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灌注樁

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【摘要】:

灌注樁施工工藝流程

、施工流程:

2、 成孔方法

(1)鉆機選型

施工以旋挖鉆為主,輔以沖擊鉆機進行造孔施工,并選用粘土或優質泥漿護壁。

3、施工準備

在四通一平的基礎上,鉆孔的準備工作主要有樁位測量及放樣、制作和埋設護筒;泥漿備料調制、泥漿循環系統設置及準備鉆孔機具等。

(1)樁位測量放樣

(2)場地平整

(3)埋設護筒

護筒用5~8毫米的鋼板制作,其內徑為1.20~1.40米,高度1.70米。為增加剛度防止變形,在護筒上、下端口和中部外側各焊一道加勁肋。其底部埋置在地表下1.5米中,護筒頂高出地面0.2米。

護筒埋設一般采用挖埋法,即用專用鉆斗挖除或人工開挖所要埋護筒的土層后,將護筒放入其中。埋設應準確、水平、垂直、穩固,護筒的四周應回填粘土并夯實。

護筒就位后與樁中心位的校準也是關鍵,可在護筒安設后,在護筒口上焊上一十字鋼筋架,在十字架中心掛吊一線錘,自然下放,看是否與樁中心重合一致,以此來校核護筒的準確安設位置,護筒就位后,其外側開挖縫分層回填搗密。如采用壓入法安裝護筒時,在壓入時應防止護筒卷口。

(4)鉆機就位

立好鉆架并調整,將鉆頭吊起,徐徐放進護筒內。啟動卷揚機把鉆盤吊起,墊方木于鉆盤底座下面,將鉆機調平并對準鉆孔,安裝鉆盤,要求鉆盤中心與鉆架上的起吊滑輪在一鉛垂線上,鉆桿位置偏差不大于2厘米。

(5)泥漿的制備及循環凈化

采用泥漿攪拌機制漿或鉆孔自造漿。若采用泥漿攪拌機制漿,則應根據樁基的分布位置設置多個制漿池、儲漿池及沉淀池,并用循環槽連接。若采用鉆孔自造漿,則在鉆孔過程中經常向孔內投入粘土即可。

泥漿造漿材料選用優質粘土,必要時再摻入適量CMC羧基纖維素或Na2CO3純堿等外加劑,保證泥漿自始至終達到性能穩定、沉淀極少、護壁效果好和成孔質量高的要求。試驗工程師負責泥漿配合比試驗,對全部樁基的泥漿進行合理配備。

在鉆孔樁施工過程中,對沉淀池中沉渣及澆筑混凝土時溢出的廢棄泥漿隨時清理,嚴防泥漿溢流,并用汽車棄運至指定地點傾泄,禁止就地棄渣,污染周圍環境。

4、鉆孔

選用配備了重型機鎖鉆桿的旋挖鉆機鉆孔,確保在密實地層的施工效率。成孔前檢查鉆頭保徑裝置,鉆頭直徑、鉆頭磨損情況,施工過程對鉆頭磨損超標的及時更換。

成孔中,按施工確定的參數進行施工,設專職記錄員記錄成孔過程的各種參數,如加鉆桿、鉆進深度、地質特征、機械設備損壞、障礙物等情況。

當旋挖鉆機鉆孔到達巖石后,如果鉆不動巖石時,則該用沖擊鉆機鉆其下的巖石層,直到設計深度為止。

5、清孔

鉆孔到設計孔深后,測試泥漿指標,發現超標,需要通過換漿調整,使泥漿指標符合設計規范要求。然后將清底鉆頭放入孔底清孔,撈去沉渣。

清孔采用氣舉法。清孔時孔內泥漿面應不低于孔口下1.0米,且高出地下水位1.0~1.5米以上。

清孔結束,自檢合格后與監理工程師共同進行孔深測量,作為澆注前測沉淤的依據。嚴禁采用加深鉆孔深度的方法代替清孔。

6、鋼筋籠加工及吊放

(1)鋼筋骨架制作

鋼筋籠骨架在制作場內采用胎具成型法一次性制作,用槽鋼和鋼板焊成組合胎具。將加勁箍筋就位于每道胎具的同側,按胎模的凹槽擺焊主筋和箍筋,全部焊完后,拆下上橫梁、立梁,滾出鋼筋骨架,然后吊起骨架擱于支架上,套入盤筋,按設計位置布置好螺旋筋并綁扎于主筋上,點焊牢固,最后安裝和固定聲測管。

(2)鋼筋骨架保護層的設置

鋼筋骨架保護層焊在骨架主筋外側。沿鉆孔豎向每隔2m設置一道,每道沿圓周對稱的設置4個保護層。

(3)鋼筋骨架的存放、運輸與現場吊裝

鋼筋骨架臨時存放的場地必須保證平整、干燥。存放時,每個加勁筋與地面接觸處都墊上等高的

方木,以免受潮或沾上泥土。每個鋼筋籠制作好后要掛上標志牌,便于使用時按樁號裝車運出。

鋼筋籠入孔時,用25噸吊車吊裝。在安裝鋼筋籠時,采用兩點起吊。第一吊點設在骨架的下部,第二吊點設在骨架長度的中點到上三分之一點之間。應采取措施對起吊點予以加強,以保證鋼筋籠在起吊時不致變形。吊放鋼筋籠入孔時應對準孔徑,保持垂直,輕放、慢放入孔,入孔后應徐徐下放,不宜左右旋轉,嚴禁擺動碰撞孔壁。若遇阻礙應停止下放,查明原因進行處理。嚴禁高提猛落和強制下放。鋼筋籠定位后,在6小時內澆注混凝土,防止坍孔。

7、 二次清底

鋼筋籠下設完畢后,需要采用無收縮水文測繩、標準測錘測沉淤值,超出控制范圍的樁孔需要作二次清底。二次清底采用氣舉法,合格之后立即下設澆注導管進行水下混凝土灌注。

8、 下設導管

樁基混凝土采用泥漿下直升導管法灌注施工,選用圓形螺旋快速接頭導管,其上端接澆筑漏斗,并由吊車或鉆機懸吊,以便灌注及起拔時導管可作上下垂直移動。

第一次使用導管前需要檢查導管是否漏氣、漏水和變形,接頭連接是否牢固可靠,丈量導管組裝后的實際長度,并且要定期進行接長水密性試驗,試水壓力為0.2~0.5兆帕。導管間連接要安放密封圈。

導管要依次下放,并要記錄好導管下設順序、每根導管根數、每根導管的長度。

下設導管時應防止碰撞鋼筋籠,導管支撐架用型鋼制作,支撐架支墊在鉆孔平臺上,用于支撐懸吊導管。全部下入孔內后,應放到孔底,以便核對導管長度及孔深,然后提起15~30厘米,開始澆注水下混凝土。混凝土灌注期間使用鉆架或吊車吊放拆卸導管。

9、灌注水下混凝土

1)混凝土拌和與運輸

混凝土拌和拌和機,配料采用自動配料系統。混凝土水平運輸采用攪拌運輸車由現場拌和站運至各樁澆筑點直接入倉進行澆筑。

(2)混凝土澆筑

<1>澆筑方法

采用泥漿下直升導管法灌注水下混凝土。

<2>開澆

開澆采用隔水膠球法。在導管開澆前,應預備好足夠數量的混凝土(考慮導管內容積及封埋導管1.0米深的方量)后方可進行開澆。開澆前,導管內放置略小于導管內徑的隔離膠球作為隔離體,隔離泥漿與混凝土。

<3>澆筑過程控制

灌注混凝土一旦開澆后,應連續進行,不得中斷。

澆筑過程中,導管埋入混凝土的深度不得小于2.0米,亦不宜大于6米,以便起拔并嚴禁將導管拔出混凝土面。

每隔30分鐘測量一次樁孔內混凝土面深度,指導導管的拆卸工作。當澆筑方量與混凝土頂面位置不相符時,應及時分析原因,找出問題所在,及時處理。

澆注過程中,密切注意孔口情況,若發現鋼筋籠上浮,應稍作停澆,同時,在鋼筋籠上面加壓重物,在不超過規定的中斷時間內繼續澆注。

不符合質量要求的混凝土嚴禁澆入導管內。

混凝土面上升速度控制在2米每分鐘以上,事故中斷處理應快速,不應超過相應混凝土的初凝時間。

灌注時,混凝土置換出的泥漿通過泥漿排污水溝排到其它正在施工的樁孔中或沉淀池,以防止泥漿溢出污染環境。

混凝土應連續灌注,灌注的樁頂標高應比設計樁頂標高高出0.5米,以保證混凝土強度,多余部分在承臺混凝土施工前鑿除,樁頭應無松散層。

處于地面或樁頂以下的井口整體式鋼護筒,在灌注混凝土后立即拔出。

10、清理現場

灌注樁常見質量問題及防止措施

常見問題

原因分析

防止措施

斜孔

1)鉆機未處于水平位置,或施工場地未整平及壓實,在鉆進過程中發生不均勻沉降。

2)鉆孔平臺基底座不穩固、未處于水平狀態,在鉆孔過程中,鉆機架發生不均勻變形。

3)鉆桿彎曲,接頭松動,致使鉆頭晃動范圍較大。

4)土層軟硬不均,致使鉆頭受力不均,或遇到孤石,探頭石等。

1)鉆機就位前,應對施工現場進行整平和壓實,并把鉆機調整到水平狀態,在鉆進過程中,應經常檢查使鉆機始終處于水平狀態工作。鉆機平臺在鉆機就位前,必須進行安裝驗收,其平臺要牢固、水平、鉆機架要穩定。

2)應使鉆機頂部的起重滑輪槽、鉆桿的卡盤和護筒樁位的中心在同一垂直線上,并在鉆進過程中防止鉆機移位或出現過大的擺。

3)要經常對鉆桿進行檢查,對彎曲的鉆桿要及時調整或廢棄。

4)使用沖擊鉆施工時沖程不要過大,盡量采用二次成孔,以保證成孔的重直度。

縮孔

1)地質構造中含有軟弱層,在鉆孔通過該層中,軟弱層在土壓力的作用下,向孔內擠壓形成縮孔。

2)地質構造中塑性土層,遇水膨脹,形成縮孔。

3)鉆頭磨損過快,未及時補焊,從而形成縮孔。

1)根據地質鉆探資料及鉆井中的土質變化,若發現含有軟弱層或塑性土時,要注意經常掃孔。

2)經常檢查鉆頭,當出現磨損時要及時補焊,把磨損較多的鉆頭補焊后,再進行擴孔至設計樁徑。

孔壁坍塌

1)由于泥漿稠度小,護壁效果差,出現漏水;或護筒埋置較淺,或周圍封堵不密實而出現漏水;或護筒底部的粘土層厚度不足,護筒底部漏水等原因,造成泥漿水頭高度不夠,對孔壁壓力減少。

2)泥漿相對密度過小,致使水頭對孔壁的壓力較小。

3)在松軟砂層中鉆孔時進尺過快,泥漿護壁形成較慢,并壁滲水。

4)鉆進時未連續作業,中途停鉆時間較長,孔內水頭未能保持在孔外水位或地下水位線以上2m,降低了水頭對孔壁的壓力。

5)操作不當,提升鉆頭或吊放鋼筋籠時碰撞孔壁。

6)鉆孔附近有大型設備作業,或有臨是時通行便道,車輛通行時產生振動。

7)清孔后未及時澆注砼,放置時間過長。

1)在鉆孔附近,不要設臨時通過便道,禁止有大型設備作業。

2)在地面埋置護筒時,應在底部夯填50cm厚的粘土,在護筒周圍也要夯填粘土,并注意夯實,護筒周圍要均勻回填,保證護筒穩固和防止地面水的滲入。

3)水中振動沉入護筒時,應根據地質資料,將護筒沉穿於泥及透不層,護筒之間的接頭要密封好,防止漏水。

4)應根據設計部門提供的地質勘探資料,根據地質情況的不同,選用適宜的泥漿比重、泥漿粘度有不同的鉆進速度。如在砂層中鉆孔時,應加大泥漿稠度,選用較好的造漿材料,提高泥漿的粘度以加強護壁,并適當降低進尺速度。

5)鉆孔時要連續作業,無特殊情況中途不得停鉆。

6)提升鉆頭、下放鋼筋籠時應保持垂直,盡量不要碰撞孔壁.

7)若澆筑準備工作不充分,暫時不要進行清孔,清孔合格后要及時澆筑砼。

9)供水時不得將水管直接沖射孔壁,孔口附近不得集聚地表水。

卡鉆

1)孔內出現梅花孔、探頭石或縮孔。

2)下鉆頭時太猛,或鋼絲繩松繩太長,使鉆頭傾倒卡在并壁上。

3)坍孔時落下的石塊或落下較大的工具將鉆頭卡住。

4)出現縮孔后,補焊后的鉆頭尺寸加大,沖擊太猛,沖錐被吸住。

5)使用沖擊鉆在粘土地層中進行鉆孔時,沖程量過大,或泥漿太稠,沖錐被吸住。

1)對于上下能活動的卡鉆,可以采用上下輕微提動鉆頭,并輔以轉動鋼絲繩,使鉆頭轉動,以便提起。

2)下鉆時不可太猛。

3)對鉆頭進行補焊時,要保證尺寸與孔徑配套。

4)使用沖擊鉆進行施工時沖程量不宜過大,以防錐頭傾倒造成卡鉆。

護筒底部井壁坍塌

1)護筒底部及周圍未用粘土回填或夯實不足,在鉆進過程中或灌注過程中泥漿護筒底掏空。

2)由于提供的地質鉆探資料不祥,使護筒底產處于淤泥或砂層少。

3)護筒直徑較小。

4)地表水滲入護筒外圍填土中,造成填土松軟。

1)護筒底部應回填至少50cm厚的粘土,當土質為砂性土時護筒周圍0.5-1.0m范圍內也應用粘土回填并夯實。

2)根據設計部門提供的地質資料,護筒底部應穿過淤泥和砂層。

3)護筒直徑應大于設計孔徑20-30cm(有鉆桿的正反循環鉆)、30-40cm(無鉆桿的潛水電鉆或沖擊鉆)。

4)護筒出漿孔處應用粘土夯填,同時應保持出漿順利,周圍不得有積水,避免護筒周圍泥土流失,造成坍孔。

鋼筋籠

變形

1)當鋼筋籠較長時,未加設臨時固定桿。

2)吊點位置不對。

3)加勁箍筋間距大,或直徑小剛度不夠。

4)吊點處未設置加強筋。

1)鋼筋籠上每隔2-2.5m增設一道加勁箍筋,在吊點位置應設置加強筋。在加強筋上加做十字交叉鋼筋來提高加強筋的剛度,以增強抗變形能力,在鋼筋籠入井時,再將十字交叉筋割除。

2)鋼筋籠盡量采用一次整體入孔,若鋼筋籠較長不能一次整體入孔時,也盡量少分段,以減少入孔時間;分段的鋼筋籠也要設臨時固定桿,并備足焊接設備,盡量縮短焊接時間;兩鋼筋籠對接時,上下節中心線保持一致。若能整體入孔時,應在鋼筋籠內側設置臨時固定桿整體入孔,入孔后再拆除臨時固定桿件。

3)吊點位置應選好,鋼筋籠較短時可采用一個吊點,較長時可采用二個吊點。

鋼筋籠

下沉

1)鋼筋籠固定不牢固或固定措施不得當。

2)測量定位出現誤差或在灌注砼過程中,導管碰撞鋼筋籠。

3)在施工過程中,樁位控制點未采取保護措施,出現人為移動。

1)在鋼筋籠定位后,將鋼筋籠牢固固定在位于護筒之上的墊木上。墊木應該用20cm×20cm×300~400cm長方木根。

2)護筒周圍的回填土要夯實,防止護筒移位。

3)測量定位要準確,要用控制樁進行復測核,復核無誤后方可進行水下砼灌注。

鋼筋籠

上浮

1)當灌注的砼接近鋼筋籠底部時灌注速度過快,砼將鋼筋籠托起;或提升導管速度過快,帶動砼上升,導致鋼筋籠上浮。

2)在提升導管時,導管掛在鋼筋籠上,鋼筋籠隨同導管一同上升。

1)當所灌注的砼接近鋼筋籠時,要適當放慢砼的灌注速度,待導管底口提高至鋼筋籠內至少2m以上時方可恢復正常的灌注速度。

2)在安放導管時,應使導管的中心與鉆孔中心盡量重合,導管接頭處應做好防掛措施,以防止提升導管時掛住鋼筋籠,造成鋼筋籠上浮

斷樁

1)砼坍落度小、離析或石料粒徑較小,在砼灌注過程中堵塞導管,且在砼初凝前未能疏通好,不得不提起導管時,從而形成斷樁。

2)由于計算錯誤致使導管底口距孔底距離較大,致使首批灌注的砼不能埋住導管,從而形成斷樁。

3)在導管提拔時,由于測量或計算錯誤,或盲目提拔導管使導管提拔過量,從而使導管底口拔出砼面,或使導管口處于泥漿層或泥漿與砼的混合層中,形成斷樁。

4)在提拔導管時,鋼筋籠卡住導管,在砼初凝前無法提起,造成砼灌注中斷,形成斷樁。

5)導管接口滲漏致使泥漿進入導管內,在砼內形成夾層,造成斷樁。

6)導管埋置深度過深,無法提起導管或將導管拔斷,造成斷樁。

7)由于其他意外原因造成砼不能連續灌注,中斷時間超過砼初凝時間,致使導管無法提升,形成斷樁。

1)導管使用前,要對導管進行檢漏和抗拉力試驗,以防導管滲漏。每節導管組裝編號,導管安裝完畢后要建立復核和檢驗制度。導管的直徑應根據樁徑和石料的最大粒徑確定,盡量采用大直徑導管。

2)下導管時,其底口距孔底的距離不大于40-50cm,同時要能保證首批砼灌注后能埋住導管至少1m。在隨后的灌注過程中,導管的埋置深度一般控制在2-4m范圍內。

3)砼的坍落度要控制在18-22cm、要求和易性好。若灌注時間較長時,可在砼中加入緩凝劑,以防止先期灌注砼初凝,堵塞導管。

4)在鋼筋籠制作時,一般要采用對焊,以保證焊口平順。當采用搭接焊時,要保證焊縫不要在鋼筋內形成錯臺,以防鋼筋籠卡住導管。

5)在提升導管時要通過測量砼的灌注深度及已拆下導管長度,認真計算提拔導管的長度,嚴禁不經測量和計算而盲目提拔導管,一般情況下一次只能拆除卸一節導管。

6)關鍵設備要有備用,材料要準備充足,以保證砼能夠連續灌注。

7)當砼堵塞導管時,可采用拔插抖動導管,當所堵塞的導管長度較短時,也可用型鋼插入導管內進行沖擊來疏通導管,也可在導管上固定附著式振搗器進行振動來疏通導管內的砼。

8)當鋼筋籠卡住導管后,可設法轉動導管,使之脫離鋼筋籠。

樁頭質量差

1)在砼強度未形成或未達到一定強度(70%)就進行鑿除時,會對砼產生擾動,破壞砼強度形成,或使砼內部產生細小裂紋。

2)對設計樁頂的標高計算或測量不準,導致灌注砼提前結束,致使樁頭標高低于設計標高。

3)在灌注水下砼時,未按《規范》要求進行超灌、超灌高度不足或無法進行超灌。

4)泥漿稠度大且回淤厚度大,造成砼與泥漿的混合層較厚。

5)清孔不徹底或回淤測量有誤。

6)灌注砼完成后,立即掏漿至樁頂設計標高,可能使泥漿摻入砼內,同時減少了對樁頭砼的壓力,致使砼的強度有所下降。

1)當砼灌至距樁頭較近時,要提高漏斗口至少高出樁頂4m,也可搭一3m高的平臺,在平臺上進行灌注砼,以便砼在壓力的作用下能夠將泥漿頂起。

2)灌注砼時應比樁頂設計標高至少超灌80cm,以保證樁頂處砼在超灌部分自重作用下的密實,同時保證樁頭處的砼中不含泥漿。

3)在砼灌注后必須達到一定強度(要求70%以上,平均氣溫在15℃以上時,一般齡期達到7d即可,氣溫較低時必須延長齡期)時才能豐破除樁頭。嚴禁砼灌注完畢后隨即進行掏漿。

4)鑿樁頭時當鑿至距設計位置10cm左右時,應注意先對設計樁頭標高處的四周進行鑿除,然后再鑿除中間部分,樁頭破除后形狀應呈平面或樁中略有凸起,以利接柱或澆筑系梁砼前沖洗樁頭。

5)嚴禁使用爆破法進行破樁頭。

鉆孔樁中心偏位

1)樁位定位存在誤差。

2)護筒的形狀不符合要求或埋設時出現偏差。

3)鋼筋籠定位不準確。

1)在樁位定位時要認真復核,做好騎馬式控制樁并采取一定的保護措施,以便能夠準確確定鉆頭中心及對鋼筋籠進行準確定位。

2)護筒的形狀要符合要求,埋設時其四周的回填要密實,防止在鉆進過程中發生移動。

3)鋼筋籠定位準確,固定要牢固,經復核無誤后方可灌注砼。

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