沖孔灌注樁施工工藝

沖孔灌注樁施工工藝沖孔灌注樁施工是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工程，需要嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行施工。施工工藝原理是通過沖錘自由落體的沖擊能量沖擊打碎土層或巖石，并通過泥漿循環(huán)出碴達(dá)到進(jìn)尺成孔的目的。施工需要使用多種機(jī)械設(shè)備，包括挖掘機(jī)、汽車吊、沖孔樁機(jī)、泥漿泵、電焊機(jī)等，配合樁基施工，移機(jī)、安裝鋼筋籠，沖孔樁施工，泥漿循環(huán)等。勞動力需求主要包括沖樁工、鋼筋工及其他配套工種，根據(jù)施工機(jī)械的配備數(shù)量進(jìn)行配置。材料供應(yīng)需要按提前預(yù)算和抽出的小樣，做出備料計(jì)劃，選擇多家供應(yīng)商，根據(jù)現(xiàn)場施工進(jìn)度分批量進(jìn)場，對可能短缺的材料及時采取措施。工藝流程包括測量放線定樁位、循環(huán)系統(tǒng)布置開沖前準(zhǔn)備埋設(shè)護(hù)筒、樁機(jī)就位較正、泥漿配制正循環(huán)沖進(jìn)成孔、正循環(huán)清孔繼續(xù)沖進(jìn)成孔換漿、漿渣外運(yùn)、正循環(huán)二次清孔終孔驗(yàn)收、樁機(jī)移位、砼墊塊制作鋼筋籠吊安鋼筋籠及壓漿管制。施工現(xiàn)場需要注意材料堆放使用管理，按公司《施工現(xiàn)場器材管理規(guī)定》執(zhí)行。在沖孔灌注樁施工過程中，首先要處理好泥漿以保持現(xiàn)場整潔有序。為此，必須先設(shè)漿池和漿溝，并準(zhǔn)備足夠的泥漿車進(jìn)行外運(yùn)處理，以保證混凝土澆筑時泥漿的排放和場地地基的穩(wěn)定。在沖孔灌注樁成孔時，需要采用孔口護(hù)筒，護(hù)筒的埋設(shè)應(yīng)準(zhǔn)確牢固，用4～8mm鋼板制作，內(nèi)徑大于沖錘頭直徑200mm，上部開設(shè)1個溢漿孔。護(hù)筒的埋設(shè)深度在粘性土中不宜小于1.0m，在砂土中不宜小于1.5m，高度應(yīng)滿足孔內(nèi)泥漿面高度的要求。對于受水位漲落影響或水下施工的沖孔樁，護(hù)筒應(yīng)加高加深，必要時應(yīng)打入不透水層。在施工過程中，需要立好機(jī)架并調(diào)整和安設(shè)好起吊系統(tǒng)，將沖錘吊起，徐徐放進(jìn)護(hù)筒內(nèi)。沖擊鉆應(yīng)對準(zhǔn)護(hù)筒中心，偏差不大于±20mm。在開孔階段，沖孔進(jìn)度不宜太快，一般控制每小時進(jìn)尺在1米以內(nèi)，相應(yīng)地提錘高度要小，沖擊次數(shù)要多。這樣可以使孔壁逐漸受水平力的擠壓而密實(shí)，避免產(chǎn)生坍孔。在正常沖孔階段，提錘高度可增至1.5～2米以上，泥漿濃度相應(yīng)降低，大致在1.5以下。沖孔進(jìn)尺每小時為1～1.5米左右，有時更多一些。對于沖打巖層，需要注意巖層表面的高低不平或傾斜面，以便進(jìn)行正確的沖孔。最后，灌注設(shè)備就位下入灌注導(dǎo)管，進(jìn)行正循環(huán)三次清孔孔底沉渣檢驗(yàn)。完成試件制作和養(yǎng)護(hù)后，進(jìn)行砼灌注砼配制。灌注設(shè)備退位后，進(jìn)行起拔護(hù)筒和回填清場漿渣外運(yùn)等工作。在進(jìn)行沖孔接觸巖層時，需要特別謹(jǐn)慎，因?yàn)檫@時最容易產(chǎn)生偏孔。為了防止偏孔，通常會向孔底拋擲直徑20～30厘米的片石，將巖層斜面和高低不平之處嵌補(bǔ)填平。然后通過繃緊繩子低錘快打，造成一個較緊密的平臺，以承托沖錘，均勻受力。但是需要注意，巖層傾斜突出部分在沖平以前，不能提高錘。待巖層基本上打平后，方可高錘猛打，加快沖孔進(jìn)度。在沖進(jìn)巖層后，泥漿濃度應(yīng)該降到1.2左右，以減少阻力和粘錘的情況。但是不能太小，否則石渣浮不上來，泛渣困難。在下鋼筋籠的過程中，鋼筋籠制作必須嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)驗(yàn)收規(guī)范和按圖施工。制作完成后必須進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收，經(jīng)驗(yàn)收合格后即進(jìn)行吊裝。為滿足鋼筋籠的砼保護(hù)層達(dá)到設(shè)計(jì)要求，鋼筋籠每隔2m處設(shè)置6cm高的護(hù)層措施。鋼筋籠長度小于10米時可采用樁機(jī)吊裝，長度大于10米時使用吊機(jī)進(jìn)行吊裝就位。在吊放鋼筋籠入孔時，需要保持垂直，輕放、慢放入孔。若遇阻礙應(yīng)停止下放，查明原因進(jìn)行處理，嚴(yán)禁高提猛落和強(qiáng)制下入。下放鋼筋籠時，需要有技術(shù)人員在場，使用4根φ16吊筋以控制鋼筋籠的樁頂標(biāo)高。安裝鋼筋籠完畢到灌注混凝土?xí)r間間隔不應(yīng)大于4小時。在樁孔成孔滿足要求后，需要用優(yōu)質(zhì)泥漿對樁孔進(jìn)行清孔換漿，排除樁孔中的泥渣，以降低泥漿比重及砂率，確保樁身砼的灌注質(zhì)量。在成孔過程中通過泥漿的循環(huán)換漿，已將大部分泥碴排出孔外。每根樁終孔驗(yàn)收后，必須使用泥漿指標(biāo)檢測儀器檢測樁孔底部的泥漿指標(biāo)參數(shù)，包括泥漿比重、砂率、粘度等三項(xiàng)泥漿指標(biāo)。這可以確保泥漿指標(biāo)符合質(zhì)量要求，并記錄好泥漿檢測結(jié)果。在安裝鋼筋籠之前，泥漿指標(biāo)參數(shù)的控制標(biāo)準(zhǔn)為：比重應(yīng)介于1.15～1.25間，含砂率≤8%，粘度22～28S。灌注水下混凝土之前，需要再次測量孔底沉渣厚度，因?yàn)榘惭b鋼筋籠及導(dǎo)管一般需要約一個小時。如果沉渣厚度小于50mm（抗拔樁為200mm），則可以灌注砼。否則必須進(jìn)行二次清孔。水下砼需要具備良好的和易性，配合比應(yīng)通過試驗(yàn)確定，坍落度宜為180～220㎜。為保證水下砼具有良好的和易性，需選用性能較好的水泥，選用適當(dāng)粒徑的碎石，并摻入適當(dāng)?shù)耐饧觿┨岣唔诺暮鸵仔约傲鲃有?，延長初凝時間和終凝時間，使之適應(yīng)水下砼澆搗的工藝要求。為防止砼被腐蝕，還需要在砼中摻入BC-502復(fù)合氨基醇阻銹劑，摻量為8kg/m3。本工程主要采用預(yù)拌商品砼，開工前需要聯(lián)系好預(yù)拌砼的供應(yīng)商，并進(jìn)行砼配合比設(shè)計(jì)及試配工作，安排好運(yùn)輸路線，制定好有關(guān)措施。采用250導(dǎo)管，導(dǎo)管壁厚3mm，導(dǎo)管底部分節(jié)長度不少于4m。開塞時導(dǎo)管底離孔底300～500mm，導(dǎo)管頂部安裝砼漏斗，使用砼隔水塞，隔水塞上部墊一塊橡皮，確保砼與水隔離，采用漏砍球法開塞。導(dǎo)管及漏斗吊在沖樁機(jī)上，隨著砼面的升高而適度提升。擬采用兩種開塞方式：（1）攪拌車（或汽車砼泵）直接灌注方式：對于樁位場地比較寬敞的樁孔，在鋪設(shè)好場地道路的基礎(chǔ)上，將砼攪拌車開至樁孔位置，直接將砼卸入砼漏斗中，待砼漏斗裝滿一斗砼后開塞，并讓攪拌車的砼連續(xù)灌入漏斗中，滿足開塞時的埋管深度要求。攪拌機(jī)無法到達(dá)的樁位，采用汽車泵灌注。（2）挖掘機(jī)（或吊車）吊斗灌注方式：對于樁位場地比較狹窄、攪拌車無法到達(dá)的樁孔，則采用挖掘機(jī)（或吊車）吊斗灌注方式，即用吊斗將砼一斗一斗的灌入漏斗中。開塞時，先使砼漏斗裝滿一斗砼，再用吊斗準(zhǔn)備好一斗砼在漏斗上，開塞后即刻將吊斗中的砼卸入漏斗中，以使兩斗砼連續(xù)灌入樁孔。水下灌注工藝要求嚴(yán)格，必須進(jìn)行砼埋管深度計(jì)算，確保砼灌注高度不小于800mm，使砼導(dǎo)管底端離樁孔底部300mm，以確保埋管深度不小于500mm。在連續(xù)灌入砼時，必須嚴(yán)格控制埋管深度在2~6m范圍內(nèi)，嚴(yán)禁導(dǎo)管拔空，并隨著砼面上升到一定高度提升導(dǎo)管并拆管以防止導(dǎo)管埋管過深。在水下砼灌注過程中，需要一個專門負(fù)責(zé)水下砼灌注過程以及導(dǎo)管提升、拆除等工作的技術(shù)人員，并記錄水下砼灌注過程。為保證樁身砼質(zhì)量，砼面到達(dá)設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高后，需要留置800mm的超澆浮漿層。每根沖孔樁在水下砼灌注過程中，每50M3砼隨機(jī)抽樣做一組砼抗壓強(qiáng)度試塊，并且每根樁留置不少于一組的試塊；每車砼隨機(jī)抽樣測量一次砼塌落度并作記錄。在灌注樁后注漿的施工工藝流程中，需要進(jìn)行準(zhǔn)備工作，制作管閥，進(jìn)行灌注樁施工（壓漿導(dǎo)管埋設(shè)），選型壓漿設(shè)備及加筋軟管，與樁身壓漿管連接安裝，打開排氣閥并開泵放氣調(diào)試，按設(shè)計(jì)水灰比拌制水泥漿，關(guān)閉排氣閥壓清水，開塞，將水泥漿經(jīng)過過濾至儲存桶，待壓漿管通暢后壓注水泥漿液。在樁檢測過程中，需要安裝漿液攪拌器、帶濾網(wǎng)的貯漿斗、壓漿泵、壓力表、高壓膠管、預(yù)埋在樁中的壓漿導(dǎo)管和單向閥等組成壓漿系統(tǒng)。壓漿泵一般采用額定壓力6-12MPA，額定流量30-100L/min的高壓泵，并且考慮到壓漿過程中流量和壓力調(diào)整的方便，工程中常采用流量及壓力可調(diào)整的高壓泵。在漿液制備過程中，需要確保漿液攪拌器的容量與額定壓漿量相匹配，攪拌器漿液出口應(yīng)設(shè)置水泥漿濾網(wǎng)，避免水泥團(tuán)進(jìn)入貯漿筒后吸入壓漿導(dǎo)管內(nèi)而造成堵管或爆管事件。輸漿軟管與壓漿管之間設(shè)置泄壓閥，以確保安全。為了制備后壓漿技術(shù)所需的水泥漿液，我們采用與灌注樁水泥同強(qiáng)度等級的普通硅酸鹽水泥和清水混合，水灰比一般為0.45-0.6，具體根據(jù)壓漿情況適時調(diào)整。在施工前，我們需要進(jìn)行試壓漿以確定漿液水灰比、壓漿壓力和壓漿量等工藝參數(shù)。在拌制水泥漿液時，水灰比應(yīng)適中，以便根據(jù)壓漿情況上下調(diào)整。施工時，我們通過試壓漿攪拌水泥漿液來確定不同水灰比漿液的容量，并在攪拌筒的外側(cè)壁標(biāo)示出相應(yīng)的刻度。在攪拌時，我們先放入比現(xiàn)場所需刻度稍低的清水，然后加入水泥攪拌均勻，根據(jù)現(xiàn)場壓漿情況確定所需要的水灰比再加水?dāng)嚢杈鶆?，過濾后可放入儲漿筒以備壓漿，漿液在儲漿筒內(nèi)應(yīng)不停攪拌，避免漿液長時間靜置而沉淀。在進(jìn)行壓漿前，我們需要用壓力清水開塞，開塞的時機(jī)為成樁2-7天后，采用逐步升壓法進(jìn)行開塞，當(dāng)壓力驟降，流量突增時，表明通道已經(jīng)開通，立即停機(jī)，防止大量水涌入地下。開塞后立即進(jìn)行壓漿，原則上開一管注一管，不允許普遍開塞。壓漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，壓力采用由小到大逐級增加的原則。在進(jìn)行后壓漿技術(shù)的施工時，我們需要注意壓漿管的管徑應(yīng)采用>25管壁厚度>2.5的焊接鋼管，管閥與壓漿管焊接連接。壓漿管應(yīng)沿鋼筋籠圓周對稱設(shè)置，壓漿管的根數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)要求及樁徑大小確定。在進(jìn)行樁底壓漿時，管閥底端進(jìn)入樁端土層的深度應(yīng)根據(jù)樁端土層的類別確定，持力層過硬時可適當(dāng)減小，持力層較軟弱及孔底沉渣較厚時可適當(dāng)加深。一般管閥進(jìn)入樁端土層的深度為粘性土、粘土、砂土≥200mm，碎石土、風(fēng)化巖≥100mm。為確保管閥順利進(jìn)入樁底持力層，在安裝過程中，應(yīng)超出引導(dǎo)壓漿鋼筋籠底端一定長度。超出長度應(yīng)根據(jù)土層類別或設(shè)計(jì)確定，以保證管閥進(jìn)入土層長度符合要求。此外，還需采取措施防止鋼管在安裝過程中發(fā)生扭曲，如壓漿管與鋼筋籠加勁箍和螺旋筋焊接或綁扎固定。壓漿管連接時應(yīng)牢固和密封，不漏水，上端用絲堵封口，避免雜物落入管內(nèi)造成堵管。在吊放鋼筋籠過程中，嚴(yán)禁撞籠、扭籠、墩籠，鋼筋籠應(yīng)豎直緩慢下放。進(jìn)入持力層后，鋼筋籠不得扭動，以免管閥在進(jìn)入土層時受到損壞。管閥采用與壓漿管同材料制作，長30cm，其中小孔噴射段20cm。在管壁上均勻鉆10mm孔，噴射段小孔用環(huán)形橡皮由上而下逐層搭接封閉密實(shí)，最后在外面包裹一層橡皮，上下用鐵絲扎緊。在水泥漿配制前，應(yīng)先根據(jù)試驗(yàn)按攪拌筒上對應(yīng)刻度確定出一定水灰比的水泥漿液。在正式攪拌前，將一定水灰比水泥漿液的對應(yīng)刻度在攪拌機(jī)筒外壁上作出標(biāo)記。配制水泥漿液時，先在攪拌機(jī)內(nèi)加一定量的水，然后邊攪拌邊加入定量水泥，根據(jù)水灰比再補(bǔ)加水，水泥漿攪拌好后達(dá)到對應(yīng)刻度。攪拌時間不少于3分鐘，漿液中不得混有水泥結(jié)石、水泥袋等雜物。水泥漿攪拌好后，過濾后放入貯漿筒，水泥在儲漿筒內(nèi)也保證不斷攪拌。在進(jìn)行正式壓漿作業(yè)之前，應(yīng)進(jìn)行試壓漿，對漿液水灰比、壓漿壓力、壓漿量等工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，最終確定工藝參數(shù)。在壓漿過程中，嚴(yán)格控制單位時間內(nèi)水泥漿注入量和壓漿壓力。壓漿速度一般控制在30-50L/MIN。壓漿量和壓漿終止壓力根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算。可使用下列公式計(jì)算壓漿量：樁底壓漿水泥用量：GQ=π（h.t.d+￡.na.d3）。其中，樁底單壓漿時，h可取10-20m，樁側(cè)為細(xì)粒土?xí)r取高值，為粗粒土?xí)r取低值；t可取0.01~0.03m，樁側(cè)為細(xì)粒土及正循環(huán)成孔取高值，粗粒土及反循環(huán)成孔取低值；n0為樁底土的天然孔隙率，n0=e0/（1+e0），e0為天然孔隙比；￡為水泥充填率，對于細(xì)粒土取0.2-0.3，對于粗粒土取0.5-0.7。壓漿壓力的確定可以通過試壓漿或計(jì)算得出。計(jì)算公式為pg=pw+￡x∑γihi，其中pg為泵壓，pW為樁側(cè)、樁底壓漿處的靜水壓力，γi和hi分別為壓漿點(diǎn)以上第i層土有效重度和厚度，￡x為壓漿阻力經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，與土層類別、飽和度、密實(shí)度、漿液稠度、成樁時間、輸漿管長度等有關(guān)。不同土層類別的￡x取值見下表。土層類別￡x軟土1.0~1.5飽和粘性土、非飽和粘性土、中粗砂、粉土、粉細(xì)沙粉土、粉細(xì)沙礫卵石1.5~2.020~401.2~3.0風(fēng)化巖10~40當(dāng)土的密實(shí)度高、漿液水灰比小、輸漿管長度大、成樁間歇時間長時，￡x取高值。被壓漿樁離正在成孔樁作業(yè)點(diǎn)的距離應(yīng)不小于10d（d為樁直徑）。樁底壓漿應(yīng)對兩根壓漿管實(shí)施等量壓漿，對于群樁壓漿，應(yīng)先外圍，后內(nèi)部。在壓漿過程中，如果出現(xiàn)以下情況之一，應(yīng)改為間歇壓漿，間歇時間為30~180min。間歇壓漿可適當(dāng)降低水灰比，間歇時間超過60min時，應(yīng)用清水清洗壓漿管和管閥，以保證后續(xù)壓漿能正常進(jìn)行。壓漿壓力長時間低于正常值；地面出現(xiàn)冒漿或周圍樁孔串漿。壓漿過程采用“雙控”的方法進(jìn)行控制。壓漿終止條件為：壓漿總量和壓漿壓力均達(dá)到設(shè)計(jì)要求；壓漿總量已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)值的70%，且壓漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值并維持5min以上；壓漿總量已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)值的70%，且樁頂或地面出現(xiàn)明顯上抬。樁體上抬不得超過2mm。壓漿作業(yè)過程記錄應(yīng)完整，并經(jīng)常對后壓漿的各項(xiàng)工藝參數(shù)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)異常情況時，應(yīng)立即查明原因，采取措施后繼續(xù)壓漿。在壓漿作業(yè)中，應(yīng)采取措施防止爆管、甩管、防漏電等安全措施。前臺觀測人員與后臺開泵人員分工明確，并保持密切聯(lián)系，及時處理灌漿過程中的意外情況。壓漿泵壓力表應(yīng)定期檢定。水泥漿液中可根據(jù)實(shí)際需要摻加外加劑。施工過程中，應(yīng)采取措施防止粉塵污染環(huán)境。成樁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合JGJ94《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》的相應(yīng)規(guī)定，采用此規(guī)范相應(yīng)條款進(jìn)行驗(yàn)收。2.在后注漿施工過程中，需要經(jīng)常檢查后注漿的各項(xiàng)工藝參數(shù)。水灰比采用現(xiàn)場抽查的方式，根據(jù)攪拌筒上的刻度進(jìn)行計(jì)量。壓漿壓力采取跟蹤檢查壓力表的形式，如果發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)采取相應(yīng)措施。3.工程完工后，應(yīng)按照現(xiàn)行JGJ94《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行單樁豎向承載力及樁身完整性檢驗(yàn)。承載力檢驗(yàn)應(yīng)在注漿后20D后進(jìn)行，漿液中摻入早強(qiáng)劑時可提前進(jìn)行。4.如果注漿量等施工主要參數(shù)達(dá)不到試樁的相應(yīng)值時，需要征求設(shè)計(jì)單位的處理意見進(jìn)行施工處理。5.后注漿施工完成后，需要提供材質(zhì)檢驗(yàn)報(bào)告、壓漿設(shè)備性能資料、試壓漿記錄、設(shè)計(jì)工藝參數(shù)、后注漿作業(yè)記錄、后注漿樁檢驗(yàn)及特殊情況處理記錄等資料。7.在使用本工法進(jìn)行灌注樁后壓漿施工時，需要嚴(yán)格遵守安全生產(chǎn)六大紀(jì)律和國家及各有關(guān)部門關(guān)于安全生產(chǎn)的各項(xiàng)規(guī)章制度。設(shè)備安裝時需要指派專人負(fù)責(zé)安全監(jiān)督指導(dǎo)，非工作人員嚴(yán)禁進(jìn)入施工現(xiàn)場。配電箱、機(jī)電設(shè)備應(yīng)有接地裝