减缓孔内水头降低的速度,这也是使孔壁稳定的有效措施。2)冲击钻钻孔注意事项。a.钻机就位前,应对钻孔前的各项准备工作进行检查,包括主要机具设备的检查和维修,钻机就位后,应平稳,不得产生位移和沉陷,开孔的孔位必须准确。b.冲锥的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不大于2cm,升降锥头时要平稳,不得碰撞护壁和孔壁。c.钻孔作业必须连续,并作钻孔施工记录,经常对钻孔泥浆进行检测和试验,不符合要求的随时改正,注意补充新拌的好泥浆,在整个施工过程中,泥浆的损失较小,水头始终保证在2m左右,有效地防止了孔壁坍塌,埋钻头的现象发生,确保了钻孔桩的成孔质量和成孔速度。d.钻进过程中,每进5~8尺检查钻孔直径和竖直度,注意地层变化,在地层变化处捞取渣样,判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。e.冲击钻应用小径钻钻到深度后,用大径钻扩孔,钻管内的泥渣和泥浆经常倒出,在钻孔排渣,应保持孔内水头和要求的泥浆指标。
2.5 成孔检测、清孔
1)成孔检测。成孔检测一般包括孔的中心位置、倾斜度、钻孔底标高、深度、直径、护筒顶标高等。孔的中心位置应在±100mm范围内,孔径﹥设计桩径,倾斜度小于1%,孔深不小于设计规定。2)清孔。a.只有成孔检测合格后才可清孔。清孔方法一般有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射等。b.清孔指标有孔内泥浆性能指标及沉淀厚度,实际工作中通常只测泥浆比重1.03—1.1,沉淀厚度﹤30cm,即满足清孔标准。c.钢筋笼安放至设计标高后,应进行第二次清孔,直至达到标准。
2.6 钢筋笼的制造和安放
每个钢筋笼在胎膜上一次成形,创造出可观的经济效益。钢筋笼的制造除满足设计要求外,在骨架处设置控制保护层厚度的垫块,竖向间距为2m,横向周围不少于4处,并在骨架顶端设吊环。
整个桩采用两段钢筋笼,在孔口进行单面邦条焊,接头错开1m。骨架下放时注意防止碰撞孔壁,放至孔内设计标高后将骨架吊环挂在孔口,并临时与护筒口焊接牢固。
2.7 下导管
大多采用φ300mm钢导管,使用前进行了水密、承压和接头抗拉等试验。吊装时导管应位于井孔中央,并应在灌注砼前进行升降试验,应使位置居中,轴线顺直,稳步沉放,防止卡挂钢筋骨架和孔壁碰撞,导管下口到孔底的距离一般控制在25~40cm之间。
2.8 灌注水下砼及应注意事项
1)灌注水下砼是钻孔桩施工的重要工序,必须经过成孔质量检测和清孔检测合格后,方可进行灌注工作。2)首批砼的数量必须保证导管初次埋深≧1m和填充导管底部的需要。3)砼拌和物运至灌注地点时,应检查均匀性和坍落度等,如不符合要求,应进行第二次拌和,二次拌和达不到要求,不能使用。4)首批砼灌入孔底后,立即测探孔内砼面高度,计算出导管内埋置深度,如符合要求即可正常灌注,如发现导管大量进水,表现出现事故,按应急方法处理。5)灌注开始后,应紧凑、连续地进行,严禁中途停工。6)导管提升时应保持轴线竖直和位置居中,逐步提升,如导管法兰卡钢筋骨架,可移动导管,使其脱开钢筋骨架后,移到钻孔中心。7)当导管提升到法兰接头露出孔口以上有一定高度,可拆除1节和2节导管。此时,暂停灌注,先取走漏斗,重新卡牢井口的导管,然后松开导管的接头螺栓,同时将起吊导管用的钓钩挂上待拆的导管上端的吊环,待螺栓全部拆除后,吊起待拆的导管,徐徐放在地上,然后将漏斗重新插入井口导管内,校好位置,继续灌注。8)拆除导管动作要快,时间一般不宜超过15分钟,要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中,并注意安全。已拆下的管节要立即冲洗干净,堆放整齐。9)在灌注过程中,当导管内砼不满含有空气时,后续砼要徐徐灌入,不可整斗地灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡皮垫,而使导管漏水。10)当砼面升到钢筋骨架下端时,为防止钢筋骨架被砼顶托上升,可采取以下措施:尽量缩短砼总的灌注时间,防止顶层砼进入钢筋骨架时,砼的流动性过小。11)为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上灌一定高度,可按孔深,成孔方法,清孔方法查定。一般为0.5~1m,深桩为1m。12)处于地面及桩顶以上的井口整体式钢性护筒,应在灌注完后立即拔出,处于地面以下护筒,需待砼抗压强度达到5Mpa后方可拆除。13)在灌桩时,每根桩应做3组试块,施工单位二组,监理一组,强度测试后,如不合格,要及时提出报告补救处理。14)有关砼灌注情况,各灌注时间,砼面的深度,导管埋深,导管拆除及发生的异常现象应由专人进行记录。
2.9 破桩头
由人工或汽镐、电镐进行,直至设计高程,要保持钢筋的完整,桩顶基本平整、干净。
2.1 0 成桩检测
砼强度达到70%后可做桩基无破损检测,用基桩动测仪和手提电脑,传感器用橡皮泥粘在桩顶(破桩头后桩顶清理干净),用大锤在桩顶砸5下,在电脑中显示声波图象,如振幅出现异常,说明有问题。
3 结语
冲击灌注桩 篇8
钻孔灌注桩施工广泛应用与桥梁基础结构施工中, 主要施工机械以钻孔桩机为主, 根据工作方式即成孔原理不同, 分为回旋钻机、旋挖钻机、冲击钻机。回旋钻机及旋挖钻机适用土质较为松软的地区; 冲击钻作为比较原始的一种工艺, 大部分地质情况都能成孔, 但是综合施工周期及施工成本, 冲击钻成孔一般用与地质较硬, 一般钻机难以成孔或成孔效率低、成本高的地区。
在现代化基础工程施工中, 为保证施工周期及施工质量, 结合施工成本, 经常采用不同的成孔工艺结合的方式进行桩基施工。下面以昆山中环快速化改造工程为实例, 讲述回旋钻与冲击钻结合施工成孔工艺。
昆山中环快速化改造工程, 任务量大, 工期紧。桩基施工的效率成为影响中环高架桥梁施工进度的重要因素之一。因此, 在本工程的施工中, 结合实际情况, 及时调整施工工艺, 成为达到施工目标的重要手段。在跨苏浏线大桥东半幅水下桩基施工中, 施工区域地质总体上以上部粘土, 下部粉土粉砂为主。由于受到原自来水管线搬迁余留抛石影响, 回旋钻机在常规成孔施工中, 遇到难以钻进的问题。原方案采用GPS - 20 回旋钻机成孔, 在抛石范围内成孔效率低, 设备易损坏。导致施工周期拖延、施工成本加大的问题。我部及时作出调整方案, 不仅考虑抛石层厚度, 及时加长钢护筒的埋设, 并且调整施工设备, 考虑到地层下部主要以粉土、粉砂为主, 冲击钻施工至地层下部, 钻头难以回弹, 施工效率变低。因此, 上部地层成孔采用冲击钻成孔, 主要施工抛石层及较硬的地表土层, 成孔孔壁坚实、稳定, 塌孔少; 施工至下部地层, 移机后换回旋钻机成孔。
测量放样桩位, 打设钢护筒设置十字桩线并复测桩位, 桩位偏差不大于20mm, 钢护筒采用壁厚8mm, 长17m ( 原拟定12m) , 内径1. 4m无缝钢板, 加长护筒为保证护筒穿过抛石层足够深度, 确保孔壁稳定, 防止发生塌孔、串孔等现象; 冲击钻就位, 冲击钻中心应对准钢护筒中心。护筒打入抛石层后, 由于抛石空隙较大, 土层稳定性差, 易产生串孔甚至塌孔, 为确保顺利成孔, 在加长护筒的同时, 现场准备部分水泥, 视成孔情况, 必要时向孔内加入水灰比1∶ 1 的水泥浆填充孔隙, 对孔壁进行稳定。
由冲击钻先行锤击施工, 抛石表面经过前期处理, 桩基位置表面基本平整, 适于冲击钻直接进行施工。冲击钻成孔对泥浆性能要求与回旋钻不同, 冲击钻成孔对孔壁干扰大, 需加大泥浆比重。开钻时先用冲击钻以小冲程 ( 锤高0. 4 ~ 0. 6m) 反复冲击造浆。使孔壁坚实不坍不漏。待钻进深度超过钻头全高加冲程后, 方可进行正常冲击。在开孔阶段4 ~ 5m, 为使钻渣挤入孔壁, 减少掏渣次数, 正常钻进后应及时掏渣, 确保有效冲击孔底。
在钻进过程中, 应注意地层变化, 对不同的土层, 采用不同的冲程。
冲程应根据土层情况分别规定: 一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中采用大冲程; 在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时采用中冲程, 冲程过大, 对孔底振动大, 易引起坍孔; 在通过高液限粘土, 含砂低液限粘土时, 采用中冲程; 在易坍塌或流砂地段用小冲程, 并应提高泥浆的粘度和相对密度。
均匀地松放钢丝绳的长度。一般在松软土层每次可松绳5cm ~8cm, 在密实坚硬土层每次可松绳3 ~ 5cm, 应注意防止松绳过少, 形成“打空锤”, 使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载, 遭受损坏, 松绳过多, 则会减少冲程, 降低钻进速度, 严重时使钢丝绳纠缠发生事故。为正确提升钻头的冲程, 在钢丝绳上做好长度标志。
钻孔施工中, 在密实坚硬土层每小时纯钻进尺小于5cm ~ 10cm, 松软地层每小时纯钻进尺小于15cm ~ 30cm时, 应进行取渣。或每进尺0. 5m ~ 1. 0m时取渣一次, 每次取4 ~ 5 筒, 或取至泥浆内含渣显著减少, 无粗颗粒, 相对密度恢复正常为止。取渣后应及时向孔内添加泥浆或清水以维护水头高度, 投放粘土自行造浆的, 一次不可投入过多, 以免粘锥、卡锥。
钻孔作业连续进行, 因故停钻, 必须将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻。在取渣后或因其他原因停钻后再次开钻, 应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。
整个钻进过程中, 保持孔内外水头差。冲击钻施工过程中, 锤击贯入度明显减少, 成孔效率降低, 原因分析: 成孔施工进入松软粉土层, 冲击钻冲锤下击后, 回弹高度明显减低, 因此冲程减少, 导致成孔效率降低。此时应停止冲击施工, 移走冲击钻, 更换回旋钻进入下层地质钻孔桩成孔施工。
回旋钻机就位, 保证钻头与钢护筒垂直, 采取常规回旋钻施工工艺。泥浆采用原浆, 并且及时测定出浆口泥浆指标, 必要时参考试成孔的试验结果, 即泥浆配比为: 水: 膨润土= 100∶ 9, 此配比下的人造泥浆指标为: 比重: 1. 07; 粘度27pa. s, 加入人造泥浆。
清孔分为一清及二清, 一清采用正循环清孔法。成孔检测在一清之后二清之前, 成孔检测采用特制的钢筋探笼进行, 完成清孔后, 验收泥浆指标等, 满足要求后, 提钻, 拆除钻杆, 然后利用吊车下放探笼, 检测孔径、垂直度等。
探笼加工满足规范要求, 直径不小于设计孔径, 长度不小于4 倍孔径。
二清采取气举反循环清孔。通过空气压缩机在特定深度处向导管内注入压缩空气, 与沉渣和泥浆混合后在导管内形成浆、砂、气混合物, 导致导管内外形成较大的压力差, 导管外侧的泥浆压力推动导管内浆、砂、气混合物与底部泥浆一起上升, 通过压送软管排出至地面泥浆池, 从而达到清除桩底沉渣的效果, 排出的泥浆经过除砂及沉淀后回灌至桩孔内, 形成完整泥浆的循环。现在泵吸清孔技术也相当实用, 可视具体施工要求自行选用。
本工程施工过程中, 采取冲击钻进行抛石区开孔施工及上层硬土区施工, 回旋钻进行下层粉土施工。不仅防止设备的损坏, 大大节省了施工成本, 提高了施工效率, 同时保证了施工质量。冲击钻适用与各种复杂地形施工, 结合回旋钻施工, 积累了宝贵的施工经验。施工结果表明, 在现代化工程施工中, 单一的施工工艺已经不能完全满足施工技术的需要。多种施工工艺的结合, 明显提高了施工效率, 降低了施工成本, 增加了企业在竞争日趋激烈的现在的生存能力。
参考文献
[1]《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002.
[2]《建筑地基处理计术规范》JGJ79-2002.
[3]《建筑桩基计术规范》JGJ94-2008.