灌注樁:直接在樁位上用機械成孔或人工挖孔,在孔內安放鋼筋、灌注混凝土而成型的樁。
與預製樁相比,灌注樁具有不受地層變化限制,不需要接樁和截樁,節約鋼材、振動小、噪聲小等特點。
灌注樁按成孔方法分為幹作業鑽孔灌注樁、泥漿護壁成孔灌注樁、沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁等。
2.1 幹作業鑽孔灌注樁
1、幹作業成孔一般採用螺旋鑽機鑽孔。螺旋鑽頭外徑分別為Φ400mm、Φ500mm、Φ600mm,鑽孔深度相應為12m、10m、8m。適用於成孔深度內沒有地下水的一般粘土層、砂土及人工填土地基,不適於有地下水的土層和淤泥質土。
2、鑽機就位後,鑽桿垂直對準樁位中心,開鑽時先慢後快,減少鑽桿的搖晃,及時糾正鑽孔的偏斜或位移。
3、鑽孔至規定要求深度後,進行孔底清土。清孔的目的是將孔內的浮土、虛土取出,減少樁的沉降。方法是鑽機在原深處空轉清土,然後停止旋轉,提鑽卸土。
4、鋼筋骨架的主筋、箍筋、直徑、根數、間距及主筋保護層均應符合設計規定,綁紮牢固,防止變形。用導向鋼筋送入孔內,同時防止泥土雜物掉進孔內。鋼筋骨架就位後,應立即灌注混凝土,以防塌孔。灌注時,應分層澆築、分層搗實,每層厚度50~60cm。
2.2 泥漿護壁成孔灌注樁
1、泥漿護壁成孔是利用泥漿保護穩定孔壁的機械鑽孔方法。它通過循環泥漿將切削碎的泥石渣屑懸浮後排出孔外,適用於有地下水和無地下水的土層。
2、成孔機械有潛水鑽機、衝擊鑽機、衝抓錐等。
3、泥漿護壁成孔灌注樁的施工工藝流程:測定樁位、埋設護筒、樁機就位、製備泥漿、機械(潛水鑽機、衝擊鑽機等)成孔、泥漿循環出渣、清孔、安放鋼筋骨架、澆築水下混凝土。
2.2.1 埋設護筒和製備泥漿
① 鑽孔前,在現場放線定位,按樁位挖去樁孔表層土,並埋設護筒。護筒上部設1~2個溢漿孔,是用厚4~8mm鋼板製成的圓筒,其內徑應大於鑽頭直徑200mm。護筒的作用是固定樁孔位置,保護孔口,防止地面水流入,增加孔內水壓力,防止塌孔,成孔時引導鑽頭的方向。
護筒頂高出施工水位1.5m,並高出地面0.3m,
② 保證護筒內泥漿頂標高始終高於外部水位至少1m。
在鑽孔過程中,向孔中注入相對密度為1.1~1.4的泥漿。一般1.2~1.3;易坍地層可提高到1.4左右。
③ 泥漿的作用:
穩定水壓:
使樁孔內孔壁土層中的孔隙滲填密實,避免孔內漏水,保持護筒內水壓穩定;
護壁:
泥漿相對密度大,加大了孔內的水壓力,可以穩固孔壁,防止塌孔;
浮(攜)渣:
通過循環泥漿可將切削的泥石渣懸浮後排出,起到攜砂、排土的作用。
2.2.2 成孔
1)迴旋(潛水)鑽機成孔
迴旋鑽機是一種旋轉式鑽孔機,其防水電機變速機構和鑽頭密封在一起,由樁架及鑽桿定位後可潛入水、泥漿中鑽孔。注入泥漿後通過正循環或反循環排渣法將孔內切削土粒、石渣排至孔外。
迴旋鑽機成孔排渣有正循環排渣和反循環(泵舉)排渣兩種方式。
① 正循環排渣法
在鑽孔過程中,旋轉的鑽頭將碎泥渣切削成漿狀後,利用泥漿泵壓送高壓泥漿,經鑽機中心管、分叉管送入到鑽頭底部強力噴出,與切削成漿狀的碎泥渣混合,攜帶泥土沿孔壁向上運動,從護筒的溢流孔排出。
② 反循環排渣法
砂石泵隨主機一起潛入孔內,直接將切削碎泥渣隨泥漿抽排出孔外。
2)衝擊鑽成孔
①衝擊鑽機通過機架、捲揚機把帶刃的重鑽頭(衝擊錘)提高到一定高度,靠自由下落的衝擊力切削破碎岩層或衝擊土層成孔。
②衝擊鑽頭形式有十字形、工字形、人字形等,一般常用十字形衝擊鑽頭。
③衝孔前應埋設鋼護筒,並準備好護壁材料。
衝擊鑽機就位後,校正衝錘中心對準護筒中心,在衝程0.4~0.8m範圍內應低提密衝,並及時加入石塊與泥漿護壁,直至護筒下沉3~4m以後,衝程可以提高到1.5~2.0m,轉入正常衝擊,隨時測定並控制泥漿相對密度。
施工中,應經常檢查鋼絲繩損壞情況,卡機鬆緊程度和轉向裝置是否靈活,以免掉鑽。點擊進入-更多工程資料免費下載學習
3)衝抓錐成孔
① 衝抓錐錐頭上有一重鐵塊和活動抓片,通過機架和捲揚機將衝抓錐提升到一定高度,下落時鬆開捲筒剎車,抓片張開,錐頭便自由下落衝入土中,然後開動捲揚機提升錐頭,這時抓片閉合抓土。衝抓錐整體提升至地面上卸去土渣,依次循環成孔。
② 衝抓錐成孔施工過程、護筒安裝要求、泥漿護壁循環等與衝擊成孔施工相同。
③ 適用於鬆軟土層(砂土、粘土)中衝孔,但遇到堅硬土層時宜換用衝擊鑽施工。
2.3 驗孔
1、驗孔是用探測器檢查樁位、直徑、深度和孔道情況;清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土,以減少樁基的沉降量,提高承載能力。
2、泥漿護壁成孔清孔時,對於土質較好不易坍塌的樁孔,可用空氣吸泥機清孔,氣壓為0.5MPa,使管內形成強大高壓氣流向上湧,同時不斷地補足清水,被攪動的泥渣隨氣流上湧從噴口排出,直至噴出清水為止。
3、對於穩定性較差的孔壁應採用泥漿循環法清孔或抽筒排渣,清孔後的泥漿相對密度應控制在1.15~1.25。含砂率<=4%(大直徑樁2%)
圖:鑽孔偏斜糾正
清孔作業:
1、鑽孔達到要求深度後,採用泥漿泵及時進行清孔,避免延時過長,泥漿鑽渣沉澱而造成清孔困難或坍孔。
2、鑽孔達設計深度終孔後,將輸漿管下到孔底50~80cm,換用比重1.05~1.25的新鮮泥漿進行清孔,直到鋼筋與導管下入孔內,重新測孔底沉渣厚度。直到沉渣厚度滿足要求後,方可進行下道工序施工。
3、注意保持孔內水頭,防止坍孔;
4、清孔後,檢查孔口、孔中和孔底提取的泥漿比重的平均值,應符合質量標準要求。
5、採取一切措施縮短清孔後至灌注水下砼的時間。
6、不得用加深孔深來代替清孔。
2.4 澆築水下混疑土
泥漿護壁成孔灌注混凝土的澆築是在水中或泥漿中進行的,故稱為澆築水下混凝土。
水下混凝土宜比設計強度提高一個強度等級,必須具備良好的和易性,配合比應通過試驗確定。
水下混凝土澆築常用導管法。
澆築時,先將導管內及漏斗灌滿混凝土,其量保證導管下端一次埋入混凝土面以下1.0m以上,然後剪斷(或迅速拔出)懸吊隔水栓的鋼絲,混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞進入水中。
圖:水下砼灌注過程示意圖
導管埋深應保持在2~6m之間
——過小易發生導管進水,過大易導致“埋管”。
圖:首盤砼用量-導管埋深靜計算圖
1、導管口到孔底的距離不宜太大或太小,一般20~40cm。太大不利於將沉渣帶起,底部砼質量難以保證;太小容易堵管。
2、為防止導管進水,首盤砼應使導管埋深不少於1m。
在澆注前,探測孔底泥漿沉澱厚度,如大於設計厚度,再次清孔,直到滿足要求為止。
砼由拌合站負責生產,用斗車運至現場,檢查和易性、坍落度等指標。如不符合要求,應進行二次拌合,二次拌合仍達不到要求,不得使用,然後重新按配合比進行稱量下料,直到滿足要求。
澆注首批砼時應注意:
a.導管下口至孔底的距離一般為20~40cm。
b.第一批砼儲備量應確保導管一次埋入混凝土面≥1.0m;
所需混數量按公式計算:
V≥∏D²/4· (H1+H2)+ (Πd²/4)h1
V—灌注首批砼所需數量(m³);
D—樁孔直徑(m);
H1—樁孔底至導管底端間距,一般為0.2~0.4m;
H2—導管初次埋置深度(m);
d—導管內徑(m);
h1—樁孔內砼達到埋置深度H2時,導管內砼柱平衡導管外(或泥漿)壓力所需的高度(m),即
h1 = rwHw/rc;
由專人測量導管埋深及管內外砼面的高差,填寫砼澆注記錄
封底砼灌入後,應仔細檢查封底情況,確認封底成功後,進行正常澆注。
澆注開始時,要連續有節奏地進行,儘可能縮短拆除導管的時間;
當導管內砼不滿時,徐徐地澆注,防止在導管內造成高壓氣囊,壓漏導管。
當井孔砼面接近鋼筋架時,使導管保持稍大的埋深,並放慢澆注速度;當井孔砼面進入鋼筋骨架一定深度後,適當提升導管,使鋼筋骨架在砼中有一定的埋深,穩定鋼筋並注意控制鋼筋籠中心位置。
為確保樁頂質量,砼澆築比樁頂設計標高高0.5(0.6)~1.0m。
在澆注將近結束時,導管內砼柱高度相對減少,導管內砼壓力降低,而導管外井孔的泥漿稠度增加、比重增大。若出現砼頂升困難,可在孔內加水稀釋泥漿,並掏出部分沉澱土,使澆注工作順利進行。
圖:沉渣厚度、砼灌注高度確定
如發現導管漏水,且事故發生的位置能夠確定時,可用此法補救。對工藝、經驗的要求較高。
導管水密承壓及接頭抗拉試驗:
導管水密承壓及接頭抗拉試驗,管內水壓不小於孔內水深1.3倍的壓力,也不應小於導管壁和焊縫所能承受灌注砼時最大內壓力的1.3P。
P按以下公式計算:
P=rchc-rwHw點擊進入-更多工程資料免費下載學習
p—導管可能承受的最大內壓力(Kpa);
rc—砼拌和物的比重(取24KN/m³);
hc—導管內砼樁最大高度(m),以導管全長或預計的最大高度計;
rw—井孔內水或泥漿的容重(KN/m³);
Hw—井孔內水或泥漿的深度(m)。
2.5 灌注樁施工質量要求及完全技術
灌注樁施工質量檢查包括成孔及清孔、鋼筋骨架製作及安放、混凝土攪拌及灌注等三個施工過程的質量檢查。
施工前應對水泥、砂、石子、鋼材等原材料進行檢查,對施工組織設計中制定的施工順序、監測手段也應進行檢查。
2.5.1 成孔質量檢查及要求
1、灌注樁成孔深度的控制要求:
泥漿護壁成孔、幹作業成孔,應達到設計規定的深度。
2、灌注樁的沉渣厚度:
當以摩擦力為主時,不得大於150mm;當以端承力為主時不得大於50mm。
表:灌注樁的平面位置和垂直度的允許偏差
2.5.2 鋼筋籠製作及安放要求
鋼筋籠製作時,要求主筋沿環向均勻佈置,箍筋的直徑及間距、主筋的保護層、加勁箍的間距等均應符合設計要求。主筋與箍筋之間宜採用焊接連接。加勁箍應設在主筋外側,主筋一般不設彎鉤,根據施工工藝要求,所設彎鉤不得向內圈伸露,以免妨礙施工。
鋼筋籠主筋的保護層允許偏差:水下灌注混凝土樁為±20mm;非水下灌注混凝土樁為±10mm。
鋼筋籠製作、運輸、安裝過程中,應採取措施防止變形,並應有保護層墊塊(或墊管、墊板)。吊放入孔時,應避免碰撞孔壁。灌注混凝土時,應採取措施固定鋼筋籠的位置。
2.5.3 混凝土攪拌與灌注
1、混凝土攪拌主要檢查材料質量與配比計量、混凝土坍落度;灌注混凝土應檢查防止混凝土離析的措施、澆築厚度及振搗密實情況。
2、灌注樁各工序應連續施工。鋼筋籠放入泥漿後,4h內必須灌注混凝土。
3、灌注後,樁頂應高出設計標高0.50m。灌注樁的實際澆築混凝土量不得小於計算體積。
4、澆築混凝土時,同一配比的試塊,每班不得少於1組;泥漿護壁成孔的灌注樁,每根不得少於1組。
5、混凝土灌注樁的質量檢驗標準應符合規定。
表:混凝土灌注樁鋼筋籠質量檢驗標準
圖:混凝土灌注樁質量檢驗標準
2.5.4 施工驗收資料
樁基施工驗收應包括下列資料:
(1) 工程地質勘察報告、樁基施工圖、圖紙會審紀要、設計變更單及材料代用通知單等。
(2) 經審定的施工組織設計、施工方案及執行中的變更情況。
(3) 樁位測量放線圖,包括工程樁位線複核簽證單。
(4) 樁孔、鋼筋、混凝土工程施工隱蔽記錄及各分項工程質量檢查驗收單及施工記錄。
(5) 成樁質量檢查報告。
(6) 單樁承載力檢測報告。
(7) 基坑挖至設計標高的樁位竣工平面圖及樁頂標高圖。
2.5.5 樁基礎工程安全技術
(1) 樁基礎工程施工區域,應實行封閉式管理,進入現場的各類施工人員,必須接受安全教育,嚴格按操作規程施工,服從指揮,堅守崗位,集中精力操作。
(2) 按不同類型樁的施工特點,針對不安全因素,制定可靠的安全措施,嚴格實施。
(3) 對施工危險區域和機具(衝擊、錘擊樁機,人工挖掘成孔的周圍,樁架下),要加強巡視檢查,對於有險情或異常情況時,應立即停止施工並及時報告,待有關人員查明原因,排除險情或加固處理後,方能繼續施工。
(4) 打樁過程中可能引起停機面土體擠壓隆起或沉陷,打樁機械及樁架應隨時調整,保持穩定,防止意外事故發生。
(5) 加強機械設備的維護管理,機電設備應有防漏電裝置。
閱讀更多 樂建工程寶 的文章