鉆孔灌注樁的施工工藝及施工要點

鉆孔灌注樁的施工工藝及施工要點第一節(jié)鉆孔灌注樁施工流程鉆孔灌注樁施工工序涉及場地準備、樁位放樣、埋設(shè)護筒、鉆孔、清孔、吊放鋼筋籠、灌注混凝土等，施工工藝流程如圖3-1所示。鉆孔灌注樁施工是一項質(zhì)量規(guī)定高，須在一種短時間內(nèi)持續(xù)完畢多道工序的地下隱蔽工程，施工必須要認真按照施工工藝流程進行。圖3-1鉆孔灌注樁工藝流程圖第二節(jié)施工準備3.2.1放樁放樁是指將設(shè)計好的樁中心點位的坐標用有關(guān)儀器投放到施工場地中。放樁流程為：核對坐標→架設(shè)儀器→輸入坐標→放點。（1）核對坐標此過程往往被眾多測量人員所無視，圖紙中給定的坐標可能會是錯誤的，因此在實地放樁前需要進行坐標核算，核對坐標可用Execel表格。（2）架設(shè)儀器將全站儀位于控制點位處，固定兩支架，伸縮第三只架。使圓水準器泡偏向的方向與固定兩只架中的一種處在同始終線上，然后固定支架再調(diào)節(jié)和氣泡在始終線上的支架。普通狀況只要精平后再對中精平就能夠了，棱鏡立于另一控制點位處作為后視。（3）輸入坐標將要測放樁號的點位坐標輸入到全站儀中，全站儀就能夠計算出控制點位與測放點位的距離與角度。（4）放點調(diào)節(jié)全站儀使鏡頭方向指向測放點位的方向，誤差在2”左右以內(nèi)，將棱鏡立于測放點位附近，不停調(diào)節(jié)棱鏡的位置，是全站儀對準棱鏡頭，然后通過全站儀測距后給定的移動距離移動棱鏡，直到全站儀通過測算后給定的移動距離1mm左右以內(nèi)為止，再將木樁或鋼樁釘在棱鏡架設(shè)處并噴漆，此時一種樁的樁位3.2.2人工挖探坑施工廠區(qū)內(nèi)地下管線復雜，為確保管線安全及施工正常進行，在鉆孔樁施工前需進行人工挖探坑探明管線精確位置，并加以保護后方可施工鉆孔樁。探坑深度不不大于2.0m（挖到原狀土），如果2.0m下列仍然為回填土，不能擬定管線位置的，必須繼續(xù)挖，直到原狀土或擬定管線位置為止。為確保施工安全必須澆注混凝土護壁，探坑開挖至1m后必須開始施做混凝土護壁，嚴防土質(zhì)疏松造成孔口坍塌。3.2.3符樁符樁的過程大致與放樁相似，略有不同的是樁位標記是安放在人工挖探坑后的蓋板上，方便鉆機中心對準標記精確下鉆。符樁也是施工準備中的一種重要環(huán)節(jié)，不可無視。3.2.4護筒埋設(shè)護筒采用鋼護筒，根據(jù)不同的鉆孔徑用4mm鋼板制成內(nèi)徑比鉆孔直徑大0.1m～0.2m的鋼護筒，護筒埋設(shè)普通要高出地下水位1.0m～2.0m，并高出施工地面最少0.3m，護筒在黏土層中不適宜不大于1.0m；砂土中不適宜不大于1.5m，其高度尚應滿足孔內(nèi)泥漿面高度的規(guī)定，如果采用旋挖鉆機開挖護筒埋設(shè)深度不應不大于2.5m。并且規(guī)定結(jié)實、不漏水。鋼護筒頂端留有寬0.4m、高0.2m的出漿口，樁位經(jīng)測設(shè)擬定后，先挖探坑，確認沒有管線后進行護筒埋設(shè)，護筒外圍用粘土填筑夯。護筒采用鉆機壓入，位置應精確，其中心線與樁中心線對齊，允許偏差不不不大于20mm，并應確保護筒的垂直度，傾斜率不不不大于L％(L為護筒的全長)[4]。3.2.5泥漿制備一、泥漿制備技術(shù)規(guī)定使用的泥漿用泥漿用優(yōu)質(zhì)膨潤土制作。泥漿技術(shù)指標見表3-1所示。表3-1泥漿技術(shù)指標表項目名稱新制泥漿循環(huán)再生泥漿廢棄泥漿1比重（g/cm）1.06～1.101.10～1.25≥1.252粘度（s）18～2825～30>303失水量（ml/30min）≤20≤30﹥304泥皮厚度（mm）≤3≤5﹥55含砂量（%）≤4≤5﹥56PH值8～10≤11﹥11制備好的泥漿還應達成下列規(guī)定：（1）及時采集泥漿樣品，測定性能指標。對新制備泥漿要進行第一次測試，使用邁進行一次測試，鉆孔過程中再測試一次，鉆孔結(jié)束后在泥漿面下1米及孔底以上0.5米（2）儲存泥漿每8小時攪拌一次，每次攪拌泥漿或測試必須進行統(tǒng)計。（3）新鮮泥漿制作好擱置24小時后，經(jīng)測試各項指標合格方可正式使用?；厥漳酀{必須通過振動篩解決，性能指標達成規(guī)定后方可循環(huán)運用。（4）施工中經(jīng)常測定泥漿比重、粘度、含砂率和膠體率。二、泥漿循環(huán)系統(tǒng)環(huán)泥漿循環(huán)系統(tǒng)由泥漿池、沉淀池、泥漿輸出管、泥漿回收管、制漿機、活動振動篩、除渣設(shè)備等構(gòu)成，并應設(shè)有排水排廢漿等設(shè)施，循環(huán)系統(tǒng)如圖3-2。圖3-2泥漿循環(huán)系統(tǒng)圖3.2.6混凝土配合比及灌注機具一、混凝土的配合比因混凝土是在水下灌注，因此混凝土應當含有良好的和易性和流動性，且易于在導管中流動，又不易于離析，因此需要對混凝土的粗細骨料和外加劑嚴格規(guī)定。對混凝土的材料規(guī)定以下：水泥：采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，強度等級不適宜低于32.5級，用量不低于370Kg/m，水泥的初凝時間不早于2.5h。細骨料：應選用級配合理，質(zhì)地堅硬，顆粒干凈的天然中粗砂。、粗骨料：宜選用堅硬卵礫石或碎石，骨料最大粒徑不應不不大于導管內(nèi)徑的1/6至1/8和鋼筋最小凈距的1/4，同時不應不不大于40mm。外加劑：為改善混凝土的和易性和緩凝，水下混凝土摻入減水劑、混凝劑、早強劑等外加劑。二、重要機具設(shè)備重要機具設(shè)備：向水下輸送混凝土用的導管；導管進料用的漏斗；隔水膽與混凝土擋板；輸送混凝土用的攪拌車等。各設(shè)備重要參數(shù)以下：導管內(nèi)徑為20cm，分段制成，導管間通過導管端部的螺絲口導管套筒連接。導管每節(jié)長度2.5m，最上部的三節(jié)導管從上到下依次為0.5m、1.0m、漏斗為5mm厚的鋼板制成，容積不不大于1m隔水膽采用籃球內(nèi)球膽，直徑為20cm，即同導管內(nèi)徑，混凝土擋板采用3mm厚圓形鋼板，略不不大于漏斗下口。第三節(jié)重要施工過程和施工要點3.3.1鉆孔施工一、鉆機就位鉆孔選用德國產(chǎn)的低噪音、無污染、高效率、特備適合堅硬巖層寶峨BG25C鉆機成孔，該鉆機采用全斷面取芯鉆機工藝，即采用特別的“筒式”鉆具，將一次性全部抓入筒中，成孔速度可達10～15m鉆機就位前應先檢查鉆機底座和頂端與否平衡，檢測作業(yè)區(qū)承載力與否滿足鉆機施工規(guī)定，確保在鉆進過程中不產(chǎn)生位移和沉陷；鉆機就位后對應鉆桿中心和垂直度進行復測，其偏差不應不不大于2cm。對鉆桿垂直度的復測是一項必不可少的工作，垂直度的校核可用全站儀進行。二、鉆進成孔采用“跳二打一”施工環(huán)節(jié)，即每隔2根樁進行鉆孔施工，這樣做能夠避免因孔間距過小而造成的踏孔現(xiàn)象，同時也能夠避免大范疇移動機械造成工時延后。鉆進前應先測算出設(shè)計孔深，設(shè)計孔深的計算環(huán)節(jié)以下：首先用水準儀測出護筒頂標高，護筒頂?shù)臏y量辦法為：將水準儀立于將要測量的護筒附近位置處，架穩(wěn)調(diào)平，塔尺立于高程控制點處，調(diào)節(jié)水準儀鏡頭豎直中心線，讀取并統(tǒng)計水平中心線所批示的讀數(shù)（后視讀數(shù)），然后將塔尺立在護筒邊沿上，和前述辦法同樣讀取讀數(shù)（前視讀數(shù)），則：護筒頂標高=控制點高程—前視讀數(shù)（3-1）下面計算設(shè)計樁底標高：設(shè)計樁底標高=設(shè)計樁頂標高—設(shè)計樁長（3-2）計算設(shè)計孔深：設(shè)計孔深=護筒頂標高—設(shè)計樁底標高（3-3）以二號承臺的樁孔為例，其設(shè)計樁頂標高為41.242m，設(shè)計樁長為23.25m，帶入公式（3-2）得：設(shè)計樁底標高=41.242m-23.25m=經(jīng)測量該樁的護筒頂標高為43.721m，帶入公式得：設(shè)計孔深=43.721-17.992m=25.729m。鉆進工藝及規(guī)定為：（1）旋挖鉆機鉆孔時，先在鋼護筒內(nèi)注入泥漿，開始慢速鉆進，使護筒刃腳處有堅硬的泥皮護壁，鉆進深度超出護筒下2m后，即可按正常速度鉆進。泥漿經(jīng)沉淀池沉淀后回收循環(huán)運用。鉆進要隨時監(jiān)測泥漿比重及泥漿中含砂狀況，統(tǒng)計鉆進中的有關(guān)參數(shù)及地質(zhì)狀況，以核對地質(zhì)資料。（2）鉆進達成規(guī)定孔深停鉆時，仍要維持泥漿正常循環(huán)，直到鉆渣含量不大于4%為止。起鉆時應注意操作輕穩(wěn)，避免拖刮孔壁，并向孔內(nèi)補充適量的泥漿，穩(wěn)定孔內(nèi)水頭高度。（3）為確?？咨钜?guī)定，避免超欠挖，當鉆機在鉆孔過程中儀器顯示已達成設(shè)計標高時，需要在用測繩復制。鉆進過程中還應隨時注意控制儀表，以控制鉆桿垂直度。（4）鉆進過程中，每進尺2～3m，應檢查鉆孔直徑和豎直度，檢查工具可用圓鋼筋籠（外徑D等于設(shè)計樁徑，高度3～5m）吊入孔內(nèi)，使鋼筋籠中心與鉆孔中心重疊，如上下各處均無掛阻，則闡明鉆孔直徑和豎直度符合規(guī)定。（5）鉆進時如孔內(nèi)出現(xiàn)踏孔、涌砂等異常狀況應立刻將鉆具提離孔底，保持泥漿高度，吸除坍落物和涌砂；同時向孔內(nèi)輸送性能符合規(guī)定的泥漿，保持水頭壓力以克制繼續(xù)涌砂和坍孔。3.3.2清孔一、清孔規(guī)定清孔應分二次進行。第一次清孔在成孔完畢后立刻進行，采用鉆機的掏渣筒清孔；第二次在下放鋼筋籠和灌注混凝土導管安裝完畢后進行，采用泥漿循環(huán)置換法清孔。清孔過程中觀察孔底沉渣厚度，孔底沉渣厚度不不不大于100mm時即可停止清孔，并保持孔內(nèi)水頭高度，避免坍孔事故。二、第一次清孔由于旋挖鉆機采用筒式掏渣，應嚴格控制其鉆進深度，嚴禁超深。清孔采用抽漿清孔法，即在終孔后停止進尺，運用泥漿泵持續(xù)泵壓5至15min，使孔底沉渣隨泥漿基本排除，達成清孔規(guī)定為止，并同時摻入相對比重較小的泥漿（含沙量不大于4%），以保持穩(wěn)定的水位。三、第二次清孔在安放鋼筋籠及導管后，準備灌注水下混凝土前，由于這段時間間隙較長，孔底又會產(chǎn)生一部分沉渣，因此待安放鋼筋籠及導管就緒后，運用泥漿循環(huán)，將孔內(nèi)沉渣帶出孔外。3.3.3鋼筋籠的制作和吊裝一、制作鋼筋籠鋼筋籠的成型采用加強箍筋成型法，其綁扎次序大致是先主筋等間距布置好，待固定住架立筋后，再按設(shè)計的間距安設(shè)箍筋。箍筋、架立筋與主筋之間的接點可用電弧焊接。加強箍筋與全部主筋焊接并在下端焊加強箍筋一道，并將箍筋及架立筋預先牢固地焊接到鋼筋籠的端部上，這樣當鋼筋籠插到孔底時，可有效地避免架立筋插到樁端處的地基中。鋼筋籠主筋采用機械連接，接頭的外漏絲扣不得超出一種完整扣，主筋連接在同一斷面的接頭率不不不大于50%。鋼筋籠下端0.2m范疇內(nèi)主筋稍后內(nèi)側(cè)彎曲呈傾斜狀。鋼筋籠制作允許偏差見表3-2。表3-2鋼筋籠制作允許偏差序號項目允許偏差（mm）檢查辦法1主筋間距±10用尺量2箍筋間距±20用尺量3鋼筋籠直徑±10用尺量4鋼筋籠整體長度±50用尺量續(xù)表3-25主筋彎曲度﹤1%用尺量6主筋彎曲度﹤1%用尺量為確保樁身混凝土保護層厚度，在主筋外側(cè)安設(shè)混凝土保護層砂漿墊塊，墊塊制成圓餅狀。鋼筋籠的制作過程中尚有一種十分重要的環(huán)節(jié)就是吊筋的安裝，安裝吊筋的目的是為了固定鋼筋籠，使其處在預先設(shè)定的平面上。安裝吊筋前需要計算吊筋的長度。吊筋長度的計算辦法以下》首先計算出樁頂至護筒頂距離。由于設(shè)計樁頂標高為已知量，護筒頂標高可通過高程控制點測出，則：樁頂至護筒頂距離=護筒頂標高-設(shè)計樁頂標高（3-4）已知護筒頂距離就能夠很容易的計算出吊筋長度：吊筋長度=樁頂至護筒頂距離-0.9m+0.1m+0.15m（3-5）式（3-5）中0.9m為籠頂端與設(shè)計樁頂?shù)木嚯x，0.1m為吊筋上端吊環(huán)的高度，0.15m為吊筋與主筋的搭接長度。仍以二號承臺的樁孔為例，其護筒頂標高為43.721m，設(shè)計樁頂標高為41.242m，代入公式（3-4）得：樁頂至護筒頂距離=43.721m-41.242m=吊筋長度為：吊筋長度=2.479m-0.9m+0.1m+0.15m=上述成果表達吊筋設(shè)計成這個長度就能夠確保樁頂?shù)奈恢脻M足設(shè)計高程。此處還要提到的是測斜管的綁扎。由于基坑就開挖要對樁體位移進行監(jiān)測，因此需要在某些鋼筋籠上綁扎測斜管。測斜管應綁扎在鋼筋籠的內(nèi)側(cè)，保持罐體在一條直線上，綁扎牢固。二、鋼筋籠的吊裝鋼筋籠的吊裝采用25t吊車吊放。起吊時，須用雙吊點，吊點位置要恰當，普通設(shè)在加強箍筋處（吊點處應加焊）。采用大鉤和小鉤互相進行鋼筋籠吊裝，小鉤吊下部、大鉤吊上部。在吊車小鉤上掛一種滑輪，將鋼絲繩穿過滑輪，鋼絲繩兩端采用U型卡環(huán)與鋼筋籠加強箍筋連接牢固，下部第一種吊點設(shè)立在下部第二個加強箍筋處，第二個吊點設(shè)立在向上6.0m加強箍筋處。鋼筋籠上部對稱設(shè)立兩根鋼絲繩，鋼絲繩兩端采用U型卡環(huán)與鋼筋籠加強箍筋連接牢固，第一種吊點設(shè)立在上部第二個加強箍筋處，第二個吊點設(shè)立在鄉(xiāng)下8.0m的加強箍筋處，每根鋼絲繩上都有一種滑輪，將兩個滑輪掛在扁擔（型鋼制作）上，扁擔上部設(shè)立吊鉤掛在吊車大鉤上。起吊時大、小鉤同時受力，大鉤向上吊起鋼筋籠，小鉤起到穩(wěn)定鋼筋籠的作用，同時避免鋼筋籠彎曲變形，互相配合將鋼筋籠慢慢吊直，同時安排專人扶穩(wěn)鋼筋籠的作用，同時避免鋼筋籠在起吊過程中始終處在穩(wěn)定狀態(tài)下。吊直后將鋼筋籠對準孔位緩慢下放，不得搖晃碰撞孔壁或強行入孔鋼筋籠入孔后，要牢固定位，確保鋼筋籠的方向，并將鋼管穿入吊環(huán)中，將鋼筋籠吊住，確?；\頂標高符合規(guī)范規(guī)定，避免在灌注水下砼過程中下沉或上浮。入孔定位標高應準備，允許誤差為±5cm，并使其下部懸空；鋼筋籠上口應和樁中心對中并固定，允許誤差為±33.3.4灌注混凝土灌注前應先測量混凝土的坍落度和泥漿比重，規(guī)定的坍落度為160mm～220mm，泥漿比重為1.1～1.2，還應取混凝土做成試塊，養(yǎng)護后按照國標進行強度測定。灌注混凝土施工次序：安設(shè)導管→使隔水栓與導管內(nèi)水面緊貼→灌注首批混凝土→持續(xù)灌注直至樁頂，如圖3-3圖3-3澆注混凝土施工次序圖一、灌注首批混凝土放下隔水膽，安平混凝土擋板后，灌入封底混凝土。封底混凝土灌注到一定量后，用吊車小鉤提起混凝土擋板，隔水膽被混凝土壓入孔底，并從底部導管排出。灌注首批混凝土時，導管底部距離宜為0.3～0.5m，導管初次封入長度不不大于0.8m?；炷恋某豕嗔恳税聪率接嬎悖海?-6）式中：V—混凝土的初灌量(m)d—樁孔直徑（m）d—導管直徑（m）L—鉆孔深度（m）H—導管埋入混凝土的深度（m）h—導管下端距灌注前測得的孔底高度（m）t—灌注前孔底沉渣厚度（m）以二號承臺的樁孔為例，取其導管埋入混凝土深度H為0.8m，導管底部距灌注前測得的孔底高度h為0.4m，鉆孔直徑0.8m，導管直徑d為0.2m，經(jīng)測得其鉆孔深度L為25.93m，灌注前孔底沉渣厚度為0.03m，將上述數(shù)據(jù)代入公式（4-6）得混凝土初灌量為:二、導管埋深首批混凝土灌注后應持續(xù)不停灌注混凝土，事實上由于每個孔需要灌注的混凝土量大概為13m，而每輛混凝土攪拌車的容量為7m左右，因此每個孔需要灌注兩車混凝土，這樣就不可避免的出現(xiàn)灌注混凝土間歇現(xiàn)象。在灌注過程中，應經(jīng)慣用測錘探測混凝土面的上升高度，并適時提高、逐級拆卸導管，保持導管的合理埋深。應根據(jù)實際狀況嚴格控制導管的最小埋深，以確保樁身混凝土的