鉆孔灌注樁的施工工藝設(shè)計及施工要點

./鉆孔灌注樁的施工工藝及施工要點第一節(jié)鉆孔灌注樁施工流程鉆孔灌注樁施工工序包括場地準(zhǔn)備、樁位放樣、埋設(shè)護筒、鉆孔、清孔、吊放鋼筋籠、灌注混凝土等,施工工藝流程如圖3-1所示。鉆孔灌注樁施工是一項質(zhì)量要求高,須在一個短時間內(nèi)連續(xù)完成多道工序的地下隱蔽工程,施工必須要認(rèn)真按照施工工藝流程進行。圖3-1鉆孔灌注樁工藝流程圖第二節(jié)施工準(zhǔn)備放樁放樁是指將設(shè)計好的樁中心點位的坐標(biāo)用相關(guān)儀器投放到施工場地中。放樁流程為：核對坐標(biāo)→架設(shè)儀器→輸入坐標(biāo)→放點?！?核對坐標(biāo)此過程往往被眾多測量人員所忽略,圖紙中給定的坐標(biāo)可能會是錯誤的,因此在實地放樁前需要進行坐標(biāo)核算,核對坐標(biāo)可用Execel表格?！?架設(shè)儀器將全站儀位于控制點位處,固定兩支架,伸縮第三只架。使圓水準(zhǔn)器泡偏向的方向與固定兩只架中的一個處于同一直線上,然后固定支架再調(diào)節(jié)和氣泡在一直線上的支架。一般情況只要精平后再對中精平就可以了,棱鏡立于另一控制點位處作為后視?！?輸入坐標(biāo)將要測放樁號的點位坐標(biāo)輸入到全站儀中,全站儀就可以計算出控制點位與測放點位的距離與角度?！?放點調(diào)整全站儀使鏡頭方向指向測放點位的方向,誤差在2”左右以內(nèi),將棱鏡立于測放點位附近,不斷調(diào)整棱鏡的位置,是全站儀對準(zhǔn)棱鏡頭,然后通過全站儀測距后給定的移動距離移動棱鏡,直到全站儀經(jīng)過測算后給定的移動距離1mm左右以內(nèi)為止,再將木樁或鋼樁釘在棱鏡架設(shè)處并噴漆,此時一個樁的樁位人工挖探坑施工廠區(qū)內(nèi)地下管線復(fù)雜,為保證管線安全及施工正常進行,在鉆孔樁施工前需進行人工挖探坑探明管線準(zhǔn)確位置,并加以保護后方可施工鉆孔樁。探坑深度不小于2.0m〔挖到原狀土,如果2.0m以下仍然為回填土,不能確定管線位置的,必須繼續(xù)挖,直到原狀土或確定管線位置為止。為保證施工安全必須澆注混凝土護壁,探坑開挖至1m后必須開始施做混凝土護壁,嚴(yán)防土質(zhì)疏松導(dǎo)致孔口坍塌。符樁符樁的過程大致與放樁相同,略有不同的是樁位標(biāo)識是安放在人工挖探坑后的蓋板上,以便鉆機中心對準(zhǔn)標(biāo)識準(zhǔn)確下鉆。符樁也是施工準(zhǔn)備中的一個重要環(huán)節(jié),不可忽視。護筒埋設(shè)護筒采用鋼護筒,根據(jù)不同的鉆孔徑用4mm鋼板制成內(nèi)徑比鉆孔直徑大0.1m～0.2m的鋼護筒,護筒埋設(shè)一般要高出地下水位1.0m～2.0m,并高出施工地面至少0.3m,護筒在黏土層中不宜小于1.0m；砂土中不宜小于1.5m,其高度尚應(yīng)滿足孔內(nèi)泥漿面高度的要求,如果采用旋挖鉆機開挖護筒埋設(shè)深度不應(yīng)小于2.5m。并且要求堅固、不漏水。鋼護筒頂端留有寬0.4m、高0.2m的出漿口,樁位經(jīng)測設(shè)確定后,先挖探坑,確認(rèn)沒有管線后進行護筒埋設(shè),護筒外圍用粘土填筑夯。護筒采用鉆機壓入,位置應(yīng)準(zhǔn)確,其中心線與樁中心線對齊,允許偏差不大于20mm,并應(yīng)保證護筒的垂直度,傾斜率不大于L％<L為護筒的全長>[4]。泥漿制備一、泥漿制備技術(shù)要求使用的泥漿用泥漿用優(yōu)質(zhì)膨潤土制作。泥漿技術(shù)指標(biāo)見表3-1所示。表3-1泥漿技術(shù)指標(biāo)表項目名稱新制泥漿循環(huán)再生泥漿廢棄泥漿1比重〔g/cm1.06～1.101.10～1.25≥1.252粘度〔s18～2825～30>303失水量〔ml/30min≤20≤30﹥304泥皮厚度〔mm≤3≤5﹥55含砂量〔%≤4≤5﹥56PH值8～10≤11﹥11制備好的泥漿還應(yīng)達到以下要求：〔1及時采集泥漿樣品,測定性能指標(biāo)。對新制備泥漿要進行第一次測試,使用前進行一次測試,鉆孔過程中再測試一次,鉆孔結(jié)束后在泥漿面下1米及孔底以上0.5米〔2儲存泥漿每8小時攪拌一次,每次攪拌泥漿或測試必須進行記錄?！?新鮮泥漿制作好擱置24小時后,經(jīng)測試各項指標(biāo)合格方可正式使用?；厥漳酀{必須經(jīng)過振動篩處理,性能指標(biāo)達到要求后方可循環(huán)利用?！?施工中經(jīng)常測定泥漿比重、粘度、含砂率和膠體率。二、泥漿循環(huán)系統(tǒng)環(huán)泥漿循環(huán)系統(tǒng)由泥漿池、沉淀池、泥漿輸出管、泥漿回收管、制漿機、活動振動篩、除渣設(shè)備等組成,并應(yīng)設(shè)有排水排廢漿等設(shè)施,循環(huán)系統(tǒng)如圖3-2。.圖3-2泥漿循環(huán)系統(tǒng)圖混凝土配合比及灌注機具一、混凝土的配合比因混凝土是在水下灌注,因此混凝土應(yīng)該具有良好的和易性和流動性,且易于在導(dǎo)管中流動,又不易于離析,因此需要對混凝土的粗細(xì)骨料和外加劑嚴(yán)格要求。對混凝土的材料要求如下：水泥：采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,強度等級不宜低于32.5級,用量不低于370Kg/m,水泥的初凝時間不早于2.5h。細(xì)骨料：應(yīng)選用級配合理,質(zhì)地堅硬,顆粒潔凈的天然中粗砂。、粗骨料：宜選用堅硬卵礫石或碎石,骨料最大粒徑不應(yīng)大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6至1/8和鋼筋最小凈距的1/4,同時不應(yīng)大于40mm。外加劑：為改善混凝土的和易性和緩凝,水下混凝土摻入減水劑、混凝劑、早強劑等外加劑。二、主要機具設(shè)備主要機具設(shè)備：向水下輸送混凝土用的導(dǎo)管；導(dǎo)管進料用的漏斗；隔水膽與混凝土擋板；輸送混凝土用的攪拌車等。各設(shè)備主要參數(shù)如下：導(dǎo)管內(nèi)徑為20cm,分段制成,導(dǎo)管間通過導(dǎo)管端部的螺絲口導(dǎo)管套筒連接。導(dǎo)管每節(jié)長度2.5m,最上部的三節(jié)導(dǎo)管從上到下依次為0.5m、1.0m、漏斗為5mm厚的鋼板制成,容積大于1m隔水膽采用籃球內(nèi)球膽,直徑為20cm,即同導(dǎo)管內(nèi)徑,混凝土擋板采用3mm厚圓形鋼板,略大于漏斗下口。第三節(jié)主要施工過程和施工要點鉆孔施工一、鉆機就位鉆孔選用德國產(chǎn)的低噪音、無污染、高效率、特備適合堅硬巖層寶峨BG25C鉆機成孔,該鉆機采用全斷面取芯鉆機工藝,即采用特別的"筒式"鉆具,將一次性全部抓入筒中,成孔速度可達10～15m鉆機就位前應(yīng)先檢查鉆機底座和頂端是否平衡,檢測作業(yè)區(qū)承載力是否滿足鉆機施工要求,保證在鉆進過程中不產(chǎn)生位移和沉陷；鉆機就位后對應(yīng)鉆桿中心和垂直度進行復(fù)測,其偏差不應(yīng)大于2cm。對鉆桿垂直度的復(fù)測是一項必不可少的工作,垂直度的校核可用全站儀進行。二、鉆進成孔采用"跳二打一"施工步驟,即每隔2根樁進行鉆孔施工,這樣做可以避免因孔間距過小而造成的踏孔現(xiàn)象,同時也可以避免大范圍移動機械造成工時延后。鉆進前應(yīng)先測算出設(shè)計孔深,設(shè)計孔深的計算步驟如下：首先用水準(zhǔn)儀測出護筒頂標(biāo)高,護筒頂?shù)臏y量方法為：將水準(zhǔn)儀立于將要測量的護筒附近位置處,架穩(wěn)調(diào)平,塔尺立于高程控制點處,調(diào)整水準(zhǔn)儀鏡頭豎直中心線,讀取并記錄水平中心線所指示的讀數(shù)〔后視讀數(shù),然后將塔尺立在護筒邊沿上,和前述方法一樣讀取讀數(shù)〔前視讀數(shù),則：護筒頂標(biāo)高=控制點高程—前視讀數(shù)〔3-1下面計算設(shè)計樁底標(biāo)高：設(shè)計樁底標(biāo)高=設(shè)計樁頂標(biāo)高—設(shè)計樁長〔3-2計算設(shè)計孔深：設(shè)計孔深=護筒頂標(biāo)高—設(shè)計樁底標(biāo)高〔3-3以二號承臺的樁孔為例,其設(shè)計樁頂標(biāo)高為41.242m,設(shè)計樁長為23.25m,帶入公式〔3-2得：設(shè)計樁底標(biāo)高=41.242m-23.25m=經(jīng)測量該樁的護筒頂標(biāo)高為43.721m,帶入公式得：設(shè)計孔深=43.721-17.992m=25.729m。鉆進工藝及要求為：〔1旋挖鉆機鉆孔時,先在鋼護筒內(nèi)注入泥漿,開始慢速鉆進,使護筒刃腳處有堅硬的泥皮護壁,鉆進深度超過護筒下2m后,即可按正常速度鉆進。泥漿經(jīng)沉淀池沉淀后回收循環(huán)利用。鉆進要隨時監(jiān)測泥漿比重及泥漿中含砂情況,記錄鉆進中的有關(guān)參數(shù)及地質(zhì)情況,以核對地質(zhì)資料?！?鉆進達到要求孔深停鉆時,仍要維持泥漿正常循環(huán),直到鉆渣含量小于4%為止。起鉆時應(yīng)注意操作輕穩(wěn),防止拖刮孔壁,并向孔內(nèi)補充適量的泥漿,穩(wěn)定孔內(nèi)水頭高度?！?為保證孔深要求,避免超欠挖,當(dāng)鉆機在鉆孔過程中儀器顯示已達到設(shè)計標(biāo)高時,需要在用測繩復(fù)制。鉆進過程中還應(yīng)隨時注意控制儀表,以控制鉆桿垂直度。〔4鉆進過程中,每進尺2～3m,應(yīng)檢查鉆孔直徑和豎直度,檢查工具可用圓鋼筋籠〔外徑D等于設(shè)計樁徑,高度3～5m吊入孔內(nèi),使鋼筋籠中心與鉆孔中心重合,如上下各處均無掛阻,則說明鉆孔直徑和豎直度符合要求?！?鉆進時如孔內(nèi)出現(xiàn)踏孔、涌砂等異常情況應(yīng)立即將鉆具提離孔底,保持泥漿高度,吸除坍落物和涌砂；同時向孔內(nèi)輸送性能符合要求的泥漿,保持水頭壓力以抑制繼續(xù)涌砂和坍孔。清孔一、清孔要求清孔應(yīng)分二次進行。第一次清孔在成孔完畢后立即進行,采用鉆機的掏渣筒清孔；第二次在下放鋼筋籠和灌注混凝土導(dǎo)管安裝完畢后進行,采用泥漿循環(huán)置換法清孔。清孔過程中觀測孔底沉渣厚度,孔底沉渣厚度不大于100mm時即可停止清孔,并保持孔內(nèi)水頭高度,防止坍孔事故。二、第一次清孔由于旋挖鉆機采用筒式掏渣,應(yīng)嚴(yán)格控制其鉆進深度,嚴(yán)禁超深。清孔采用抽漿清孔法,即在終孔后停止進尺,利用泥漿泵持續(xù)泵壓5至15min,使孔底沉渣隨泥漿基本排除,達到清孔要求為止,并同時摻入相對比重較小的泥漿〔含沙量小于4%,以保持穩(wěn)定的水位。三、第二次清孔在安放鋼筋籠及導(dǎo)管后,準(zhǔn)備灌注水下混凝土前,由于這段時間間隙較長,孔底又會產(chǎn)生一部分沉渣,所以待安放鋼筋籠及導(dǎo)管就緒后,利用泥漿循環(huán),將孔內(nèi)沉渣帶出孔外。鋼筋籠的制作和吊裝一、制作鋼筋籠鋼筋籠的成型采用加強箍筋成型法,其綁扎順序大致是先主筋等間距布置好,待固定住架立筋后,再按設(shè)計的間距安設(shè)箍筋。箍筋、架立筋與主筋之間的接點可用電弧焊接。加強箍筋與全部主筋焊接并在下端焊加強箍筋一道,并將箍筋及架立筋預(yù)先牢固地焊接到鋼筋籠的端部上,這樣當(dāng)鋼筋籠插到孔底時,可有效地防止架立筋插到樁端處的地基中。鋼筋籠主筋采用機械連接,接頭的外漏絲扣不得超過一個完整扣,主筋連接在同一斷面的接頭率不大于50%。鋼筋籠下端0.2m范圍內(nèi)主筋稍后內(nèi)側(cè)彎曲呈傾斜狀。鋼筋籠制作允許偏差見表3-2。表3-2鋼筋籠制作允許偏差序號項目允許偏差〔mm檢驗方法1主筋間距±10用尺量2箍筋間距±20用尺量3鋼筋籠直徑±10用尺量4鋼筋籠整體長度±50用尺量續(xù)表3-25主筋彎曲度﹤1%用尺量6主筋彎曲度﹤1%用尺量為確保樁身混凝土保護層厚度,在主筋外側(cè)安設(shè)混凝土保護層砂漿墊塊,墊塊制成圓餅狀。鋼筋籠的制作過程中還有一個十分重要的環(huán)節(jié)就是吊筋的安裝,安裝吊筋的目的是為了固定鋼筋籠,使其處在預(yù)先設(shè)定的平面上。安裝吊筋前需要計算吊筋的長度。吊筋長度的計算方法如下》首先計算出樁頂至護筒頂距離。由于設(shè)計樁頂標(biāo)高為已知量,護筒頂標(biāo)高可通過高程控制點測出,則：樁頂至護筒頂距離=護筒頂標(biāo)高-設(shè)計樁頂標(biāo)高〔3-4已知護筒頂距離就可以很容易的計算出吊筋長度：吊筋長度=樁頂至護筒頂距離-0.9m+0.1m+0.15m〔3-5式〔3-5中0.9m為籠頂端與設(shè)計樁頂?shù)木嚯x,0.1m為吊筋上端吊環(huán)的高度,0.15m為吊筋與主筋的搭接長度。仍以二號承臺的樁孔為例,其護筒頂標(biāo)高為43.721m,設(shè)計樁頂標(biāo)高為41.242m,代入公式〔3-4得：樁頂至護筒頂距離=43.721m-41.242m=吊筋長度為：吊筋長度=2.479m-0.9m+0.1m+0.15m=上述結(jié)果表示吊筋設(shè)計成這個長度就可以保證樁頂?shù)奈恢脻M足設(shè)計高程。此處還要提到的是測斜管的綁扎。因為基坑就開挖要對樁體位移進行監(jiān)測,所以需要在一些鋼筋籠上綁扎測斜管。測斜管應(yīng)綁扎在鋼筋籠的內(nèi)側(cè),保持罐體在一條直線上,綁扎牢固。二、鋼筋籠的吊裝鋼筋籠的吊裝采用25t吊車吊放。起吊時,須用雙吊點,吊點位置要恰當(dāng),一般設(shè)在加強箍筋處〔吊點處應(yīng)加焊。采用大鉤和小鉤相互進行鋼筋籠吊裝,小鉤吊下部、大鉤吊上部。在吊車小鉤上掛一個滑輪,將鋼絲繩穿過滑輪,鋼絲繩兩端采用U型卡環(huán)與鋼筋籠加強箍筋連接牢固,下部第一個吊點設(shè)置在下部第二個加強箍筋處,第二個吊點設(shè)置在向上6.0m加強箍筋處。鋼筋籠上部對稱設(shè)置兩根鋼絲繩,鋼絲繩兩端采用U型卡環(huán)與鋼筋籠加強箍筋連接牢固,第一個吊點設(shè)置在上部第二個加強箍筋處,第二個吊點設(shè)置在鄉(xiāng)下8.0m的加強箍筋處,每根鋼絲繩上均有一個滑輪,將兩個滑輪掛在扁擔(dān)〔型鋼制作上,扁擔(dān)上部設(shè)置吊鉤掛在吊車大鉤上。起吊時大、小鉤同時受力,大鉤向上吊起鋼筋籠,小鉤起到穩(wěn)定鋼筋籠的作用,同時防止鋼筋籠彎曲變形,相互配合將鋼筋籠慢慢吊直,同時安排專人扶穩(wěn)鋼筋籠的作用,同時防止鋼筋籠在起吊過程中始終處于穩(wěn)定狀態(tài)下。吊直后將鋼筋籠對準(zhǔn)孔位緩慢下放,不得搖晃碰撞孔壁或強行入孔鋼筋籠入孔后,要牢固定位,保證鋼筋籠的方向,并將鋼管穿入吊環(huán)中,將鋼筋籠吊住,保證籠頂標(biāo)高符合規(guī)范要求,防止在灌注水下砼過程中下沉或上浮。入孔定位標(biāo)高應(yīng)準(zhǔn)備,允許誤差為±5cm,并使其下部懸空；鋼筋籠上口應(yīng)和樁中心對中并固定,允許誤差為±3灌注混凝土灌注前應(yīng)先測量混凝土的坍落度和泥漿比重,要求的坍落度為160mm～220mm,泥漿比重為1.1～1.2,還應(yīng)取混凝土做成試塊,養(yǎng)護后按照國家標(biāo)準(zhǔn)進行強度測定。灌注混凝土施工順序：安設(shè)導(dǎo)管→使隔水栓與導(dǎo)管內(nèi)水面緊貼→灌注首批混凝土→連續(xù)灌注直至樁頂,如圖3-3圖3-3澆注混凝土施工順序圖一、灌注首批混凝土放下隔水膽,安平混凝土擋板后,灌入封底混凝土。封底混凝土灌注到一定量后,用吊車小鉤提起混凝土擋板,隔水膽被混凝土壓入孔底,并從底部導(dǎo)管排出。灌注首批混凝土?xí)r,導(dǎo)管底部距離宜為0.3～0.5m,導(dǎo)管首次封入長度不小于0.8m?；炷恋某豕嗔恳税聪率接嬎悖骸?-6式中：V—混凝土的初灌量<m>d—樁孔直徑〔md—導(dǎo)管直徑〔mL—鉆孔深度〔mH—導(dǎo)管埋入混凝土的深度〔mh—導(dǎo)管下端距灌注前測得的孔底高度〔mt—灌注前孔底沉渣厚度〔m以二號承臺的樁孔為例,取其導(dǎo)管埋入混凝土深度H為0.8m,導(dǎo)管底部距灌注前測得的孔底高度h為0.4m,鉆孔直徑0.8m,導(dǎo)管直徑d為0.2m,經(jīng)測得其鉆孔深度L為25.93m,灌注前孔底沉渣厚度為0.03m,將上述數(shù)據(jù)代入公式〔4-6得混凝土初灌量為:二、導(dǎo)管埋深首批混凝土灌注后應(yīng)連續(xù)不斷灌注混凝土,實際上因為每個孔需要灌注的混凝土量大約為13m,而每輛混凝土攪拌車的容量為7m左右,因此每個孔需要灌注兩車混凝土,這樣就不可避免的出現(xiàn)灌注混凝土間歇現(xiàn)象。在灌注過程中,應(yīng)經(jīng)常用測錘探測混凝土面的上升高度,并適時提升、逐級拆卸導(dǎo)管,保持導(dǎo)管的合理埋深。應(yīng)根據(jù)實際情況嚴(yán)格控制導(dǎo)管的最小埋深,以保證樁身混凝土的連續(xù)均勻,不使其可能裹