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内容来自用户:易艳青
长螺旋钻孔灌注桩施工工艺
1.适用范围
长螺旋钻孔灌注桩比较适合地下水位以上的一般粘性土、砂土层及填土、粉土、季节性冻土、膨胀土、非自重湿陷性黄土层使用。
2.施工准备
(1)材料质量
①水泥:宜用强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥。
②砂:中砂或粗砂,含泥量不大于5%。
③石子:卵石或碎石,粒径5~30mm,含泥量不大于2%。
④钢筋:钢筋的级别、直径必须符合设计要求,有出厂证明书和复试报告,表面无老锈和油污。
⑤外加剂、掺合料:根据施工需要通过试验确定。
(2)作业条件
①地质资料、施工图纸、施工组织设计等已齐全。
②施工场范围内的地上、地下障碍物都处理完毕,达到“三通一平”。施工用的临时设施准备就绪。对影响机械运行的松软场地已进行适当处理,并有排水措施。
③现场已设置测量基准线、水准基点,并妥善加以保护。施工前已复核桩位。
在复杂土层中施工时,应事先进行成孔试验,数量一般不少于2个。
3.施工工艺
(1)工艺流程
钻孔机就位→钻孔→孔底清理→成孔质量检查→吊放钢筋笼→浇筑桩身混凝土→混凝土养护→基桩检测→桩基验收
(2)操作要点
①钻孔机就位:认真校正,并保持平稳,不发生倾斜、位移。为准确控制钻孔深度,应在机架上或机管上作出控制的标尺,以便在施工中进行观测、记录。⑤
长螺旋钻孔压灌桩成桩,应准确掌握提拔钻杆时间,钻至预定标高后,开始泵送混凝土,管内空气从排气阀排出,待钻杆内管及输送软、硬管内混凝土达到连续时提钻。
若提钻时间较晚,在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出,容易造成管路堵塞。应杜绝在泵送混凝土前提拔钻杆,以免造成桩端处存在虚土或桩端混合料离析、端阻力减小。
提拔钻杆中应连续泵料,特别是在饱和砂土、饱和粉土层中不得停泵待料,避免造成混凝土离析、桩身缩径和断桩,目前施工多采用商品混凝土或现场用两台0.5m3的强制式搅拌机拌制。
钻孔灌注桩在施工过程中,发生断桩、短桩或其他质量缺陷也是正常的,但处理一定要认真,尽量将事故消灭在萌芽状态。
若发生了这类事故,要对桩底的断层位置、地质、钻孔成孔状况及当时原始记录加以认真分析,处理后必须要再进行验证。建议对桩体采用三点压浆法(三点成等边三角形,若桩径1.2m,边长可取60cm布设)处理,以保证断层处通过取芯压浆后能够充分密实,达到桩体完好的程度,按此方案处理断桩至少有三个优点:一是质量可靠;二是保证工期,正常10~15天即可处理完毕;三是成本大大降低,如果报废一根桩,需要费用至少15万元以上,按此处理仅需1ر5万元左右即可。
但是如断层发生在桩体中部,则方案确定则应慎之又慎。
长螺旋钻孔压灌桩操作方法 长螺旋钻孔压灌桩成桩,应准确掌握提拔钻杆时间,钻至预定标高后,开始泵送混凝土,管内空气从排气阀排出,待钻杆内管及输送软、硬管内混凝土达到连续时提钻。
若提钻时间较晚,在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出,容易造成管路堵塞。应杜绝在泵送混凝土前提拔钻杆,以免造成桩端处存在虚土或桩端混合料离析、端阻力减小。
提拔钻杆中应连续泵料,特别是在饱和砂土、饱和粉土层中不得停泵待料,避免造成混凝土离析、桩身缩径和断桩,目前施工多采用商品混凝土或现场用两台0.5m3的强制式搅拌机拌制。
我国地域辽阔,地形及地貌相当复杂,在沿海一带尤为突出。
钻孔灌注桩在这些区域基建工程基础工程中发挥了重要作用。其中,钻孔灌注桩的水下砼灌注是成桩的关键环节。
钻孔灌注桩适用于地下水位较低的和复杂且常需护壁的地质情况。目前,此工艺正日益完善,但往往由于工艺不当,断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题也时有发生。
因此,运用科学,实用的砼灌注工艺以确保工程质量显得极为重要。如某工程采用钻孔灌注桩,共117根,围护采用钻孔灌注桩加水泥搅拌桩作为止水帷幕,共169根,钻孔桩数量大、桩身长,施工质量的优劣直接关系到桩基和围护工程质量,关系到整个工程的质量,因此,正确地选用科学合理的施工工艺,使钻孔灌注桩单桩静载试压达到全部优良。
现根据我近十年来工作经验对此工艺作以下要点分析: 一、原料选择与下料 砼原料宜选用卵石、石子含泥量小于2%,以提高砼的流动性,防止堵管。一般砼初凝时间仅3—5小时,只能满足浅孔小桩径灌注要求,而深桩灌注时间约为5—7小时,因此应加缓凝剂,使砼初凝时间大于8小时,为了使砼具有良好的保水性和流动性,应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后,先开动搅拌机并加入30%以上的水,然后与拌合料一起均匀加入60%的水,最后再加入10%的水(如砂、石含水率较大时,可适当控制此部分水量),最后加水到出料时间控制在60秒内,坍落度应控制在180+20毫米之间,砼灌注距桩顶约5米处时,坍落度控制在160—170毫米,以确保桩顶浮浆不过高。
气温高,成孔深,导管直径在250毫米之内,取高值,反之取低值。 二、选择打桩顺序 打桩顺序一般分为:由一侧向单一方面打,自中间向两个方面对称打,自中间向四周打。
打桩顺序直接影响打桩速度和桩基质量。因此;应结合地基土壤的挤压情况,桩距的大小,桩机的性能,工程特点及工期要求,经综合考虑予以确定,以确保桩基质量。
减少桩机的移动和转向,加快打桩速度,由一侧向单一方向打,桩机系单向移动,桩的就位与起吊均很方便,故打桩效率高;但它会使土壤向一作技术检灌注操作技术分为首批砼灌注与后续砼灌注及后期灌注三个过程。在前一过程中,砼灌注量与泥浆至砼面高度,砼面至孔底高度,泥浆的密度,导管内径及桩直径有关。
孔径越大,首批灌注的砼量越多。由于砼量大,搅拌时间长,因此可能出现离析现象,首批砼在下落过程中,由于和易性变差,受的阻力变大,常出现导管中堵满砼,甚至漏斗内还有部分砼,此时应加大设备的起重能力,以便迅速向漏斗加砼,然后再稍拉导管,若起重能力不足,则应用卷扬机拉紧漏斗晃动,这样能使砼顺利下滑至孔底,下满后,继续向漏斗加入砼,进行后续灌注。
在后续灌注中,当出现非连续性灌注时,漏斗中的砼下落后,应当牵动导管,并观察孔口返浆情况,直至孔口不再返浆,再向漏斗中加入砼。牵动导管的作用有两点: 1、有利于后续砼的顺利下落,否则砼在导管中存留时间稍长,其流动性能变差,与导管间摩擦阻力随之增强,造成水泥浆缓缓流坠,而骨料都滞留在导管中,使砼与管壁摩擦阻力增强,灌注砼下落困难,导致断桩。
同时,由于粗骨料间有大量空隙,后续砼加入后形成的高压气囊,会挤破管节间的密封胶垫而导致漏水,有时还会形成蜂窝状砼,严重影响成桩质量。 2、牵动导管增强砼向四周边扩散,加强桩身与周边地层的有效结合,增大桩体摩擦力,同时加大砼与钢筋笼的结合力,从而提高桩基承载力。
在砼灌注后期,由于孔内压力较小,往往上部砼不如下部密实,这时应稍提漏斗增大落差。以提高其密实度。
当然在控制砼初凝时间的同时,必须合理地加快灌注速度,这时提高的灌注质量十分重要,因此应做好灌注前的各项准备工作,以及灌注过程中各道工序的密切配合工作。 三、钻孔灌注桩易产生的质量问题及处理: 1、断桩 断桩一般常见于地面下1—3米不同较硬层交接处。
其裂痕呈水平或略倾斜,一般都贯通整个截面,其主要原因有:桩距过小,邻桩施打时土的挤压所产生的水平横向抵力和隆起拔力的影响;软硬土层间传递水平力大小不同,对桩产生剪力;桩身砼终凝不久,强度弱,承受不了外力的影响。 避免断桩的措施有: 〔1〕桩的中心距宜大于3。
5倍桩径; 〔2〕考虑打桩顺序及桩架行走路线时,应注意减少对新桩的影响; (3)采用跳打法或控制时间法以减少对邻桩的影响。断桩检查,在2—3 米深度内可用木锤敲击桩头侧面,同时用脚踏在桩头上,如桩已断,会感到浮振。
亦可用动测法,由波形曲线和频波曲线图形判断桩的质量和完整程度。断桩一经发现,应将断桩段拔出,将孔清理干净后,略增大面积或加上铁箍联接,再重新灌注砼补做桩身。
2、缩颈 缩颈的桩又称瓶颈桩。部分桩径缩小,截面不符合要求。
其原因有:在含水量大的粘性土中沉管时,土体受强烈扰动和挤压产生很高的孔隙和压力。 桩管拔出后,这种压力便作用到新灌注的砼桩上,使桩身发生不同程度的颈缩现象,拔管过快,砼量少或和易性差,使砼出管时扩散差等。
施工中应经常测定砼落下情况,发现问题及时纠正,一般。
钻孔灌注桩施工安全控制要点:
(1)施工场地要求
①旱地区域地基应平整、坚实;
②浅水区域应采用筑岛方法施工;
③深水河流中必须搭设水上作业平台,作业平台应根据施工荷载、水深、水流、工程地质状况进行施工设计,其高程应比施工期间的最高水位高700mm以上。
(2)护筒埋设
①护筒应坚固、不漏水,内壁平滑、无凸起。(一般用钢护筒)
②护筒顶端高程应高于地下水位或施工期间的最高河道水位2m以上,旱地钻孔护筒顶端高程应高出地面300mm.
(3)钻孔施工
钻孔灌注桩施工安全要控制如下要点:
1、钻进施工:A、施工场地应平整、坚实,非施工人员禁止进入作业区;B、不得在高压线线路下施工。C、钻机的机械性能必须符合要求,操作工持证上岗。D、钻机运行中作业人员应位于安全处,严禁人员靠近或触摸旋转钻杆;钻具悬空时严禁下方有人。E、钻孔过程中,应检查钻渣,与地质剖面图核对,发现不符时应及时采取安全技术措施。F、钻孔应连续作业。相邻桩之间净距不小于5m时,邻桩砼强度达5Mpa后,方可进行钻孔施工;或间隔钻孔施工。G、成孔后或固故停钻时,应将钻具提至孔外置于地面上,保持孔内护壁泥浆的高度防止塌孔,孔口采取防护措施。H、采用冲抓钻机钻孔时,当钻头提至接近护筒上口时,应减速、平稳提升,不得碰撞护筒,钻具出土范围内严禁有人。I采用正、反循环钻机钻孔时,应减压钻进。
2、钢筋龙的制作:(与前面沉桩要求一样)A钢筋笼加强箍要布置合理,主筋布置均匀,无论对焊、弧焊都要求接头平直,以免在施工中卡挂导管,B下放钢筋笼时,应防止碰撞护壁。C在孔口焊接时,应在防筒外搭设焊接操作平台,且应支垫平整。
3、砼浇筑:A浇筑水下砼漏斗的设置高度应依据孔径、孔深、导管内径等确定。B浇筑砼作业必须由作业组长指挥。C灌注过程中,应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土高度,正确指挥导管的提升和拆除。
长螺旋钻孔压灌桩:一般是指在早期的工艺基础上演化出来的,即长螺旋钻孔-空转清孔-提钻200mm-通过长螺旋钻钻杆中心向内压力灌注混凝土(边提钻边压入)-下钢筋笼(连同振动棒一同下入)-振捣成桩。
1.主要技术内容
长螺旋钻孔压灌桩技术是采用长螺旋钻机钻孔至设计标高,利用混凝土泵将混凝土从钻
头底压出,边压灌混凝土边提升钻头直至成桩,然后利用专门振动装置将钢筋笼一次插入混
凝土桩体,形成钢筋混凝土灌注桩。后插入钢筋笼的工序应在压灌混凝土工序后连续进行。
与普通水下灌注桩施工工艺相比,长螺旋钻孔压灌桩施工,由于不需要泥浆护壁,无泥皮,
无沉渣,无泥浆污染,施工速度快,造价较低。
2.技术指标
(1)混凝土中可掺加粉煤灰或外加剂,每方混凝土的粉煤灰掺量宜为70~90kg。
(2)混凝土中粗骨料可采用卵石或碎石,最大粒径不宜大于30mm。
(3)混凝土塌落度宜为180~220mm。
(4)提钻速度:宜为1.2~1.5m/min。
(5)长螺旋钻孔压灌桩的充盈系数宜为1.0~1.2。
(6)桩顶混凝土超灌高度不宜小于0.3~0.5m。
(7)钢筋笼插入速度宜控制在1.2~1.5m/min。
3.适用范围
适用于地下水位较高,易塌孔,且长螺旋钻孔机可以钻进的地层。
长螺旋钻孔桩的施工工艺及优缺点:
长螺旋钻孔压灌桩成桩工艺是国内近年开发且使用较广的一种新工艺,适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土, 属非挤土成桩工艺,该工艺有穿透力强、低噪音、无振动、无泥浆污染、施工效率高、质量稳定等特点。
长螺旋钻孔压灌桩成桩施工时,为提高混凝土的流动性,一般宜掺入粉煤灰。每方混凝土的粉煤灰掺量宜为70-90kg,坍落度应控制在160~200mm,这主要是考虑保证施工中混合料的顺利输送。坍落度过大,易产生泌水、离析等现象,在泵压作用下,骨料与砂浆分离,导致堵管。坍落度过小,混合料流动性差,也容易造成堵管。另外所用粗骨料石子粒径不宜大于30mm。
长螺旋钻孔压灌桩成桩,应准确掌握提拔钻杆时间,钻至预定标高后,开始泵送混凝土,管内空气从排气阀排出,待钻杆内管及输送软、硬管内混凝土达到连续时提钻。若提钻时间较晚,在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出,容易造成管路堵塞。应杜绝在泵送混凝土前提拔钻杆,以免造成桩端处存在虚土或桩端混合料离析、端阻力减小。提拔钻杆中应连续泵料,特别是在饱和砂土、饱和粉土层中不得停泵待料,避免造成混凝土离析、桩身缩径和断桩,目前施工多采用商品混凝土或现场用两台0.5m3的强制式搅拌机拌制。
灌注桩后插钢筋笼工艺近年有较大发展,插笼深度提高到目前20~30m,较好地解决了地下水位以下压灌桩的配筋问题。但后插钢筋笼的导向问题没有得到很好地解决,施工时应注意根据具体条件采取综合措施控制钢筋笼的垂直度和保护层有效厚度。
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