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摘要:钻孔灌注桩在国外从30年代开始应用并逐渐取代打入桩。特别是用于现代重大市政工程的深基础工程中,越来越受到建设方、设计单位和总包单位的青睐。钻孔灌注桩具有成桩直径与桩长灵活、对岩土层的适应性强、可节省钢材和木材等特点。本文对钻孔灌注桩的施工技术进行了介绍。
关键词:钻孔灌注桩;施工;市政工程
钻孔灌注桩是在钻好的孔内下入钢筋笼并且灌注混凝土而筑造成的深基础。当然在个别情况下,不下入钢筋笼而只灌注混凝土亦称钻孔灌注桩。钻孔灌注桩的设计和施工中,可以根据结构物荷载和允许沉降的要求及土质的具体情况,决定下套管或不下套管;嵌岩或不嵌岩;扩底或不扩底。
钻孔灌注桩的施工好坏是关系建筑物基础的最关键问题,钻孔灌注桩又是所有桩基中施工程序最复杂的一种桩。因此从施工准备到提交竣工报告,每个环节都必须认真仔细地做好。
1 施工准备
施工准备工作对于一项工程是否能保证优良质量、按工期要求顺利完成,有相当重要的作用,经验不足的施工单位往往在施工准备工作中挂一漏万,认为大概差不多了,正式开工时,缺少设备和材料,影响质量和工期。施工准备工作主要包括技术准备、设备的准备和施工现场准备等几个方面。
无论是投标工程或者是开工工程都需要掌握设计图纸和技术要求,特别对桩位图,桩结构图,更应详细阅读每条都必须领会清楚,有不明确的及时提出;现场地形图、管线图、测量基准点资料。研究这些资料,吃透设计方和建设方的设计精神,对桩长、桩直径、混凝土设计标号、应配制的配比标号、水下混凝土和水上混凝土的关系、配筋及钢筋笼的制作规格等都必须认真研究,认为设计合理,按此编写施工组织设计;认为设计方面有些不适合地方,通过协商往往可得到解决。
1.1 设备的准备
在进入一个新工作区前必须选择好钻孔灌注桩的施工设备及有关配套设备。钻孔灌注桩主要施工机械设备的选择目前进行钻孔灌注桩施工的机械设备在国内外种类繁多。仅钻进成孔的钻探机械设备也不胜枚举。国内反循环钻进设备最近几年发展的比较快,包括:反循环回转钻机,反循环泵组和其它有关附属设备。在同一个工地同一类型桩最好用同种类型的钻机施工。
1.2 施工现场准备
施工前的现场准备工作应抓紧时间,考虑周到、分工明确及件件事落实到位。首先要做好场地平整,探明和清除桩位处的地下障碍物,按平面布置图的要求做好施工现场的施工道路、供水供电、泥浆循环系统、施工设施放置、材料堆场及生活设施就位等有关布设和具体安排。施工前应逐级进行施工技术交底,并且要有书面材料发至各方面各有关部门的有关人员手中。
2 成孔施工
成孔时钻机定位应准确、水平、稳固,钻机回转盘中心与护筒中心的允许偏差不大于20mm。钻机定位后,应用钢丝绳将护筒上口挂带在钻机底盘上,防止护筒位移。成孔过程中钻机塔架头部滑轮组中心、回转器中心与钻头中心应始终保护在同一铅垂线上,保持钻头在吊紧的状态下钻进,水龙头也不得晃动太大。转速应根据地层情况调整。
2.1 正循环钻进成孔
正循环钻进成孔适用于填上层、粘土层、淤泥层、砂性土层及部分基岩。在卵砾石含量<15%,粒径<10mm的部分砂卵砾石地层中也可施工。成孔过程中除使用泥浆这一重要因素外,钻头选用和地层匹配是非常重要的,目前在软土层采用的钻头多为单腰翼片、双腰翼片或玉米式钻头。对地层不熟悉时,可用每种钻头试打一个孔,看其效率,并根据地层情况及时改进钻头,提高效率。例上海地层一般用双腰翼片式钻头,遇暗绿色土层,则需改用单腰翼片。翼片的数量,焊入合金的大小、方向都要适应地调整,才能获得理想的效果。通过流砂层时,可考虑用玉米式钻头(同时加强泥浆配制和管理)。
正循环钻进时钻孔的直径与钻头直径也要相应匹配:在淤泥层,钻头直径可小于钻孔直径40mm左右;在软塑-可塑地层,钻头直径可小于钻孔直径20-30mm;在硬塑地层,钻头直径可小于钻孔直径10-20mm。
正循环钻进的操作要点是:①开孔钻进应轻压慢转并控制好泵量,正常钻进时应合理调整和掌握钻进参数。②钻进时严格控制钻进速度,一般在左右。当然因地层不同钻进应该快则快,该慢则慢。遇卵砾层易引起钻具跳动、蹩车和蹩泵等现象,此时操作应特别注意加大泵量、降低钻速和转速。遇易塌孔地层钻进应适当加大泥浆密度及粘度,同时应快速钻进通过。
2.2 泵吸反循环钻进成孔
泵吸反循环适合在粘性土层、砂性土层及部分卵砾层中,适用于钻孔直径较大,钻进较深的钻孔灌注桩。对泥浆循环系统和钻具密封要求很严格。
(1)泵吸反循环对泥浆循环系统的要求:泥浆循环系统一般由泥浆池、沉淀池、循环槽、沙石泵和除渣设备等组成,并且设有排废浆设施。②地面泥浆循环系统一般可分为自流回灌和泵送回灌两种,施工时泥浆循环方式可根据施工现场具体情况和设备配备情况合理选择。③沉淀池及循环槽的规格和数量,可根据桩孔容积和泵组型号来确定:泥浆池设置数量不能少于2个,每个池的容积最小为桩孔实际容积的1.2倍
(2)泵吸反循环对钻具的要求:钻杆连接必须平直可靠,密封性好,所有泵组连接处也
必须密封可靠,泵组和钻杆接口匹配并密封;钻头应具有良好施工性能,并因地制宜加以
不断改进。
(3)泵吸反循环成孔钻进操作要点:开钻前应检查砂石泵组的运转部分及有关管路的密封或润滑情况,泵组起动时应遵守操作顺序。并且需先开动砂石泵而后开钻机。起动砂石泵并形成反循环后,方可钻进,开始钻进时应先轻压慢转,待工作状态正常后,可逐渐增加转数,调整钻压。
3 清孔
清孔是通过循环冲洗液,更换孔内夹含钻渣的泥浆或其他冲洗液,清除钻渣和孔底沉淀,尽量减少孔底沉淀物厚度,使之符合规范要求或特殊规定要求,必要时还可通过对桩底部注浆(灌注时下预留管法)使孔底沉淀物接近零。清孔为下道工序灌注水下(地下水位埋深很深时,在地下水位上部,但在极稀泥浆中)混凝土创造良好条件,保证灌注混凝土的质量。
清孔应在钻进终孔后立即清孔,防止沉淀过多或泥浆在孔周围形成泥皮。清孔一般应分两次进行。第一次清孔在成孔完毕后立即进行;第二次在下放钢筋笼和灌注混凝土导管安装完毕后进行。二次清孔后应在30分钟内灌注第一斗混凝土。常用的清孔方法有正循环清孔、泵吸反循环清孔和气举反循环清孔。清孔方法可根据桩的规格、设计要求、地质条件以及成孔工艺等因素合理选择。
4 钢筋笼施工
钢筋笼制作前必须对所用的各有关规格的钢筋化验合格,并清除钢筋表面锈蚀或污垢,主筋必须校直,焊钢筋笼的工作架亦必须搭得平、防雨,有良好的光线。钢筋笼经验收合格后方可吊放安装,在其运输、吊起和安装过程中防止变形和碰坏焊点,起吊点宜设在加强箍筋部位。钢筋笼安装时的主要操作要点:安装入孔时,应保持垂直状态,对准孔位徐徐轻放,避免碰撞孔壁,下笼中若遇阻碍不得强行下放,应查明原因酌情处理后再继续下笼。接笼时孔口焊接应符合如下规定:下节笼主筋上端应露出操作平台1m左右。上、下节笼主筋焊接部位表面污垢应予清除,上、下节笼保持垂直状态并对正方可进行焊接,焊接时宜两边对称施焊。每节笼子焊接完毕后应补足焊接部位的箍筋或脱焊的螺旋筋。
参考文献
[1]桂钰.钻孔灌注桩施工质量控制[J].山西建筑.2011(15)
[2]武卫华.钻孔灌注桩桩基缺陷的处理[J].山西科技.2006(01)
关键词:钻孔灌注桩;施工;市政工程
钻孔灌注桩是在钻好的孔内下入钢筋笼并且灌注混凝土而筑造成的深基础。当然在个别情况下,不下入钢筋笼而只灌注混凝土亦称钻孔灌注桩。钻孔灌注桩的设计和施工中,可以根据结构物荷载和允许沉降的要求及土质的具体情况,决定下套管或不下套管;嵌岩或不嵌岩;扩底或不扩底。
钻孔灌注桩的施工好坏是关系建筑物基础的最关键问题,钻孔灌注桩又是所有桩基中施工程序最复杂的一种桩。因此从施工准备到提交竣工报告,每个环节都必须认真仔细地做好。
1 施工准备
施工准备工作对于一项工程是否能保证优良质量、按工期要求顺利完成,有相当重要的作用,经验不足的施工单位往往在施工准备工作中挂一漏万,认为大概差不多了,正式开工时,缺少设备和材料,影响质量和工期。施工准备工作主要包括技术准备、设备的准备和施工现场准备等几个方面。
无论是投标工程或者是开工工程都需要掌握设计图纸和技术要求,特别对桩位图,桩结构图,更应详细阅读每条都必须领会清楚,有不明确的及时提出;现场地形图、管线图、测量基准点资料。研究这些资料,吃透设计方和建设方的设计精神,对桩长、桩直径、混凝土设计标号、应配制的配比标号、水下混凝土和水上混凝土的关系、配筋及钢筋笼的制作规格等都必须认真研究,认为设计合理,按此编写施工组织设计;认为设计方面有些不适合地方,通过协商往往可得到解决。
1.1 设备的准备
在进入一个新工作区前必须选择好钻孔灌注桩的施工设备及有关配套设备。钻孔灌注桩主要施工机械设备的选择目前进行钻孔灌注桩施工的机械设备在国内外种类繁多。仅钻进成孔的钻探机械设备也不胜枚举。国内反循环钻进设备最近几年发展的比较快,包括:反循环回转钻机,反循环泵组和其它有关附属设备。在同一个工地同一类型桩最好用同种类型的钻机施工。
1.2 施工现场准备
施工前的现场准备工作应抓紧时间,考虑周到、分工明确及件件事落实到位。首先要做好场地平整,探明和清除桩位处的地下障碍物,按平面布置图的要求做好施工现场的施工道路、供水供电、泥浆循环系统、施工设施放置、材料堆场及生活设施就位等有关布设和具体安排。施工前应逐级进行施工技术交底,并且要有书面材料发至各方面各有关部门的有关人员手中。
2 成孔施工
成孔时钻机定位应准确、水平、稳固,钻机回转盘中心与护筒中心的允许偏差不大于20mm。钻机定位后,应用钢丝绳将护筒上口挂带在钻机底盘上,防止护筒位移。成孔过程中钻机塔架头部滑轮组中心、回转器中心与钻头中心应始终保护在同一铅垂线上,保持钻头在吊紧的状态下钻进,水龙头也不得晃动太大。转速应根据地层情况调整。
2.1 正循环钻进成孔
正循环钻进成孔适用于填上层、粘土层、淤泥层、砂性土层及部分基岩。在卵砾石含量<15%,粒径<10mm的部分砂卵砾石地层中也可施工。成孔过程中除使用泥浆这一重要因素外,钻头选用和地层匹配是非常重要的,目前在软土层采用的钻头多为单腰翼片、双腰翼片或玉米式钻头。对地层不熟悉时,可用每种钻头试打一个孔,看其效率,并根据地层情况及时改进钻头,提高效率。例上海地层一般用双腰翼片式钻头,遇暗绿色土层,则需改用单腰翼片。翼片的数量,焊入合金的大小、方向都要适应地调整,才能获得理想的效果。通过流砂层时,可考虑用玉米式钻头(同时加强泥浆配制和管理)。
正循环钻进时钻孔的直径与钻头直径也要相应匹配:在淤泥层,钻头直径可小于钻孔直径40mm左右;在软塑-可塑地层,钻头直径可小于钻孔直径20-30mm;在硬塑地层,钻头直径可小于钻孔直径10-20mm。
正循环钻进的操作要点是:①开孔钻进应轻压慢转并控制好泵量,正常钻进时应合理调整和掌握钻进参数。②钻进时严格控制钻进速度,一般在左右。当然因地层不同钻进应该快则快,该慢则慢。遇卵砾层易引起钻具跳动、蹩车和蹩泵等现象,此时操作应特别注意加大泵量、降低钻速和转速。遇易塌孔地层钻进应适当加大泥浆密度及粘度,同时应快速钻进通过。
2.2 泵吸反循环钻进成孔
泵吸反循环适合在粘性土层、砂性土层及部分卵砾层中,适用于钻孔直径较大,钻进较深的钻孔灌注桩。对泥浆循环系统和钻具密封要求很严格。
(1)泵吸反循环对泥浆循环系统的要求:泥浆循环系统一般由泥浆池、沉淀池、循环槽、沙石泵和除渣设备等组成,并且设有排废浆设施。②地面泥浆循环系统一般可分为自流回灌和泵送回灌两种,施工时泥浆循环方式可根据施工现场具体情况和设备配备情况合理选择。③沉淀池及循环槽的规格和数量,可根据桩孔容积和泵组型号来确定:泥浆池设置数量不能少于2个,每个池的容积最小为桩孔实际容积的1.2倍
(2)泵吸反循环对钻具的要求:钻杆连接必须平直可靠,密封性好,所有泵组连接处也
必须密封可靠,泵组和钻杆接口匹配并密封;钻头应具有良好施工性能,并因地制宜加以
不断改进。
(3)泵吸反循环成孔钻进操作要点:开钻前应检查砂石泵组的运转部分及有关管路的密封或润滑情况,泵组起动时应遵守操作顺序。并且需先开动砂石泵而后开钻机。起动砂石泵并形成反循环后,方可钻进,开始钻进时应先轻压慢转,待工作状态正常后,可逐渐增加转数,调整钻压。
3 清孔
清孔是通过循环冲洗液,更换孔内夹含钻渣的泥浆或其他冲洗液,清除钻渣和孔底沉淀,尽量减少孔底沉淀物厚度,使之符合规范要求或特殊规定要求,必要时还可通过对桩底部注浆(灌注时下预留管法)使孔底沉淀物接近零。清孔为下道工序灌注水下(地下水位埋深很深时,在地下水位上部,但在极稀泥浆中)混凝土创造良好条件,保证灌注混凝土的质量。
清孔应在钻进终孔后立即清孔,防止沉淀过多或泥浆在孔周围形成泥皮。清孔一般应分两次进行。第一次清孔在成孔完毕后立即进行;第二次在下放钢筋笼和灌注混凝土导管安装完毕后进行。二次清孔后应在30分钟内灌注第一斗混凝土。常用的清孔方法有正循环清孔、泵吸反循环清孔和气举反循环清孔。清孔方法可根据桩的规格、设计要求、地质条件以及成孔工艺等因素合理选择。
4 钢筋笼施工
钢筋笼制作前必须对所用的各有关规格的钢筋化验合格,并清除钢筋表面锈蚀或污垢,主筋必须校直,焊钢筋笼的工作架亦必须搭得平、防雨,有良好的光线。钢筋笼经验收合格后方可吊放安装,在其运输、吊起和安装过程中防止变形和碰坏焊点,起吊点宜设在加强箍筋部位。钢筋笼安装时的主要操作要点:安装入孔时,应保持垂直状态,对准孔位徐徐轻放,避免碰撞孔壁,下笼中若遇阻碍不得强行下放,应查明原因酌情处理后再继续下笼。接笼时孔口焊接应符合如下规定:下节笼主筋上端应露出操作平台1m左右。上、下节笼主筋焊接部位表面污垢应予清除,上、下节笼保持垂直状态并对正方可进行焊接,焊接时宜两边对称施焊。每节笼子焊接完毕后应补足焊接部位的箍筋或脱焊的螺旋筋。
参考文献
[1]桂钰.钻孔灌注桩施工质量控制[J].山西建筑.2011(15)
[2]武卫华.钻孔灌注桩桩基缺陷的处理[J].山西科技.2006(01)