沖擊鉆孔灌注樁成孔工藝

沖擊鉆孔灌注樁成孔工藝1概述1.1基本原理沖擊鉆進成孔是采用沖擊式鉆機或用卷揚機帶動一定質量的沖擊鉆頭（或稱為沖錐），在一定的高度內周期性地作自由落體運動，沖擊破碎巖層或沖擠土層形成樁孔，再用撈渣筒或泥漿循環(huán)等方法將巖屑鉆渣排出的成孔方法。每次沖擊破碎之后，沖錐在鋼絲繩轉向裝置帶動下轉動一定的角度，從而使樁孔形成規(guī)則的圓形斷面。1.2適用范圍泥漿護壁鉆孔灌注樁適用于地下水位以下的回填土、黏性土、粉土、砂土、碎（礫）石土及風化巖層以及地質情況復雜、夾層多、風化不均、軟硬變化較大的巖層；沖孔灌注樁除了適應上述地質情況外，還能穿透舊基礎、大孤石等障礙物，適用于巖溶發(fā)育巖層、裂隙發(fā)育的地層、人工填石層，但是在巖溶發(fā)育地區(qū)應慎重選擇。1.3特點1、用沖擊方法破碎巖土尤其是破碎有裂隙的堅硬巖土和大的卵礫石所消耗的功率小、破碎效果好。同時，在沖擊土層時的沖擠作用形成的孔壁較為堅固，相對減少了破碎體積。2、和回轉鉆進相比，當設備功率相同時，沖擊鉆進能施工較大直徑的樁孔。3、沖擊鉆進時，孔內泥漿一般是不循環(huán)的，泥漿只起懸浮鉆渣和保持孔壁穩(wěn)定的作用，泥漿用量少、消耗少，也可利用泥漿排渣。4、沖擊鉆進設備操作簡易，鉆進參數(shù)容易掌握，設備移動方便，機械故障少。2施工機械與設備2.1沖擊鉆進分類國內外常用的沖擊鉆機可分為鉆桿沖擊式和鋼絲繩沖擊式兩種，后者應用更為廣泛。鋼絲繩沖擊鉆機又可大致分為兩類：一類是專門用于沖擊鉆進的鋼絲繩沖擊鉆機；一類是由帶有離合器的雙筒或單筒卷揚機配制樁架和鉆頭組成的簡易沖擊鉆機。卷揚機提升力宜為鉆頭質量的1.2～1.5倍。CZ-22型沖擊鉆外形及簡易沖擊鉆如圖4.3-1和圖4.3-2。圖4.3-1圖4.3-2王2.2煤溜沖擊鉆具房沖擊鉆具主要最包括沖擊鉆頭芽（沖錐）、鋼逃絲繩接頭（轉喂向裝置）、鋼悶絲繩、抽筒、典撈渣筒和打撈乞工具。1、沖錐恐常見的沖錐有浸一字形、十字晚形和圓形沖錐墨。實際施工時補，應針對地層戲情況和成孔要今求進行選擇。寺目前較多采用排帶圓弧的十字柴形沖錐，如偉圖湯4.3-進3歡所示。為便于近打撈，應在鉆債頭上預設打撈劉環(huán)、打撈杠和茶打撈套。圖4.3-3業(yè)不同土質鉆頭好的參數(shù)可依照劈下表選用：辨不同土質鉆頭中的參數(shù)偽表踢折精旋駱江表謀4.3-1王土焦廳轟質椒α惹（頌o議）誦β裂（斧o化）辦γ甚（拆o浴）識ρ靜（摸o貧）旬黏土、細砂比70造40躺12溝160浙堆積層砂卵石薯80鑒50澤15哲170鄙堅硬漂卵石捉90挨60伐15扎170群沖錐的設計原溜則是：根據(jù)地彈層的特點，在鐵充分發(fā)揮沖擊凡作用的同時，辛兼顧孔壁的圓漏整。根據(jù)近幾冤年的施工經驗五，沖錐的質量蝦可由下式計算控確定：轎m=P×L每/g疑吐挨鬧犁懲魂（辜4.3-馳1液）駱式中鐮：村m覆—妥—逆沖錐質量斗（鐮k戚g或）；慰拳P孟—叉—爹線壓力壯（捕N/經m晨）；待對L催—植—澡沖擊刃腳底刃乞總長度旨（尿m找）。薯g探—愁—參重力加速度勿（腹m/s索2嬌）。壟線壓追力關P摔根據(jù)地層、樁冤孔直徑和沖錐搭類型的不同而或不同。帶圓弧咳十字形沖錐的花線壓力可參見撞下表：行帶圓弧十字形評沖錐刃腳線壓爪力參考稼表俘網命四旅表冶4.3-2樸地拋澤質尼勾情砍港況基線壓力慕（狗N/悶m側）寨地萍晌質頭丹情杜華況痕線壓力搖（宜N/青m內）柳黏土、砂土皆6佳0嫌～涌80折大漂石、卵石狹、硬巖倚10詞0復～薯120范砂礫卵石、軟桌基巖反8占0倆～剪1002、轉向裝置丈轉向裝置又稱浮繩卡或鋼絲繩劇接頭，他的作法用是連接鋼絲驗繩與沖錐在鋼鉤絲繩扭力作用肉下，每沖擊一站次能自動地回條轉一定的角度夕，以形成規(guī)整萌的圓形樁孔。胳轉向裝置的結華構形式主要有陰合金套式、轉厲向套式、轉向漲環(huán)式和繩帽套看式等四種，如掠下圖：圖4.3-43、鋼絲繩畝鋼絲繩是用來湯提升鉆具的。褲在沖擊鉆進過瞞程中，鋼絲繩歉承受周期性變序化的負荷，當姿操作不正常時辱，這種負荷變肺化尤其顯著。丘為減少鋼絲繩狐的磨損，卷筒經或滑輪的最下負直徑與鋼絲繩宜直徑之比不應哄小峰于幫1蟻2猴～伶1逢8挪。丙鋼絲繩應選用捧優(yōu)質、柔軟、水無斷絲者，且愉其安全系數(shù)不洗得小碑于障1案2柴。連接吊環(huán)處蘋的短繩和主繩杰（起吊鋼絲繩暴）的卡扣不得紗少組于朱3監(jiān)個。在鋼絲繩刺與吊環(huán)彎曲處緩應安裝槽型護急鐵（俗稱馬眼膽），以防扭曲驟及磨損。4、撈渣筒押撈渣筒的主要山作用是撈取被用沖擊鉆頭沖碎膠后的孔內鉆渣紋。在適宜地層謀，撈渣筒也可剖直接用來沖擊傘破碎地層并同擋時撈取孔內鉆拐渣使沖擊破碎圍和撈渣兩道工死序結合起來同貨時進行。撈渣劈筒沖擊鉆進適印用于黏性土層候、砂層、礫石素層和部分粒徑序較小的卵石層薄，并能提高鉆很進效率。隆撈渣筒主要由六提梁、管體、咽閥門和管靴等感組成，如下圖瞧：圖4.3-5筆5鼻、打撈裝置及雄打撈工具得在鉆頭上部應間預設打撈杠、材打撈環(huán)或打撈洲套等打撈裝置鈔，以便掉鉆時巡可用打撈夾、胞打撈勾、沖抓鋤錐立即打撈，圣卡鉆時可適用單打撈勾助提，宗如下圖：圖4.3-6朵2.3訂并澆筑混凝土的鬼主要機具姨水下混凝土澆肉筑采用較多的井是導管法，即降將密封連接的遙鋼管作為水下女混凝土的澆筑唱通道。1、導管端導管是澆筑水碰下混凝土的主歪要機具，應具踢有足夠的強度待、剛度和良好莫的密封性。通珍常采用壁甩厚普4直～觸6m昨m大的鋼板卷成或父用無縫鋼管制絮作。導管內徑扛的選擇應根據(jù)因樁徑的大小確葛定。導管灌注例半徑與導管內儉徑、混凝土拌想和物保持流動厚性指標和導管辟埋深有關。一嶺般內徑霧為岡φ援20械0裹～奪φ食300m侄m轟的導管，灌注目半徑扮為遷2膛～端3餅m過，內徑盜為稿φ味30企0道～短φ蒼350m牲m離的導管，灌注另半徑可達呼到歷4渠m塞以上。2、隔水塞蛋隔水塞一般采麗用處C2解0身混凝土制作，鴉要求隔水性能寨良好，能從管設內順利排出。您隔水塞也可以撐用硬木制作成喬球狀，在球的聲直徑處釘上橡閥膠圈，表面涂季上潤滑油脂，盈使球塞下落順映暢。屢2.4逼望清孔設備旬1純、空壓機清孔躁主要設備是空漂壓機，一般選世用風承量洲6稅～拌9m濱3膝/mi鍛n告、風工壓凳0.7MP股a炸的空壓機即可升；出水管通常灘用內蔽徑澆φ農10兵0游～忍φ負150m響m睬左右的鋼管制軋作。越2禽、泥漿循環(huán)法婦排渣、清孔放主要設備是泥維漿泵，泥漿泵綁的選擇一般應值考慮流量、壓眾力、功率等。3施工工藝釀3.1到微沖孔灌注樁工掏藝流程逆沖孔灌注樁工著藝流程如下圖拖：平整場地、平臺搭設平整場地、平臺搭設樁位放樣、復測樁位放樣、復測樁機就位樁機就位護筒加工、埋設護筒加工、埋設泥漿循環(huán)沖鉆孔泥漿循環(huán)沖鉆孔終孔、清孔、成孔驗收終孔、清孔、成孔驗收鋼筋籠制作鋼筋籠制作鋼筋籠安放鋼筋籠安放安放導管安放導管二次清孔二次清孔澆注水下混凝土澆注水下混凝土鑿除樁頭鑿除樁頭檢測檢測聲3.2珠支各巖土層的施窄工要點嫂沖擊鉆進成孔油施工總的原則鑼是根據(jù)地層情槐況，合理選擇咳鉆進技術參數(shù)逮，少松繩（指證長度）、勤松崇繩（指次數(shù)）嶺、勤撈渣。桌施工時，要先渠在孔口埋設護應筒，護筒內徑忘應比沖擊鉆頭塑直徑乒大貍20哈0墾～曠400m焰m軟，然后樁機就頁位蔑,剛使沖錐中心對商準護筒中雞心閑,撲孔壁擠壓密嫌實沙,都直至孔深達護強筒底以蒙下獅3歲～跑4拒m畜后上,殿才可加快速皮度估,糠將錘提高超到嘩1.汪5漸～塔2委m尺以上轉入正?？疀_和擊漢,尺并隨時測定和析控制泥漿密度皂。站1內、人工填石層盤的施工要點蒙一般采泊用秩2軋～盲3酸m典的沖程，由于共人工填石層的零填料顆粒相差漸很大，致使人怕工填石層中孔餡洞有的很大，隔用通常的泥漿性護壁法無法使擺孔內泥漿高程螞保持穩(wěn)定，所疑以首要問題是宿堵住人工填石瞧層的孔洞，常戀用的方法有閣：豐a碎、隨時跟進護蹤筒俘；繭b眼、在沖孔之前降先灌注水下混鑒凝土，是混凝艷土流入人工填雕石層中的空洞立將空洞堵住晉；芬c告、在沖孔的同站時隨時往孔內真填入足量的價軟柏—宵可塑狀淤泥或間可墻塑攜—搏硬塑狀黏性土苦。同時，為了既不發(fā)生斜孔，玻需要控制好泥咬漿相對密度，阿一般宜則為院1.遇2伸～收1.蠻3邊；在此類土層氏中沖孔時應盡迅量減少清渣次醫(yī)數(shù)，盡量使沖攤擊渣擠入填石恭層的孔洞內。奧2休、人工填土或倚塌孔回填重鉆曬的施工要點漸通常采用小梯于李1基m瑞的小沖程反復命沖擊，并在沖?？走^程中經常確向孔內投入黏閃土塊；泥漿密杜度宜控制野在通1.遞3脹～滑1.穗5偵。勿霞在此類巖土層蔥沖孔時，應盡蜂量減少掏渣次棄數(shù)，盡量使沖糠渣擠入孔壁。柳3碼、流承塑六—逼軟塑狀淤泥的扔施工要點倍一般采狡用謙1營m里左右的小沖程累，沖孔時只要粒向孔內泵入清少水即可，遇黏蛋鉆時向孔內添仁加少許碎石塊捷、碎石等外摻禁物。在此類土漿層沖孔往往會籃產生縮徑現(xiàn)象階，所以在成孔譜同時或在成孔竭之后要采用下闊護筒的方法來已保證孔徑符合舞設計及施工規(guī)任范要求。超4折、黏土層的施刃工要點嫂通常采戀用磚1陪～炮2車m般的中小沖程，腐一般只要往孔翻內泵入清水，稍自然造漿浮渣恢、護壁。為防災止黏鉆可投入校碎石塊、碎石豎?？?群、粉砂及細、宋中粗砂層的施裁工要點床通常采詠用蒼2個～認3膊m剖的沖程：由于行細、中粗砂層家屬富含水層故燒泥漿相對密度軟宜控制典在員1.躍3師～愉1.渣5惡；在沖孔過程呼中應經常往孔穿內投入黏土塊咐；為加快施工寸進度，應勤沖宰勤掏渣；掏渣貴可采用泥漿循燒環(huán)法，也可采兆用撈渣法，一親般不宜選用空麥壓機清孔法。娃6蜻、卵石層、碎劑卵石層施工要滅點串通常采效用奶2套～蠶4拳m曠的中高沖程，旁卵石層、碎卵屆石層一般富含拜水層，工程性貧能亦較好，故逮泥漿相對密度澆宜控制萄在階1.爪3捐～帶1.帶5染；為加快施工貍進度，在沖孔必過程中應經常番往孔內投入黏眠土塊，并勤沖救勤掏渣，掏渣稅方法選用泥漿毯循環(huán)法或撈渣鉗法。嘉7儉、通常采纏用菌3閣～普4m濃的高沖程；為等了更好地加快么施工進度又不國至于產生斜孔軍，泥漿相對密第度宜控制揚在也1.堅2濃～浙1.凡3蘋；在基巖中沖尤孔，一般進尺劫50cm犬左右應清渣一封次。清孔方法曲可選用泥漿循灶環(huán)法、撈渣法領，也可選用空張壓機清孔法。3.3清孔問通常采用氣舉鈔放循環(huán)，泵吸漢反循環(huán)，也可圍采用正循環(huán)清伙孔或撈渣法清巖孔。剩3.4其蒙分級鉆進鮮在基巖中施工扛直徑較大的樁航孔，由于設備閉能力所限，一震次成孔往往使庸鉆頭損耗大、混作業(yè)時間長、她鉆進效率宰低融,已因此需用分成頁二級或更多級附進行擴孔鉆進后。踩如分三級鉆進落，則第一級成脆孔面積約占總跨斷面積竄的躁40坑%催～陡50現(xiàn)%著，第二級成孔金面積約占總斷果面積偽的嫁25叫%碑～酬35幼%寨，第三級成孔否面積一般占總轎斷面積觀的顯15銅%痛～務25麗%僑。喊如分二級鉆進訓，則第一級成源孔面積占總斷導面積正的埋60鐵%攤～因80昆%脹，第二級零為鑒20求%呈～弟40抹%踏。鹽3.5愉孕樁孔質量檢測1、孔徑檢測塌為保證成孔樁斧徑滿足設計樁塘徑要求，每鉆掛進輪4獎～昂5肢m譜應檢孔一次，急在更換鉆頭前帥或容易縮徑處毫，均應檢孔；外在樁孔成孔后五，在鋼筋籠之循前必須進行樁辨孔檢測。檢孔累器可用鋼筋焊渣制，直徑與設極計樁徑相同，霸長度一般取直葛徑毛的壩3狼～躬4濕倍。檢測時，躬將檢孔器吊起閑，使籠的中心疾、孔的中心與刷起吊鋼絲繩保強持一致，慢慢惰放入孔繁內，上下暢通汁無阻表明孔徑弓大于設計孔徑卸；若中途遇阻爬則有可能在遇鋪阻部位有縮徑漂或孔斜現(xiàn)象，喉應采取措施予緊以消除。紛2物、孔深和孔底悶沉渣檢測端孔深和孔底沉關渣采用標準錘夕檢測。打3捐、樁孔垂直度棍檢測舒垂直度一般檢蠅測方法為：在逢孔口沿鉆孔直科徑方向設一標汗尺，標尺中點渴與樁孔中心吻聯(lián)合，量出鋼絲燈繩至標尺中點峽距讓離算H崗；沖錐自孔口哈慢慢沉至孔底英，讀取沖錐中頸心（即鋼絲繩利中心）的偏萬距臂e諒，再根閘據(jù)樂tan漢栽α黨=e/H暑蛛求得孔斜值。溪該方法簡便、似可行，但精度賤較低。4、樁位檢測套復測樁位時，貞樁位測點應選秩在新鮮樁頭面摔的中心點，然足后測量該點偏互移設計樁位的蕩距離。測量儀水器應選用精密介經緯儀或紅外美測距儀。里4增緒施工注意事項梨沖擊鉆進應遵柄守以下一般規(guī)棗定：毅1尿、應控制鋼絲秘繩放松量，勤正放少放，防止兔鋼絲因放松過遲多而減少沖程真；放松過少則殃不能有效沖擊幕，而形排成堂“堵打空除錘奴”況，損壞沖擊機概具。事2偶、用卷揚機施隙工時，應在鋼川絲繩上做記號嘴控制沖程。沖濃擊鉆頭到底后留要及時收繩提昆起沖擊鉆頭，埋防止鋼絲繩纏判卷沖擊鉆具或料反纏卷筒。暑3窮、必須保證泥逆漿補給，保持誤孔內漿面穩(wěn)定閥：護筒埋設較播淺或表土層土繭層較差者，護穗筒內泥漿水頭亦不宜過大；在幟沖擊鉆進階段臘應注意始終保此持孔內水位超委過護筒底口疫0.5m貢以上，以免由拆于水位升跌波扛動造成對護筒抽底口處的沖刷謠，同時孔內水旱位高度應大于延地