各類排樁的施工方案

第第頁各類排樁的施工方案12.7.1柱列式灌注樁圍護(hù)體的施工1.鉆孔灌注樁干作業(yè)成孔施工鉆孔灌注樁干作業(yè)成孔的主要方法有螺旋鉆孔機(jī)成孔、機(jī)動洛陽挖孔機(jī)成孔及選挖鉆機(jī)成孔等方法。螺旋鉆孔機(jī)由主機(jī)、滑輪、螺旋鉆桿、鉆頭、滑動支架、出土裝置等組成。主要利用螺旋鉆頭切削土壤，被切的土塊隨鉆頭旋轉(zhuǎn)，并沿螺旋葉片上升而被推出孔外。該類鉆機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，使用可靠，成孔作業(yè)效率高、質(zhì)量好，無振動，無噪聲、耗用鋼材少，最宜用于勻質(zhì)粘性土，并能較快穿透砂層。螺旋鉆孔機(jī)適用于地下水位以上的勻質(zhì)粘土、砂性土及人工填土。鉆頭的類型有多種，粘性土中成孔大多常用錐式鉆頭。耙式鉆頭用45號鋼制成。齒尖處鑲有硬質(zhì)合金刀頭，最適宜于穿透填土層，能把碎磚破成小塊。平底鉆頭，適用于松散土層。機(jī)動洛陽挖孔機(jī)由提升機(jī)架、滑輪組、卷揚(yáng)機(jī)及機(jī)動洛陽鏟組成。提升機(jī)動洛陽鏟到一定高度后，靠機(jī)動洛陽鏟的沖擊能量來開孔挖土，每次沖鏟后，將土從鏟具鋼套中倒棄。宜用于地下水位以下的一般粘性土、黃土和人工填土地基。設(shè)備簡單，操作容易，北方地區(qū)應(yīng)用較多。選挖鉆機(jī)是近年來引進(jìn)的先進(jìn)成孔機(jī)械，利用功率較大的電機(jī)驅(qū)動可旋轉(zhuǎn)取土的鉆斗，采用將將鉆頭強(qiáng)力旋轉(zhuǎn)壓入土中，通過鉆斗把旋轉(zhuǎn)切削下來的鉆屑提出地面。改方法在土質(zhì)較好的條件下可實現(xiàn)趕作業(yè)成孔，不必采用泥漿護(hù)壁。2.鉆孔灌注樁濕作業(yè)成孔施工（1）成孔方法鉆孔灌注樁濕作業(yè)成孔的主要方法有沖擊成孔、潛水電鉆機(jī)成孔、工程地質(zhì)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔及旋挖鉆機(jī)成孔等。潛水電鉆機(jī)其特點是將電機(jī)、變速機(jī)構(gòu)加以密封，并同底部鉆頭連接在一起，組成一個專用鉆具，可潛入孔內(nèi)作業(yè)，多以正循環(huán)方式排泥的潛水電鉆。潛水電鉆體積小，重量輕、機(jī)器結(jié)構(gòu)輕便簡單、機(jī)動靈活、成孔速度較快，宜用于地下水位高的輕硬地層，如淤泥質(zhì)土、粘性土以及砂質(zhì)土等，其常用鉆頭為籠式鉆頭。工程水文地質(zhì)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)由機(jī)械動力傳動，配以籠式鉆頭，可多檔調(diào)速或液壓無級調(diào)速，以泵吸或氣舉的反循環(huán)方式進(jìn)行鉆進(jìn)。有移動裝置，設(shè)置性能可靠，噪聲和振動小，鉆進(jìn)效率高，鉆孔質(zhì)量好。上海地區(qū)近幾年已有數(shù)千根灌注樁應(yīng)用它來施工。它適用地松散土層、粘土層、砂礫層、軟硬巖層等多種地質(zhì)條件。用作擋墻的灌注樁施工前必須試成孔，數(shù)量不得少于2個。以便核對地質(zhì)資料，檢驗所選的設(shè)備、機(jī)具、施工工藝以及技術(shù)要求是否適宜。如孔徑、垂直度、孔壁穩(wěn)定和沉淤等檢測指標(biāo)不能滿足設(shè)計要求時，應(yīng)擬定補(bǔ)救技術(shù)措施，成重新選擇施工工藝。成孔須一次完成，中間不要間斷。成孔完畢至灌注混凝土的間隔時間不就大小24h。為保證孔壁的穩(wěn)定，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況和成孔工藝配制不同的泥漿。成孔到設(shè)計深度后，應(yīng)進(jìn)行孔深、孔徑、垂直度、沉漿濃度、沉渣深度等測試檢查，確認(rèn)符合要求后，方可進(jìn)行下一道工序施工。根據(jù)出渣方式的不同，成孔作業(yè)可分成正循環(huán)成孔和反循環(huán)成孔兩種。（2）清孔完成成孔后，在灌注混凝土之前，應(yīng)進(jìn)行清孔。通常清孔應(yīng)分2次進(jìn)行。第一次清孔在成孔完畢后，立即進(jìn)行；第2次在下放鋼筋籠和灌注混凝土導(dǎo)管安裝完畢后進(jìn)行。常用的清孔方式有正循環(huán)清孔，泵吸反循環(huán)清孔和空氣升液反循環(huán)清孔，通常隨成孔時采用的循環(huán)方式而定。清孔時先是鉆頭稍作提升，然后通過不同的循環(huán)方式排除孔底沉淤，與此同時，不斷注入潔凈的泥漿水，用以降低樁孔泥漿水中的泥渣含量。清孔過程中應(yīng)測定沉漿指標(biāo)。清孔后的泥漿密度應(yīng)小于1.15。清孔結(jié)束時應(yīng)測定孔底沉淤，孔底沉淤厚度一般應(yīng)小于30cm。第2次清孔結(jié)束后孔內(nèi)應(yīng)保持水頭高度，并應(yīng)用30min內(nèi)灌注混凝土。若超過30min，灌注混凝土應(yīng)重新測定孔底沉淤厚度。（3）鋼筋籠施工鋼筋籠宜分段制作。分段長度應(yīng)按鋼筋籠的整體剛度、來料鋼的長度及起重設(shè)備的有效高度等因素確定。鋼筋籠在起吊、運輸和安裝中應(yīng)采取措施防止變形。（4）水下混凝土施工配制混凝土必須保證能滿足設(shè)計強(qiáng)度以及施工工藝要求?；炷潦谴_保成樁質(zhì)量的關(guān)鍵工序，灌注前應(yīng)做好一切準(zhǔn)備工作，保證混凝土灌注連續(xù)緊湊地進(jìn)行。鉆孔灌注樁柱列式排樁采用濕作業(yè)法成孔時，要特別注意孔壁護(hù)壁問題。當(dāng)樁距較小時，由于通常采用跳孔法施工，當(dāng)樁孔出現(xiàn)坍塌或擴(kuò)徑較大時，會導(dǎo)致兩根已經(jīng)施工的樁之間插入后施工的樁時發(fā)生成孔困難，必須把該根樁向排樁軸線外移才能成孔。一般而言，柱列式排樁的凈距不宜少于200mm。12.7.2止水帷幕與灌注樁重合圍護(hù)體施工如圖12-2所示，當(dāng)可供基坑圍護(hù)樁和止水帷幕設(shè)置、施工的場地狹小時，可考慮將排樁與止水帷幕設(shè)置在同一軸線上，形成擋土、止水合一的排樁-止水帷幕結(jié)合體。止水帷幕與灌注樁重合圍護(hù)體施工的關(guān)鍵與咬合樁施工類似，即注意相鄰的攪拌樁與混凝土樁施工的時間安排和攪拌樁成樁的垂直度。一般而言，攪拌樁施工結(jié)束的48小時內(nèi)施工灌注樁時易發(fā)生塌孔、擴(kuò)徑嚴(yán)重等現(xiàn)象，因此不宜施工灌注樁。但時間超過7d后，由于攪拌樁強(qiáng)度的增加，施工灌注樁的阻力較大。也要特別注意避免因已施工完成的攪拌樁垂直度偏差較大而造成與鋼筋混凝土樁搭接效果不好的情況，甚至出現(xiàn)基坑漏水。12.7.3人工挖孔樁圍護(hù)體施工人工挖孔樁是采用人工挖掘樁身土方，隨著孔洞的下挖，逐段澆搗鋼筋混凝土護(hù)壁，直到設(shè)計所需深度。土層好時，也可不用護(hù)壁，一次挖至設(shè)計標(biāo)高，最后在護(hù)壁內(nèi)一次澆注完成混凝土樁身的樁。挖孔樁作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與鉆孔灌注樁相似，是由多個樁組在樁墻而起擋土作用。它有如下優(yōu)點:大量的挖孔樁可分批挖孔，使用機(jī)具較少，無噪音、無震動、無環(huán)境污染;適應(yīng)建筑物、構(gòu)筑物擁擠的地區(qū)，對鄰近結(jié)構(gòu)和地下設(shè)施的影響小，場地干凈，造價較經(jīng)濟(jì)。應(yīng)當(dāng)指出,選用挖孔樁作支護(hù)結(jié)構(gòu),除了對挖孔樁的施工工藝和技術(shù)要有足夠的經(jīng)驗外,還應(yīng)注意在有流動性淤泥、流砂和地下水較豐富的地區(qū)不宜采用。人工挖孔樁在澆筑完成以后，即具有一定的防滲能力和支承水平土壓力的能力。把挖孔樁逐個相連，即形成一個能承受較大水平壓力的擋墻,從而起到支護(hù)結(jié)構(gòu)防水、擋土等作用。人工挖孔樁支護(hù)原理與鉆孔灌注樁擋墻或地下連續(xù)墻相類似。人工挖孔樁直徑較大屬于剛性支護(hù)，設(shè)計時應(yīng)考慮樁身剛度較大對土壓力分布及變形的影響。挖孔樁選作基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)時，樁徑一般為100-120cm。樁身是等設(shè)計參數(shù)，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況和基坑開挖深度計算確定。在實踐中，也有工程采用挖孔樁與錨桿相結(jié)合的支護(hù)方案。12.7.4鉆孔壓漿樁圍護(hù)體施工鉆孔壓漿樁又稱樹根樁。鉆孔壓漿樁施工工藝與鉆孔灌注樁的施工工藝類似。與鉆孔灌注樁相比，鉆孔壓漿樁孔徑較小(<400mm)。身混凝土采用先下細(xì)石(不用粗石)而后注漿成樁的工藝。該樁具有以下特點:(1)水泥漿的泵送設(shè)備比水下混凝土澆制簡單方便。(2)石子的清洗在鉆孔中同時進(jìn)行。(3)壓漿減少了泥漿水護(hù)壁時間，不易坍孔。為了使成孔工作順利，在鉆孔之前應(yīng)預(yù)先開挖溝槽和集水坑。鉆孔在溝槽內(nèi)進(jìn)行，鉆出的泥漿從溝槽流入集水坑。施工結(jié)束后，溝可作為壓漿帽的土。鉆孔壓漿樁鉆孔通常用長螺旋鉆機(jī)，也可用地質(zhì)鉆機(jī)改裝而成。鉆孔直徑為400mm左右，孔深按設(shè)計要求，但受鉆機(jī)起吊能力的限制。鉆孔垂直精度小于1/200。由此定出相鄰二樁之間的凈間距為0.005H(H為樁深)。在鉆孔過程中，如遇到粘性較好的粘土，可將鉆桿反復(fù)上下掃孔，使其與清水混合成泥漿而后排出。樁體采用的石料由直徑10-30mm的石子組成,進(jìn)場石料要求含泥量小于2%。石子倒下完畢后，即開泵注清水，清水通注漿管從孔底注出，達(dá)到清洗石子的目的。要求注水直到孔口由冒出泥漿水變?yōu)槊俺銮逅疄橹埂Ｈ缓罂蓧鹤∷酀{形成鋼筋混凝土樁體。12.7.5咬合樁圍護(hù)體的施工鉆孔咬合樁是采用全套管灌注樁機(jī)(磨樁機(jī))施工形成的樁與樁之間相互咬合排列的一種基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。施工時，通常采用全混凝土樁排列(俗稱全葷樁)及混凝土與素混凝土交又排列(俗稱葷素搭配樁)兩種形式，其中葷素搭配樁的應(yīng)用較為普遍。素樁采用超緩凝型混凝土先期澆注;在素樁樁混凝土初凝前利用套管鉆機(jī)的切割能力切割掉相鄰素混凝土樁相交部分的混凝土，然后澆注葷樁，實現(xiàn)相鄰樁的咬合，如圖12-26所示。鋼筋混凝土樁素混凝七樁圖12-26咬合施工示意圖單根咬合樁施工工藝流程如下[4]:(a)護(hù)筒鉆機(jī)就位:當(dāng)定位導(dǎo)墻有足夠的強(qiáng)度后，用吊車移動鉆機(jī)就位，并使主機(jī)抱管器中心對應(yīng)定位于導(dǎo)墻孔位中心。(b)單樁成孔:步驟為隨著第一節(jié)護(hù)筒的壓入(深度為1.5m~2.5m)，沖弧斗隨著從護(hù)筒內(nèi)取土，一邊抓土一邊繼續(xù)下壓護(hù)筒，待第一節(jié)全部壓入后(一般地面上留1m~2m,以便于接筒)檢測垂直度，合格后，接第二節(jié)護(hù)，如此循環(huán)至壓到設(shè)計底標(biāo)高。(c)吊放鋼筋籠:對于B樁，成孔檢查合格后進(jìn)行安放鋼筋籠工作，此時應(yīng)保證鋼筋籠標(biāo)高正確。(d)灌注混凝土:如孔內(nèi)有水，需采用水下混凝土灌注法施工;如孔內(nèi)無水，則采用干孔灌注法施工并注意振搗。(e)拔簡成樁:一邊澆注混凝土一邊拔護(hù)筒，應(yīng)注意保持護(hù)筒底低于混凝土面>2.5m。排樁施工工藝流程如下:如圖12-27所示，對一排咬合樁，其施工流程為A1→A2→B1→A3→B2→A4→B3，如此類推。為控制咬合樁的成孔精度達(dá)到《地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范》[要求，采用成孔精度全過程控制的措施。本工程采用的是在成樁機(jī)具上懸掛兩個線柱控制南北、東西向護(hù)筒外壁垂直度并用兩臺測斜儀進(jìn)行孔內(nèi)垂直度檢查。發(fā)現(xiàn)有偏差時及時進(jìn)行糾偏調(diào)整。A樁混凝土緩凝時間的確定需要在在測定出A、B樁單樁成樁所需時間t后，，根據(jù)下式計算A樁混凝土緩凝時間T式中:K-儲備時間，一般取1.5t。在B樁成孔過程中，由于A樁混凝土未完全凝固，還處于流動狀態(tài)，因此其有可能從A、B樁相交處涌入B樁孔內(nèi)，形成“管涌”?？朔胧┯?a控制A坍落度<14cm。b.護(hù)筒應(yīng)超前孔底至少1.5m。c.實時觀察A樁混凝土頂面是否下陷，若發(fā)現(xiàn)下陷應(yīng)立即停止B樁開挖，并一邊將護(hù)簡盡量下壓，一邊向B樁內(nèi)填土或注水(平衡A樁混凝土壓力)，直至制止住“管涌”為止。當(dāng)遇地下障礙物時，由于咬合樁采用的是鋼護(hù)筒，所以可吊放作業(yè)人員下孔內(nèi)清除障礙物。在向上拔出護(hù)筒時，有可能帶起放好的鋼筋籠，預(yù)防措施可選擇減小B樁混凝土骨料粒徑或者可在鋼筋籠底部焊上一塊比其自身略小的薄鋼板以增加其抗浮能力。咬合樁在施工時不僅要考慮素混凝土樁混凝土的緩凝時間控制,注意相鄰的素混凝土和鋼筋混凝土樁施工的時間安排,還需要控制好成樁的垂直度,防止因素混凝土樁強(qiáng)度增長過快而造成鋼筋混凝土樁無法施工,或因已施工完成的素混凝土樁垂直度偏差較大而造成與鋼筋混凝土樁搭接效果不好的情況，甚至出現(xiàn)基坑漏水，無法止水而失敗的情況。因此對于咬合樁施工應(yīng)該進(jìn)行合理安排，做好施工記錄，方便施工順利進(jìn)行。類似于地下連續(xù)墻施工,對于全套管咬合樁的施工,也需要在進(jìn)行鉆孔成樁之前施做導(dǎo)墻，已滿足鉆孔咬合樁的平面位置的控制和作為施工機(jī)縣的一個平臺，防止孔口坍塌，確保咬合樁護(hù)筒的豎直，并確保全套管鉆機(jī)平整作業(yè)。導(dǎo)墻的施工要求可參見地下連續(xù)墻的相