微型樁施工技術(shù)

微型樁施工技術(shù)摘要：本文結(jié)合項(xiàng)目微型樁施工實(shí)例，具體介紹了微型樁施工的全過程,對(duì)微型樁施工工藝和難點(diǎn)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的闡明和探討。核心詞：微型樁，施工工藝1前言1.1微型樁介紹微型樁直徑普通在150mm～300mm，但能夠達(dá)成較大的深度。30年代由意大利首創(chuàng)，美國于40年代開始使用微型樁，發(fā)展十分快速。我國于1981年開始研究，1985年在上海第一次使用。相比較而言微型樁含有下列優(yōu)點(diǎn)：1)承載力高;2)沉降量小;3)所需施工場(chǎng)地較小;4)對(duì)原有地基基礎(chǔ)及相鄰建筑物基礎(chǔ)影響較小;5)能穿透多個(gè)障礙物，合用于不同的地質(zhì)條件;1.2微型樁加固基礎(chǔ)原理1)由于微型樁采用壓力注漿，部分漿液在壓力作用下滲入樁周土體或巖縫中，將樁周土體及巖體與微型樁有效的聯(lián)結(jié)在一起，大大提高了樁身側(cè)摩阻力和樁端阻力，進(jìn)而形成整體性好、穩(wěn)定性高和含有極高強(qiáng)度的樁基礎(chǔ)，并且根據(jù)本項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)狀況，全部微型樁均坐落支撐于巖層之上，進(jìn)一步提高了其安全工作荷載。2）微型樁沉將量很?。河捎跇吨芡馏w及巖體的固結(jié)，使樁周及樁端的土體和巖體壓縮變形大大減?。粯渡淼膹椥宰冃卧谥苓呁馏w及巖體的綜合作用下也有很大程度的減小。3）由于樁徑小，因而對(duì)原有的土體及巖體構(gòu)造產(chǎn)生的影響很小，產(chǎn)生的附加應(yīng)力能夠無視不計(jì)，在不損害原有土體構(gòu)造的狀況下進(jìn)一步加強(qiáng)地基承載力。4）在進(jìn)行微型樁壓力注漿時(shí)，預(yù)留樁頭與基礎(chǔ)混凝土一起澆筑，進(jìn)一步確保了上部構(gòu)造的荷載可靠地傳遞到微型樁上，提高構(gòu)造承載力及安全性。2工程項(xiàng)目介紹本項(xiàng)目涉及6座橋梁，其基礎(chǔ)全部設(shè)計(jì)為微型樁基礎(chǔ)：樁徑220mm，樁長(zhǎng)10m，設(shè)計(jì)微型樁數(shù)量為561顆（累計(jì)5610m），樁身材料設(shè)計(jì)為水泥漿，采用壓力注漿成樁。2.1現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件見表-1：表-1深度范疇（m） 1-3 3-6 6-10土質(zhì)類別 礫石土或中密頁巖 中密頁巖或碎石夾層 堅(jiān)實(shí)的花崗巖2.2現(xiàn)場(chǎng)水文條件：6座橋梁均位于季節(jié)性河流中，地下水位高且水量大，地表下列2m處便存在地下水。2.3施工難點(diǎn)1）地質(zhì)條件復(fù)雜，地下存有孤石且下層石質(zhì)堅(jiān)硬，為鉆進(jìn)增加難度。2）地下水位高且水量大，樁徑又小，增加了注漿施工難度。3施工方案的擬定及鉆機(jī)配備3.1施工方案：1）微型樁成孔采用YG-80型氣壓式正反循環(huán)鉆機(jī)，配套AtlasXAMS1026Cd空壓機(jī)一臺(tái)為鉆機(jī)提供鉆進(jìn)動(dòng)力。2）微型樁清孔采用高壓風(fēng)噴射清孔法，用上述型號(hào)空壓機(jī)配以風(fēng)管來實(shí)施。3）微型樁灌注采用壓力注漿機(jī)來完畢，其配套有砂漿攪拌機(jī)一臺(tái)及自制水泥漿壓漿管。3.2鉆機(jī)配備1）鉆機(jī)介紹：按最后擬定的施工方案，我們選用了由無錫雙帆鉆鑿設(shè)備有限公司生產(chǎn)的YG-80型動(dòng)力頭式鉆機(jī)。該設(shè)備鉆進(jìn)鉆孔速度快，鉆進(jìn)效率高；施工時(shí)對(duì)孔位快捷方便；分體式構(gòu)造，安裝拆卸比較方便，轉(zhuǎn)場(chǎng)快速；2）該鉆機(jī)重要技術(shù)性能參數(shù)：鉆孔深度：80-100m鉆孔直徑：Φ130-Φ220mm鉆孔傾角：0°-120°動(dòng)力頭最大起拔力：45KN動(dòng)力頭最大給進(jìn)力：30KN主機(jī)外形尺寸：3.4mx1mx1.5m鉆機(jī)質(zhì)量：1700kg下圖為該型鉆機(jī)外觀圖：YG-80型鉆機(jī)4施工工藝介紹4.1施工準(zhǔn)備：1）鉆機(jī)的拼裝調(diào)試：按照廠家提供的闡明書進(jìn)行鉆機(jī)的拼裝并試運(yùn)行，確保鉆機(jī)能夠正常作業(yè)。2）現(xiàn)場(chǎng)的平整：平整、壓實(shí)鉆機(jī)作業(yè)場(chǎng)地，去除作業(yè)場(chǎng)地內(nèi)多個(gè)障礙物，確保鉆機(jī)作業(yè)場(chǎng)地及其它配套機(jī)械及車輛的作業(yè)空間。3）技術(shù)準(zhǔn)備：對(duì)各微型樁樁位坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算并復(fù)核，確保樁位的精確測(cè)設(shè)；水泥漿配合比設(shè)計(jì)等技術(shù)準(zhǔn)備。4.2樁位測(cè)設(shè)：采用全站儀對(duì)樁位進(jìn)行精擬定位，并設(shè)護(hù)樁，對(duì)各測(cè)設(shè)點(diǎn)進(jìn)行明確標(biāo)示，提高施工的精度和精確度。4.3鉆機(jī)定位：鉆機(jī)的定位必須精確、安裝必須牢固，要確保在鉆機(jī)就位后鉆桿軸線與樁軸線位于同始終線上；在鉆進(jìn)過程中鉆機(jī)不會(huì)發(fā)生位移、沉降等。1）因YG-80型鉆機(jī)體積小、質(zhì)量輕，在施工中由于沖擊作用極易發(fā)生晃動(dòng)和位移，因此我們又另外加工了一套鉆機(jī)底座，并用螺栓將其與鉆機(jī)固定在一起來增加鉆機(jī)的穩(wěn)定性，以下圖所示：在鉆機(jī)就位后，用測(cè)量?jī)x器復(fù)核鉆機(jī)水平及桅桿垂直度與否符合規(guī)定，檢查鉆桿軸線與否與樁孔中心線重疊，確認(rèn)無誤后，再用鋼釬將鉆機(jī)底座四角固定于地基上，再用預(yù)先準(zhǔn)備好的砂袋碼放在鉆機(jī)底座上作為配重，增加鉆機(jī)施工過程中的穩(wěn)定性。2）在早期施工過程中，我們采用先施工樁基再施工基礎(chǔ)墊層的施工方案，由于基坑不平整，鉆機(jī)調(diào)平比較困難，且在鉆機(jī)轉(zhuǎn)移時(shí)需一臺(tái)吊車配合進(jìn)行，施工進(jìn)度較慢，并且鉆機(jī)在鉆進(jìn)過程中很容易發(fā)生位移、沉降現(xiàn)象；為解決上述問題，我們及時(shí)調(diào)節(jié)了施工方案：先施工基礎(chǔ)墊層再施工微型樁，使得鉆機(jī)的移動(dòng)、就位以及調(diào)平作業(yè)大大簡(jiǎn)化，并且更加容易加固，大大提高了鉆機(jī)穩(wěn)定性及施工效率。4.4鉆進(jìn)1）由于YG-80型鉆機(jī)體型小，在開鉆時(shí)易低速小風(fēng)壓鉆進(jìn)（否則鉆機(jī)可能由于過大的沖擊反力而顛覆），待鉆頭全部進(jìn)入地層后方可加速鉆進(jìn)。2）在鉆進(jìn)過程中及時(shí)取樣，注意地層變化，及時(shí)調(diào)節(jié)鉆進(jìn)速度和高壓風(fēng)值：若采用高鉆速大風(fēng)壓，即使鉆進(jìn)速度快，但鉆機(jī)晃動(dòng)大，鉆頭、沖擊器及變速箱等部件極易受到損壞，并且鉆桿很容易折斷；若用低鉆速小風(fēng)壓，鉆渣不易吹凈；在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作中，普通采用0.8-1Mpa的風(fēng)壓即可確保鉆進(jìn)速度且確保施工質(zhì)量及安全。3）碎石夾層的解決：當(dāng)碰到碎石夾層時(shí)，及時(shí)減少鉆速，并重復(fù)沖擊，高壓風(fēng)重復(fù)沖射，避免由孔壁掉落的碎石淤積在鉆頭上造成卡鉆；若發(fā)生卡鉆現(xiàn)象：上下重復(fù)提高、活動(dòng)鉆頭，并輔以高壓風(fēng)，慢慢將卡在鉆頭上部的碎石打碎吹出，再提出鉆頭，不可強(qiáng)行將鉆頭提出，這樣很容易損壞鉆頭、鉆桿。4）由于地下水位高，水量大，在施工過程中我們采用了下列排水及應(yīng)急方法：i)在施工前，在基礎(chǔ)周邊做好排水設(shè)施的修建，及時(shí)將施工過程中排出的地下水疏導(dǎo)至基坑范疇外以免影響鉆進(jìn)作業(yè)。ii)根據(jù)地下水流向在地下水的上游沿基坑邊線用鉆機(jī)打2-3個(gè)抽水孔，根據(jù)井點(diǎn)降水的原理用水泵不間斷的排水，減少地下水位。iii)在地下水位高的區(qū)域進(jìn)行鉆孔樁施工時(shí)采用低速小風(fēng)壓鉆進(jìn)，減小鉆機(jī)沖擊對(duì)孔壁的擾動(dòng)。iv)若發(fā)生塌孔現(xiàn)象，可將鉆頭緩緩提出孔外，并根據(jù)塌孔嚴(yán)重程度回填卵石或灌漿固化，重新鉆進(jìn)。5)單節(jié)鉆桿原則長(zhǎng)度為2m，在鉆進(jìn)過程中，現(xiàn)在節(jié)鉆桿快壓入孔內(nèi)時(shí)，停止鉆進(jìn)，開動(dòng)卡管器卡緊現(xiàn)在鉆桿，然后反向驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭，將現(xiàn)在鉆桿與鉆機(jī)分離，人工抬起下節(jié)鉆桿與現(xiàn)在鉆桿對(duì)位對(duì)的后予以牢固連接，然后落下動(dòng)力頭并正向旋轉(zhuǎn)使之與鉆桿連接，連接完畢后繼續(xù)鉆進(jìn)作業(yè)。6)鉆進(jìn)過程中，設(shè)專人及時(shí)清理因鉆進(jìn)產(chǎn)生的廢渣，以免影響場(chǎng)地內(nèi)正常作業(yè)。7)在即將成孔時(shí)，減少鉆進(jìn)速度，緩慢進(jìn)尺，嚴(yán)格控制鉆進(jìn)深度，達(dá)成設(shè)計(jì)深度時(shí)，停止向下鉆進(jìn)。8)在鉆進(jìn)深度達(dá)成設(shè)計(jì)規(guī)定后，鉆機(jī)停止向下進(jìn)尺，但繼續(xù)給壓，方便將孔內(nèi)多個(gè)雜物用高壓風(fēng)清理出樁孔外。9)上述作業(yè)完畢后，提高鉆桿，并逐節(jié)拆除，轉(zhuǎn)移鉆機(jī)準(zhǔn)備下一種樁的鉆進(jìn)。4.5成孔檢查：在鉆進(jìn)作業(yè)結(jié)束后，檢查孔徑（不不大于設(shè)計(jì)樁徑）、孔深（不不大于設(shè)計(jì)深度）、垂直度、孔底虛渣厚度等符合設(shè)計(jì)及規(guī)范規(guī)定后方可進(jìn)入下道工序。4.6清孔：若孔底虛渣過厚，用風(fēng)壓機(jī)連接自制風(fēng)管插入孔底進(jìn)行清孔直至虛渣厚度符合規(guī)定。在清孔完畢灌樁之前，用砂袋或其它遮擋物將樁孔嚴(yán)密覆蓋，避免雜物落入樁孔內(nèi)。4.7鋼筋籠的安放：鋼筋籠根據(jù)鉆樁進(jìn)度提前在現(xiàn)場(chǎng)綁扎成型，由吊車配合人工進(jìn)行鋼筋籠的安放。為避免鋼筋籠在下放過程中碰掛到孔壁，在吊車吊起鋼筋籠并對(duì)位精確下放過程中，人工應(yīng)配合扶穩(wěn)鋼筋籠豎直下放。若鋼筋籠碰掛到孔壁難下列落，應(yīng)用吊車將鋼筋籠吊起一定距離后，左右晃動(dòng)或旋轉(zhuǎn)鋼筋籠使鋼筋籠緩緩下落直至順利就位。4.8樁身灌注：根據(jù)原有施工方案，樁身灌注采用壓力注漿機(jī)來完畢，但由于地下水位過高且水量極大，壓力注漿機(jī)提供的壓力局限性以將水泥漿壓入樁孔并滲壓到孔壁周邊土體中，對(duì)成樁質(zhì)量造成很大影響。針對(duì)上述出現(xiàn)的問題，我們調(diào)節(jié)了施工方案：用混凝土輸送泵替代了壓力注漿機(jī)以確保提供足夠的注漿壓力，并用一臺(tái)JS-350滾筒式攪拌機(jī)替代了灰漿攪拌機(jī)以確保供料速度：1)改裝混凝土輸送管道，原有的混凝土輸送管道外徑150mm，在現(xiàn)場(chǎng)通過加工一變彎頭將其與外徑為100mm的鋼管使用方法蘭盤連接形成注漿導(dǎo)管，并配合吊車完畢對(duì)自制注漿導(dǎo)管的安放、提高和移動(dòng)。2)流水作業(yè)：清孔與灌注搭接持續(xù)進(jìn)行，提高施工效率。3)定時(shí)對(duì)自制注漿導(dǎo)管進(jìn)行氣密性檢查，及時(shí)更換已磨損的墊片等材料。4)在注漿施工中，每根樁持續(xù)灌注直至高出設(shè)計(jì)樁頂15-20cm后，且溢出水泥漿稠度與原水泥漿稠度相似時(shí)才可停止壓漿作業(yè)。待進(jìn)行下步施工前再將樁頭單薄層鑿除；經(jīng)上述改動(dòng)，采用混凝土輸送泵進(jìn)行壓漿作業(yè)不僅大大提高了施工效率，并且確保了成樁質(zhì)量，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際收集的施工數(shù)據(jù)，實(shí)際注漿比達(dá)成了2.7。5結(jié)語微型樁施工在我國是一門新興的施工技術(shù)，在本次項(xiàng)目的施工過程中，通過現(xiàn)場(chǎng)的對(duì)的設(shè)計(jì)計(jì)算及合理的根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況及時(shí)調(diào)節(jié)施工組織方案，使整個(gè)微型樁施工任務(wù)快速