樁基施工簡介

1、橋梁樁根底施工及限制要點一、橋梁樁根底分類按成樁方式分可分為灌注樁和沉入樁.灌注樁按成孔方式不同又 可分為鉆孔灌注樁和挖空灌注樁.沉入樁按樁材料分,又可分為鋼管 樁,鋼筋混凝土樁和預應力鋼筋混凝土樁. 按支承力不同可分為摩擦 樁和端承樁或嵌巖樁,前者主要依靠樁周摩擦力反抗墩柱的壓力, 后者主要靠樁底支承力反抗墩柱壓力.鉆孔灌注樁依鉆孔方法和原理 可分為：螺旋鉆孔、正循環(huán)回轉鉆孔、反循環(huán)回轉鉆孔、潛水鉆機鉆 孔,沖抓鉆孔、沖擊鉆孔、鉆斗鉆也稱旋挖鉆成孔等.在公路橋梁中最常見的鉆孔方法有正 反循環(huán)回轉鉆孔和沖擊 鉆孔,近年來鉆斗鉆旋挖鉆孔開展也很快.二、本工程擬采用的鉆孔方法及特點2.1 鉆孔方法

2、的選擇主要依據(jù)地層條件而定, 在第四紀砂、土層 中前述各種鉆孔方法都可采用,而在堅硬巖層中,一般只能采用沖擊 鉆孔方法.本工程多數(shù)摩擦樁基地層為第四紀砂質(zhì)粉粘土層, 此類樁基擬主 要采用本地普遍使用的正循環(huán)回轉鉆機鉆孔, 也可使用旋挖鉆機.而 西線二標和太湖連接線局部樁基設計的是嵌巖樁,樁基端部坐落在堅 硬的風化砂巖,此類樁基上能使用沖擊鉆樁鉆孔.2.2 正循環(huán)回轉鉆機特點及成孔時限制要點正循環(huán)回轉鉆孔的原理是用泥漿以高壓通過空心鉆桿,從鉆桿底 部射出,底部的鉆頭鉆鉗在回轉時將土層切削攪松成鉆渣,被泥 漿懸浮隨著泥漿上升溢出流到井外泥漿溜梢,經(jīng)過沉淀池凈化,泥漿 再循環(huán)使用,井壁靠水頭和泥漿保

3、護.正循環(huán)回轉鉆機的主要部件為轉盤、電動機、卷揚機,鉆架是由 主機、泥漿泵、鉆桿、提水龍頭和鉆鉗組成.鉆盤是鉆機的主要部件, 其中央裝有可拆卸的方套,方套夾住方鉆桿隨轉盤轉動,隨著鉆孔的 加深,方鉆桿可在方套中逐漸下降,當方鉆桿上端將降到轉盤頂面時, 提升方鉆桿加接圓鉆桿繼續(xù)鉆進,直至設計深度.卷揚機分主、副, 主卷揚機用于提吊鉆桿,調(diào)節(jié)鉆桿壓力,升降鉆具,安裝鉆架和灌注 水下硅時吊提硅料斗,副卷揚機用于拖拉機具,圓鉆桿及其他輔助吊 裝工作.泥漿泵是將泥漿池中的泥漿通過高壓連接膠管和空心鉆桿壓 入孔底實現(xiàn)泥漿循環(huán)、清渣,泥漿泵是鉆機的易損配件,應有備份. 鉆桿分有方鉆桿和圓鉆桿,均為空心管,方

4、鉆桿也叫主動鉆桿,在鉆 機中只配一節(jié),長度59nl它是由轉盤推動帶動圓鉆桿和鉆鉗轉動 的部件,圓鉆桿是方鉆桿與鉆鉗的連接傳遞動力的主要部件, 也是泥 漿循流環(huán)的通道,要求具有高的抗拉、壓強度和抗扭曲強度,所需鉆 桿總長度依據(jù)鉆孔深度而定.提水龍頭也叫搖頭,它的作用是鉆進時 承受鉆桿和鉆鉗的重量,吊著鉆鉗在鉆孔中保持豎直鉆進,使起吊系 統(tǒng)和輸送泥漿膠管不隨鉆桿一起回轉,保證泥漿不斷輸向孔底.鉆鉗, 也稱鉆頭,常用的有魚尾鉗、刺尾鉗和雙腰帶籠式鉗,前兩種鉆鉗鉆 進效率高,但難于保證鉆孔的豎直度易造成大的擴孔系數(shù),一般不采 用.我們要求使用雙腰帶籠式鉆鉗,這種鉗頭上下部備有一道導向圈,故鉆進平穩(wěn),導

5、向性能良好,擴孔較小,上、下導圈的距離應不小于 鉆頭直徑.為加快清孔時盡快降低泥漿中的含砂率, 縮短清孔時間,應該要 求每臺鉆機配有一臺旋流除渣器.采用此類鉆機鉆孔時,我們主要限制以下事項：上、下腰帶間距原那么上不得小于樁基直徑；鉆鉗直徑原那么上不應小于樁基直徑.為減少擴孔系數(shù)也可略小于 樁基直徑23cm;鉆機安裝時一定要嚴格限制轉盤的水平度,以保證鉆桿的豎直 度,從而保證樁孔數(shù)值；鉆機地面一定要堅硬穩(wěn)定,預防在鉆進過程中機臺產(chǎn)生傾斜造成 孔斜,在鉆孔過程中也需經(jīng)常檢查；鉆桿連接一定要牢固,預防掉鉆.2.3 沖擊鉆機結構特點及成孔時限制要點沖擊鉆機是用卷揚機通過鋼絲繩和轉向渦輪提升鉆鉗,上、下

6、往復沖擊,將土石劈裂、劈碎,局部被擠入井壁在砂土層中,大部分鉆渣由泥漿懸浮帶出井口.沖擊鉆機適用于在各種地層中成孔, 尤 其是適合于堅硬巖層中成孔,別的鉆機無法鉆進的地層,都可使用沖 擊鉆機解決,可以說是“無堅不摧,但在松軟地層中,其鉆進效率 不如其它鉆機.對西線二標及太湖連接線的嵌巖樁,目前沖擊鉆機是唯一的選 擇,使用這種鉆機成孔時,要注意如下事項：鉆機安裝地基一定要堅硬穩(wěn)固,預防施工過程中由于地基不均勻 沉降造成樁孔偏位,擴大系數(shù)增大,樁孔不豎直等.在鉆進過程中一定如經(jīng)常檢查吊槌的鋼絲繩是否偏離中央點,偏離時要及時調(diào)整.檢查鋼絲繩磨損情況,預防斷繩掉槌.檢查沖錘直徑大小,原那么上不得小于樁

7、基直徑,但為減少擴孔系 數(shù),可比樁徑適當小23cm如巖后更應經(jīng)常檢查沖錘直徑.檢查轉向裝置是否靈活有效,嚴防產(chǎn)生十字孔造成卡錘事故.2.4 鉆斗鉆機旋挖鉆機成孔特點及考前須知旋挖鉆的成孔原理根本上與回轉鉆機相同, 不同之處只在于施挖 鉆不是利用泥漿將鉆渣懸浮出井口,而是將鉆渣裝入帶有切削功能的 鉆斗中,提出井口.現(xiàn)在的旋挖鉆機都是具有履帶自引裝置及液壓控 制,倒流、鉆進速度快,一般地層不需要用泥漿護壁,但通常都需要 由水頭來保證井壁的穩(wěn)定,但此類鉆機只能用于成孔,需另配硅灌樁 設備.三、樁基施工工藝框圖四、 樁基常見的質(zhì)量問題及預防處理4.1 成孔質(zhì)量問題4.1.1 塌孔原因：在松軟砂層中鉆進

8、進尺太快,泥漿濃度、粘度低使孔壁未 形成堅實泥皮護壁；下鋼筋籠時碰撞孔壁；在水上鉆進時護筒的長度 缺乏,護筒底漏漿形成反穿孔；護筒埋置太淺,下部孔口漏水、坍塌 或被孔口附近水浸泡軟或鉆進直接接在護筒上,由于振動使孔口坍 塌,擴展成較大坍孔；泥漿濃度比重低,清孔時間過久或清孔停 頓時間過長.預防舉措：在有砂層地方進行鉆進時,鉆進速度要慢 ,小沖程泥 漿濃度要大；下鋼筋籠是要豎直緩慢,預防碰撞孔壁；水上鉆進時要 計算護筒長度,護筒底應盡可能買入粘性土層中；陸上孔的護筒也應 有一定長度,并用粘性土填埋,預防鉆機與護筒接觸；第一次清孔是 泥漿比重不宜調(diào)整太小,鋼筋籠安裝時間不能過長清完孔要及時灌注 水

9、下硅.當塌孔時只能回填再鉆進.4.1.2 鉆孔偏斜原因：鉆孔中遇到軟硬地層交界或孤石、探頭石；鉆機底部未安 置水平或產(chǎn)生不均勻沉陷、位移；鉆桿彎曲接頭不正.預防舉措：鉆機一定要堅硬平穩(wěn),鉆機安裝水平經(jīng)常檢查調(diào)整； 鉆桿一定要調(diào)直,主動鉆桿要設置導向桿,預防主動鉆桿擺動太大. 在有軟硬交界地層處鉆進時,鉆速要慢,或回填片石,小沖程反復沖 孔直至穿過界石區(qū)域.4.1.3 縮孔、擴孔原因：縮孔主要與地層膨脹性土層有關,擴孔主要是由于鉆 頭擺動或鉆孔偏心未能及時調(diào)整.預防舉措：遇到縮孔是可屢次反復快轉慢進掃空, 能到達設計孔 徑為止.采取舉措預防主要鉆桿擺動,減輕鉆頭壓力,預防鉆頭擺動.4.1.4 梅

10、花孔原因：出現(xiàn)在沖擊鉆成孔的情況下,由于沖擊錐頂轉向裝置失靈, 只在一個方向上、下沖擊；鋼絲繩太松或沖程太小,沖錘來不及轉動 組里太大,鉆頭轉動困難.預防舉措：經(jīng)常檢查轉向裝置靈活性,選用適當粘度的泥漿,在 小沖程鉆進時用大小沖程交替沖擊,修整孔形.出現(xiàn)梅花孔后,可用 片石亂世混合粘土回填后重新沖擊.4.1.5 鉆孔漏漿原因：在透水性強的砂礫或流沙中,特別在有地下水流流動的地 層中鉆進時,在水上鉆進時鋼護筒埋設過淺或護筒焊縫不嚴密；在陸地上護筒回填土不密實.預防舉措：對地層原因在成的漏漿應使用較稠或高質(zhì)量泥漿,沖擊鉆還可以回填粘土摻片石、卵石反復沖擊,將其插入孔壁；對因護 筒原因的漏漿應增強埋

11、深,預防護筒底腳落在透水層上,預防鉆機、 鋼平臺接觸鋼護筒.發(fā)生嚴重漏漿時只能拔出重打.4.2 灌樁中最常見影響樁基質(zhì)量的問題4.2.1 成孔問題包括孔底沉渣厚度大,泥漿比重太大,泥漿含砂率太高,清孔或 泥漿循環(huán)時間太長.孔底沉渣厚度太大有可能出現(xiàn)m類樁頭, 其對于大直徑嵌巖樁更 常見,而泥漿比重含砂率大,清孔泥漿循環(huán)時間長那么會造成樁基硅中 裹泥,是II類樁主要原因.4.2.2 機具問題包括導管漏漿,導管底卷刃,導管壁有泥砂漿塊,導管連接不好, 卡球,提板事故中間斷電及機械事故.出現(xiàn)上述問題輕那么影響灌樁速 度,影響樁基質(zhì)量,重那么造成灌樁中斷,報廢.4.2.3 施工組織問題包括首批硅缺乏,

12、硅供給不連續(xù)、不及時,灌樁場地狹窄,埋管 過深或過淺,鋼筋籠上浮等.4.2.4 硅質(zhì)量問題包括和易性不好,坍落度太小或太大,硅離析,攪拌時間缺乏出 現(xiàn)生料,含有石塊、水泥塊等.這是影響樁基質(zhì)量的主要因素.4.3 樁基最常見質(zhì)量問題及其產(chǎn)生原因和預防舉措方法4.3.1 斷樁斷樁屬IV類樁,一般情況下都要求報廢、重打,假設斷樁夾泥位置 較淺時,多數(shù)情況,可通過將上部人工鑿除后接樁,假設位置明確,連 續(xù)性好也可通過壓漿方法挽救.造成斷樁的原因,多是由于硅量判斷錯誤提升導管時管底脫離硅 面或埋管太淺,硅、泥水混和物反竄進導管內(nèi),又整體灌注硅.或者 是由于導管破損泥漿進管.但大多數(shù)都是由于料的質(zhì)量,或供

13、料原因, 灌樁時間過長或中間引起卡管,埋管等灌注事故造成.4.3.2 樁底沉渣超厚,或樁底局部沉渣堆積,鍋底樁對嵌巖樁 等,此類樁往往被判定為田類樁,通常都要求壓漿處理.造成此類質(zhì)量問題的原因主要是清孔不徹底,尤其是第一次清空 是,孔底沉渣厚度大,首批硅無法將沉渣沖翻到硅面所致,特別是大 直徑樁最容易出現(xiàn)此類問題.預防方法：一是第一次清孔時要嚴格檢查孔底有無沉渣,不能在孔底不干凈情況下便勉強下鋼筋籠,另外在一清時主要是降低泥漿中 的含砂率,不要將泥漿比重調(diào)得太小,預防在停泵安裝鋼筋籠時渣和 砂沉積到孔底,同時盡量縮短鋼筋籠焊接安裝時間. 二是在灌硅前一 定要再次檢測孔底沉渣情況,只有當孔底干勁

14、之后才能開始灌樁,對 于大直徑樁而言,灌首批硅時,導管底離孔底高度一定要適宜,太大 或太小都不利于利用硅下沖的力量將孔底泥砂沖散翻卷到硅面上.4.3.3 樁身局部夾泥,這是II類樁主要原因之一.造成此類樁的 主要原因,泥漿循環(huán)時間太長清孔或未及時灌樁,使鋼筋外裹泥 皮太厚,尤其是在增強箍筋與主筋交匯處形成局部泥堆積灌樁時將這 局部泥塊裹入硅內(nèi),局部沖破導致將硅面以上的沉積泥沙被卷入硅 中.預防方法是在保證清孔質(zhì)量的前提下,盡量縮短清孔時間,更要 及時灌樁,灌樁要連續(xù),間斷時間不能太長,縮短灌樁時間,三是完成灌注最后拔出導管時要緩慢,不能太快,預防硅面上的泥沙涌入硅 內(nèi).4.3.4 樁身出現(xiàn)蜂窩

15、或局部硅離析、松散、溝梢造成原因多是因硅和易性不好或坍落度太大,在攪拌車下料時出現(xiàn)粗細集料別離堆厚所致.4.3.5 樁頭硅強度低,不密實造成原因是樁頂硅超灌量缺乏,依據(jù)樁長不同超灌高度不同,一 般取80100cm不得小于50cm造成長度缺乏原因多是由于最后測 量硅面不準、未料少報所致,為了準備測定硅面高度,最后確定末車 料時,最好用硬棍竹桿、木桿、花桿等測定,用重錘測量時由于 最后硅面泥漿等混合物比擬硬,難于判定硅.4.3.6 鋼筋籠偏位這是一種最常見的質(zhì)量問題,特別是對于本工程埋置式承臺樁因 鋼筋籠頂面均沒入泥漿內(nèi),假設安裝時不采取舉措,很容易出現(xiàn)鋼筋籠 偏心現(xiàn)象.預防方法：鋼筋籠安裝是要限

16、制籠中央與樁中央一致,并預固定可采用在最上面一個增強箍筋四周焊短鋼筋支撐在鋼護筒壁上二是鋼筋籠不要落到孔底,采用定位骨架吊在鋼護筒上.五.灌樁施工組織5.1灌樁前準備導管檢查及密閉性試驗,漏斗容量為何保證首批混凝土量, 下料方式及下料平臺坡道.硅及其運輸?shù)穆鋵嵡闆r灌樁人員是否到齊, 孔 底沉渣及泥漿指標檢查,報監(jiān)理,量測工具,記錄表格包括已下導 管記錄垂球方式檢查落實.首批硅量計算:V-4過？Hc4式中:V一首批硅所需數(shù)量,m3 hi一井孔混凝土到達最小埋管要求時,導管內(nèi)硅平衡導管外泥漿壓所需的圖度,hiHw w / c ；H一灌注首批硅時所需井孔內(nèi)硅至孔底高度,Hc要求最小埋管高度1.0m+

17、導管底離孔底高度,一般 m左右;H一井孔內(nèi)硅以上泥漿深度,成D一井孔直徑,成 d一導管內(nèi)徑,mw泥漿容重,KN/m3;c 一硅容重,KN/m3, 一般取24KN/m計算.如果用攪拌車連續(xù)卸料,一般攪拌車都在 8m到上,可以保證首 批硅所需重,但一定要保證料斗剪球下料后攪拌車能連續(xù)快速下料, 中間不能停頓.每次灌樁視同運輸?shù)缆非闆r至少需 3輛以上攪拌車.5.2 灌注首批磴首車硅到現(xiàn)場后,首先要檢查硅料的情況,觀察其工作性能,檢 查坍落度,與此同時卸下水龍頭,裝料斗隔水栓,將料車開到卸料位 置,開始向料斗中卸料,當料斗快滿時迅速提起隔水栓向孔底下料同 時要求攪拌車加大油門快速連續(xù)下料至整車料下完.5.3 正常灌注磴一般情況時在第二車料下完以后再測量硅面高度, 計算埋管深度 及拆導管長度.移開料斗提升導管,按計算拆管長度拆管,重載裝料 都正常灌注硅.每下完一車料后均需測量硅面厚度,決定是否拆導管 及