鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)要點(diǎn)

鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)要點(diǎn)鉆孔灌注樁是采用不同的鉆孔方法，在地層中按照要求形成一定形狀(斷面)的井孔，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，將鋼筋骨架吊入井孔中，再灌注混凝土，成為樁基礎(chǔ)的一種工藝。1、鉆孔的方法和原理可以分以下幾種：螺旋鉆孔、正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔、潛水鉆機(jī)鉆孔、沖抓鉆孔、沖擊鉆孔、鉆斗鉆成孔。2、施工準(zhǔn)備鉆孔場地應(yīng)清除雜物、換除軟土、平整壓實(shí)。場地位于淺水、陡坡、淤泥中時(shí)，可采用筑島、或用枕木或型鋼等搭設(shè)工作平臺。當(dāng)位于深水時(shí)，可插打臨時(shí)樁搭設(shè)固定工作平臺，在鉆孔平臺上拼裝鋼護(hù)筒導(dǎo)向架，采用起吊設(shè)備插打水中墩鋼護(hù)筒。工作平臺必須堅(jiān)固穩(wěn)定，能承受施工作業(yè)時(shí)所有靜、活荷載，同時(shí)還應(yīng)考慮施工設(shè)備能安全進(jìn)、出場。3、埋置鋼護(hù)筒護(hù)筒的作用：固定樁孔位置，保護(hù)孔口，防止地面水流入；l增加孔內(nèi)水壓力，防止塌孔，成孔時(shí)引導(dǎo)鉆頭的方向。護(hù)筒的制作要求：護(hù)筒通常采用鋼筋混凝土和鋼制兩種，視具體情況而定。鋼護(hù)筒厚4~8mm，鋼筋混凝土護(hù)筒厚8~10cm。護(hù)筒上部設(shè)1～2個(gè)溢漿孔；護(hù)筒的內(nèi)徑比鉆孔樁設(shè)計(jì)直徑稍大。用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆孔的宜加大20～30厘米；用沖擊鉆和沖抓鉆鉆孔的宜加大30～40厘米。護(hù)筒的埋設(shè)要求：鉆孔前，在現(xiàn)場放線定位，按樁位挖去樁孔表層土，并埋設(shè)護(hù)筒；埋設(shè)護(hù)筒可采用挖埋或錘擊、振動、加壓等方法；埋置深度一般情況為2—4米，特殊情況應(yīng)加深；護(hù)筒頂端高程應(yīng)滿足孔內(nèi)水位設(shè)置高度的要求。(1)水中墩鋼護(hù)筒在鉆孔平臺上拼裝鋼護(hù)筒導(dǎo)向架，測量放線定樁位→對接鋼護(hù)筒→整體起吊鋼護(hù)筒入水→調(diào)整護(hù)筒傾斜度及位置緩慢入床至穩(wěn)定→安裝震動打樁錘振動下沉→安裝鉆機(jī)開始水上鉆孔樁施工。在鋼護(hù)筒振動下沉過程中要精確定位、跟蹤監(jiān)測、調(diào)整，滿足規(guī)范要求，保證鉆孔樁施工順利進(jìn)行。鋼護(hù)筒采用厚度為4～12mm的Q235鋼板卷制，護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)比樁直徑大20-40cm。鋼護(hù)筒在車間分節(jié)制造，在平臺對接后整體下沉，下沉中隨時(shí)用木楔在導(dǎo)向架與護(hù)筒之間調(diào)整偏差，護(hù)筒底口要求到達(dá)卵石層頂面。護(hù)筒頂口宜高出施工水位或地下水位1.0-2.0m。(2)淺灘地和陸地鉆孔樁鋼護(hù)筒對河灘內(nèi)樁位施工前應(yīng)筑島，島的高度應(yīng)高出施工地面0.5m，護(hù)筒高度宜高出地面0.3m。當(dāng)鉆孔內(nèi)有承壓水時(shí)，應(yīng)高出穩(wěn)定后的承壓水位2.0m以上。鋼護(hù)筒采用厚度為4～12mm的Q235鋼板卷制，內(nèi)徑比樁徑應(yīng)大于20-40cm。護(hù)筒埋置深度符合下列規(guī)定：黏性土不小于1m，砂類土不小于2m。當(dāng)表層土松軟時(shí)將護(hù)筒埋置到較堅(jiān)硬密實(shí)的土層中至少0.5m。岸灘上埋設(shè)護(hù)筒，在護(hù)筒四周回填黏土并分層夯實(shí)；護(hù)筒頂面中心與設(shè)計(jì)樁位偏差不大于5cm，傾斜度不大于1%。水中筑島，護(hù)筒宜埋入河床面以下1m。4、泥漿拌制在鉆孔樁施工中，泥漿的作用是對孔壁增加靜壓力，并在孔壁造成一層泥皮，阻隔含水層，保護(hù)孔壁免于坍塌。鉆孔泥漿一般由水、黏土（膨潤土）和添加劑按適當(dāng)配合比配置而成，良好的泥漿其膠體率不低于95%，含砂率不大于4%。樁基施工前，要開挖好泥漿池，選擇和備足良好的造漿粘土或膨潤土，造漿量為2倍樁的混凝土體積，泥漿比重可根據(jù)鉆進(jìn)不同地層及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。6、鉆孔施工(1)一般要求：鉆機(jī)就位前，對鉆孔各項(xiàng)準(zhǔn)備工作進(jìn)行檢查。鉆機(jī)安裝后的底座和頂端應(yīng)平穩(wěn)，在鉆進(jìn)中不應(yīng)產(chǎn)生位移或沉陷，否則應(yīng)及時(shí)處理。鉆孔作業(yè)應(yīng)分班連續(xù)進(jìn)行，填寫的鉆孔施工記錄，交接班時(shí)應(yīng)交待鉆進(jìn)情況及下一班應(yīng)注意事項(xiàng)。應(yīng)經(jīng)常注意地質(zhì)變化，在地層變化處均應(yīng)撈取渣樣，判明后記入記錄本并與設(shè)計(jì)地質(zhì)資料相比較。(2)鉆進(jìn)：①正循環(huán)鉆孔施工：正循環(huán)是用泥漿泵將泥漿以一定壓力通過空心鉆桿頂部，從鉆桿底部噴出，底部的鉆錐在旋轉(zhuǎn)時(shí)將土壤攪松成為鉆渣，被泥漿懸浮，隨泥漿上升而溢出流至孔外的泥漿槽，經(jīng)過沉淀池中沉淀凈化，再循環(huán)使用。正循環(huán)成孔的特點(diǎn)：設(shè)備簡單，操作方便，工藝成熟，當(dāng)孔深不太深，孔徑小于800mm時(shí)鉆進(jìn)效率高。當(dāng)樁徑較大時(shí)，鉆桿與孔壁間的環(huán)形斷面較大，泥漿循環(huán)時(shí)返流速度低，排碴能力弱。如使泥漿返流速度增大到0.20m/s~0.35m/s，則泥漿泵的排量需很大，有時(shí)難以達(dá)到，此時(shí)不得不提高泥漿的相對密度和粘度。但如果泥漿相對密度過大，稠度大，難以排出鉆碴，孔壁泥皮厚度大，影響成樁和清孔。②反循環(huán)鉆孔施工：反循環(huán)鉆機(jī)的泥漿的循環(huán)方式則正好相反，泥漿由孔外流入孔內(nèi)，由真空泵或其他方法（如空氣吸泥機(jī)等）將鉆渣通過鉆桿中心從鉆桿頂部吸出，或?qū)⑽鼭{泵隨同鉆錐一同鉆進(jìn)，從孔底將鉆渣吸出孔外。反循環(huán)成孔的特點(diǎn)：泥漿從鉆桿與孔壁間的環(huán)狀間隙流入鉆孔，來冷卻鉆頭并攜帶沉碴由鉆桿內(nèi)腔返回地面的一種鉆進(jìn)工藝。由于鉆桿內(nèi)腔斷面積比鉆桿與孔壁間的環(huán)狀斷面積小得多，因此，泥漿的上返速度大，一般可達(dá)2m/s~3m/s多，是正循環(huán)工藝泥漿上返速度的數(shù)十倍，因而可以提高排碴能力，保持孔內(nèi)清潔，減少鉆碴在孔底重復(fù)破碎的機(jī)會，能大大提高成孔效率。這種成孔工藝是目前大直徑成孔施工的一種有效的先進(jìn)的成孔工藝，因而應(yīng)用較多。③沖擊鉆孔：沖擊鉆機(jī)通過機(jī)架、卷揚(yáng)機(jī)把帶刃的重鉆頭(沖擊錘)提高到一定高度，靠自由下落的沖擊力切削破碎巖層或沖擊土層成孔。沖擊鉆頭形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形沖擊鉆頭。沖孔前應(yīng)埋設(shè)鋼護(hù)筒，并準(zhǔn)備好護(hù)壁材料。沖擊鉆主要用于在巖層中成孔，成孔時(shí)將沖錐式鉆頭提升一定高度后以自由下落的沖擊力來破碎巖層，然后用掏碴筒來掏取孔內(nèi)的碴漿。④鉆斗鉆孔(旋挖)主要鉆進(jìn)工藝有三種：干式鉆進(jìn)、清水孔鉆進(jìn)和泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)。l其主要特點(diǎn)為自帶履帶移動方便和成孔速度快，孔底干凈。主要適于砂土、粘性土、粉質(zhì)土等土層施工，最大成孔直徑可達(dá)1.5～4m，最大成孔深度為60～90m，可以滿足各類大型基礎(chǔ)施工的要求。⑤全套管沖抓成孔特點(diǎn)：無噪音，無振動；不使用泥漿；挖掘時(shí)可以很直觀地判別土壤及巖性特征，對于端承樁，便于現(xiàn)場確定樁長；挖掘速度快，挖掘深度大；成孔垂直度易于掌握；孔壁不會產(chǎn)生坍落現(xiàn)象，成孔質(zhì)量高。成樁質(zhì)量高；成孔直徑標(biāo)準(zhǔn)，充盈系數(shù)很小；清孔徹底，速度快；自行式，便于現(xiàn)場移動。沖抓錐，錐頭上有一重鐵塊和活動抓片，通過機(jī)架和卷揚(yáng)機(jī)將沖抓錐提升到一定高度，下落時(shí)松開卷筒剎車，抓片張開，錐頭便自由下落沖入土中，然后開動卷揚(yáng)機(jī)提升錐頭，這時(shí)抓片閉合抓土。沖抓錐整體提升至地面上卸去土渣，依次循環(huán)成孔。沖抓錐成孔施工過程、護(hù)筒安裝要求、泥漿護(hù)壁循環(huán)等與沖擊成孔施工相同。適用于松軟土層(砂土、粘土)中沖孔，但遇到堅(jiān)硬土層時(shí)宜換用沖擊鉆施工。⑥潛水鉆機(jī)成孔潛水鉆機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)式鉆孔機(jī)，其防水電機(jī)變速機(jī)構(gòu)和鉆頭密封在一起，由樁架及鉆桿定位后可潛入水、泥漿中鉆孔。注入泥漿后通過正循環(huán)或反循環(huán)排渣法將孔內(nèi)切削土粒、石渣排至孔外。潛水鉆機(jī)是將電機(jī)、變速機(jī)構(gòu)與底部鉆頭結(jié)合成一密封的專用鉆孔機(jī)械。這種機(jī)械體積小、質(zhì)量輕、攜帶方便，樁架輕便、移動靈活，鉆進(jìn)速度快(0.3～2.0m/min)，鉆機(jī)噪音小，鉆孔效率高。最大成孔直徑0.8-2m,鉆進(jìn)深度50m。⑦全葉螺旋鉆孔機(jī)成孔成孔直徑400-600mm，深度8－12m。適應(yīng)于地下水位以上的一般粘性土、砂土、人工填土地基。不宜用于地下水位以下的土層成孔作業(yè)及淤泥質(zhì)土。無論采用何種方法鉆孔，開孔的孔位必須準(zhǔn)確，開孔時(shí)均應(yīng)慢速鉆進(jìn)，待導(dǎo)向部位或鉆頭全部進(jìn)入地層后，方可加速鉆進(jìn)。采用正、反循環(huán)鉆孔（含潛水鉆）均應(yīng)采用減壓鉆進(jìn)，即鉆機(jī)的主吊鉤始終要承受部分鉆具的重力，而孔底承受的鉆機(jī)不超過鉆具重力之和（扣除浮力）的80%。用全護(hù)筒法鉆進(jìn)時(shí)，為使鉆機(jī)安裝平正，壓進(jìn)的首節(jié)護(hù)筒必須豎直。鉆孔開始后應(yīng)后隨時(shí)檢測護(hù)筒水平位置和豎直線，如發(fā)現(xiàn)偏移，應(yīng)將護(hù)筒拔出，調(diào)整后重新壓入鉆進(jìn)。在鉆孔排渣，提鉆頭除土或因故停鉆時(shí)，應(yīng)保持孔內(nèi)具有規(guī)定的水位和要求的泥漿相對密度和黏度。處理孔內(nèi)事故停鉆必須將鉆頭提出孔外。每鉆進(jìn)2m或地層變化處，應(yīng)在泥漿槽中撈取鉆渣樣品，查明土質(zhì)并記錄，及時(shí)排除鉆渣并置換泥漿，使鉆錐經(jīng)常鉆進(jìn)新鮮地層。同時(shí)注意土層的變化，在巖、土層變化處均應(yīng)撈取渣樣，判明土層并記入記錄表中以便與地質(zhì)剖面圖核對。(3)清孔當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清孔，目的是減少孔底沉渣厚度，確保樁基承載力；置換孔內(nèi)泥漿，降低泥漿比重和含砂率，保證混凝土的灌注質(zhì)量。清孔方法有換漿、抽漿、掏渣、空壓機(jī)噴射、砂漿置換等，可根據(jù)具體情況選擇使用。成孔檢查合格后應(yīng)立即進(jìn)行清孔，清孔方法應(yīng)根據(jù)成孔工藝、機(jī)械設(shè)備、工程地質(zhì)情況確定，主要有吸泥法、換漿法、掏渣法等；澆注水下砼前若設(shè)計(jì)無要求時(shí)，摩擦樁沉渣厚度應(yīng)小于30厘米，嵌巖樁應(yīng)小于10厘米；清孔后泥漿指標(biāo)應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：孔內(nèi)排出或抽出的泥漿手模無2~3mm顆粒，泥漿比重不大于1.1；含砂率小于2%；黏度為17-20s。清孔應(yīng)注意：嚴(yán)禁采用加大孔深的方法代替清孔，（旋挖鉆機(jī)必須配備清孔設(shè)備）混凝土灌注前應(yīng)通知現(xiàn)場監(jiān)理檢查沉渣厚度，滿足要求后，方可灌注。(4)鉆孔質(zhì)量檢驗(yàn)鉆孔成孔后應(yīng)進(jìn)行成孔檢查，檢查內(nèi)容應(yīng)包括孔位中心、孔深、孔徑、傾斜度等。并應(yīng)通知設(shè)計(jì)配合人員進(jìn)行現(xiàn)場地質(zhì)確認(rèn)。鉆孔成孔檢查項(xiàng)目及允許偏差：孔徑、孔深應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；孔位中心允許偏差100mm,傾斜度1%。鉆孔質(zhì)量檢驗(yàn)注意：成孔檢查時(shí)，應(yīng)在成孔的第一時(shí)間通知現(xiàn)場監(jiān)理進(jìn)行驗(yàn)收；此時(shí)檢孔器制作的要求：要有足夠的剛度，外徑要與設(shè)計(jì)樁徑相同；檢孔器長度宜為4-5倍設(shè)計(jì)樁徑，且不宜小于6米；檢孔器兩端宜作成錐行，高度不宜小于檢孔器半徑。6、鋼筋籠施工鋼筋籠加工：鋼筋籠在鋼筋加工車間分段制作，或現(xiàn)場制作，以定尺鋼筋長度為宜。主筋在制作前必須整直，沒有局部的彎折。主筋一般應(yīng)盡量用整根鋼筋，分段后的鋼筋接頭應(yīng)相互錯(cuò)開，保證同一截面內(nèi)的接頭數(shù)目不超過主筋總數(shù)的50%，接頭錯(cuò)開間距不小于35d（d為鋼筋直徑），且不得小于50cm。鋼筋籠的焊接、綁扎必須牢固，應(yīng)保證焊縫長度和飽滿度。樁身鋼筋籠分段制作完后，吊運(yùn)至現(xiàn)場邊下放邊連接。分段制作時(shí)采用搭接焊，兩鋼筋搭接端部應(yīng)預(yù)先折向一側(cè)，使兩接合鋼筋軸線一致，接頭的長度單面焊不小于10d，雙面焊不應(yīng)小于5d。焊縫要求清除焊渣、焊縫飽滿。鋼筋籠起吊與安裝：為了保證骨架起吊時(shí)不變形，宜用兩點(diǎn)起吊。第一吊點(diǎn)設(shè)在骨架的下部，第二吊點(diǎn)設(shè)在骨架長度的中點(diǎn)到上三分點(diǎn)之間。起吊時(shí)，先提第一吊點(diǎn)，使骨架稍微提起，再與第二吊點(diǎn)同時(shí)起吊。待骨架離開地面后，第一吊點(diǎn)停止起吊，繼續(xù)提升第二吊點(diǎn)。隨著第二點(diǎn)的不斷提升，慢慢放松第一吊點(diǎn)，直到骨架與地面垂直，停止起吊。當(dāng)骨架進(jìn)入孔口后，應(yīng)將其扶正，緩緩下降，嚴(yán)禁擺動碰撞孔壁。鋼筋籠頂端應(yīng)根據(jù)孔頂標(biāo)高設(shè)置吊筋。鋼筋籠接長時(shí)，兩鋼筋籠必須保持垂直和對位良好。吊入鋼筋籠時(shí)對準(zhǔn)孔位輕放、慢放。若遇阻礙，輕起輕落和正反旋轉(zhuǎn)使之下放。不高起猛落，強(qiáng)行下放，以防碰壞孔壁而引起塌孔。下放過程中，時(shí)刻注意觀察孔內(nèi)水位情況，如發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，馬上停放，檢查是否坍孔。7、水下灌注混凝土安裝導(dǎo)管：導(dǎo)管使用前應(yīng)組裝編號，根據(jù)孔深計(jì)算導(dǎo)管長度及節(jié)數(shù)，導(dǎo)管應(yīng)順直并進(jìn)行水密試驗(yàn)，確認(rèn)導(dǎo)管不漏水及拆接情況良好才能下入孔中。下放導(dǎo)管時(shí)小心操作，避免掛碰鋼筋籠，并做好記錄。二次清孔完畢，將導(dǎo)管輕輕下放到底，然后再往上提升25～40cm，與導(dǎo)管的理論長度進(jìn)行比較，吻合之后，將導(dǎo)管固定在灌注平臺孔座上。灌注水下混凝土：計(jì)算和控制首批封底混凝土數(shù)量，下落時(shí)有一定的沖擊能量，能把泥漿從導(dǎo)管中排出，并能把導(dǎo)管下口埋入混凝土1m-3m深，當(dāng)樁身較長時(shí)，導(dǎo)管埋入混凝土中的深度可適當(dāng)放大。足夠的沖擊能量能夠把樁底沉渣盡可能地沖開，是控制樁底沉渣，減少工后沉降的重要環(huán)節(jié)。樁基混凝土采用罐車運(yùn)輸配合導(dǎo)管灌注，導(dǎo)管直徑為25～30cm。在灌注過程中，導(dǎo)管的埋置深度應(yīng)