灌注樁基施工

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灌注樁基施工

1)施工流程

2)施工準備

3)鑽孔

4)清孔

5)吊放鋼筋籠

6)灌注水下混凝土

灌注樁施工流程

灌注樁基施工

施工主要工序:場地準備→埋設護筒→製備泥漿→ 鑽孔→清孔→吊放鋼筋籠→灌注水下混凝土

灌注樁基施工

3)施工準備 

場地準備 

旱地:平整 、 夯實場地 

淺水:築島 

深水:圍堰法

埋設護桶 

護筒的作用: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。 

護筒的製作要求:護筒通常採用鋼筋混凝土和鋼製兩種,視具 體情況而定。鋼護筒厚4~8mm,鋼筋混凝土護筒厚8~10cm 。 護筒上部設1~2個溢漿孔,護筒的內徑比灌注樁設計直徑稍大。 用迴轉鑽機鑽孔的宜加大20~30釐米;用衝擊鑽和衝抓鑽鑽孔 的宜加大30~40釐米。

護筒的埋設要求:

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;

埋設護筒可採用挖埋或錘擊、振動、加壓等方法;

埋置深度一般情況為2—4米,特殊情況應加深;

護筒頂端高程應滿足孔內水位設置高度的要求;

灌注樁基施工

泥漿製備 

泥漿作用:在孔壁形成泥皮穩定孔壁、懸浮鑽渣、潤滑鑽具 、 正循環排渣。 

組成及要求:鑽孔泥漿由水、黏土和添加劑組成。

按鑽孔方法 和地質情況,一般需採用泥漿懸浮鑽渣和護壁。除地層本身全為 黏性土,能在鑽進中形成合格泥漿外,開工前應準備數量充足和 性能合格的黏土和膨潤土。調製泥漿時,先將土加水浸透,然後 用攪拌機或人工拌制,按不同地層情況嚴格控制泥漿濃度。為了 回收泥漿原料和減少環境汙染,應設置泥漿循環淨化系統。

灌注樁基施工

灌注樁基施工

鑽機就位 

要求

能夠承受鑽具和其他輔助設備的重量,具有一定的剛 度,具有足夠的高度。

鑽孔過程中,成孔中心必須對準樁位中心,鑽架必須 保持平穩,不發生位移、傾斜和沉陷。

鑽架安裝就位時,應詳細測量,底座應用枕木墊實、 塞緊,頂端用纜風繩固定平穩,並在鑽進過程中經常檢查。

3)鑽孔 

鑽孔施工方法:

無論採用哪種鑽孔方法,都要遵循以下一般要求: 鑽孔就位前,應對鑽孔的各項準備工作進行檢查,包括場 地與鑽機座落處的平整和加固,主要機具的檢查與安裝。 必須及時填寫施工記錄表,交接班時應交代鑽進情況及下 一班應注意事項。

鑽機底座和頂端要平穩,在鑽進和運行中不應產生位移 和沉陷。迴轉鑽機頂部的起吊滑輪緣、轉盤中心和樁位中 心三者應在同一鉛垂線上,偏差不超過2 cm。 

鑽孔作業應分班連續進行,經常對鑽孔泥漿性能指標進 行檢驗,不符合要求時要及時改正。

鑽孔施工機具

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衝抓錐鑽進

衝抓錐是一種最簡單的鑽孔機械, 由三角立架、錐頭、 捲揚機三部分組成,如下圖所示。施工時使三角立架固定 滑輪,繞過滑輪的鋼絲繩下端吊著由三塊鋼錐片組成的錐 頭;錐頭張開的最大外圍尺寸與樁孔直徑相同。錐頭對準 樁孔中心,放開制動,錐頭在自重作用下下落,打入孔內 土層中。捲揚機將其向上提升時,通過拉索使錐頭合攏, 砂土被封閉在錐體內提升至井外。

等錐體提升至孔口以上時,工人及時在井口放置一塊鋼 蓋板,將手推車或其他運輸工具放於其上。打開錐頭控制栓, 使錐頭張開,土體落入運輸車中運走。移走鋼板,即進行下 一輪衝抓作業,如此循環鑽進。 該方法的優點是所需機械簡 單,成本較低。缺點是施工自動化程度低,需人工清運渣土, 勞動強度大,施工速度較慢。適用於砂礫石和砂土地層。注 意:應以小衝程穩而準地開孔,待錐具全部進入護筒後,再 松錐進行正常衝抓。提錐應緩慢,衝擊高度一般為1.0~2.5 m。

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衝擊鑽孔

衝擊鑽孔設備由衝擊鑽頭、三角立架、捲揚機三部分 組成。該方法適用於砂礫石和岩石地層。其工作原理是: 用捲揚機讓鋼絲繩通過三角立架上的滑輪將錐頭提起,然 後放開卷揚機,使錐頭自然下落,錐頭的衝擊作用將砂礫 石或岩石砸成碎末、細渣,靠泥漿將其懸浮起來排出孔外。 錐體一般為圓柱形,用鋼材製成,錐頭呈十字形,利於破 碎岩石。

一般可先用60~80 cm的細錐頭鑽進,然後再用大 錐頭擴孔至設計孔徑。這樣一是可以保證孔壁穩定,防 止塌孔;二是可以提高功效。捲揚機可以人工操作,也 可以選用自動操作設備,因而該方法節省人力,可以24 h連續作業,施工效率較高,在工程中普遍適用。

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施工時應注意以小衝程開孔,使初成孔堅實、豎直、圓順並起 導向作用。鑽進深度超過鑽錐全衝程後才能施行正常衝擊。若遇堅 硬漂卵石層,可採用中、大沖程,但最大沖程不宜超過4~6 m。鑽 進過程中及時排除鑽渣,並添加黏土造漿,防止塌孔和沉積,從而 使鑽錐經常衝擊新鮮地層。衝擊表面不平整的漂石、硬巖時,應先 投入黏土夾小片石,將表面墊平後再鑽進,防止出現偏孔、斜孔。

正反循環鑽孔

用鑽頭旋轉切削土體鑽進,泥漿泵將泥漿壓進鑽桿頂 部的泥漿龍頭,通過鑽桿中心從鑽頭噴入鑽孔內,泥漿攜 帶鑽渣沿鑽孔上升,從護筒頂部的排漿孔排出至沉澱池, 鑽渣在此沉澱而泥漿流入泥漿池循環使用。該方法適用於 淤泥、黏性土、砂土以及礫卵石粒徑小於10 cm且含量小 於20%的碎石土。其優點是鑽進與排渣同時連續進行,在 適用的土層中鑽進速度較快。缺點是需設置泥漿槽、沉澱 池等,施工佔地較大且機具設備較複雜。

灌注樁基施工

反循環鑽機施工與正循環法不同的是泥漿輸入鑽孔內, 然後從鑽頭的鑽桿下口吸進,通過鑽桿中心排出至沉澱池 內。該方法適用於軟巖、黏性土、砂土以及礫卵石粒徑小 於鑽桿內徑2/3、含量小於20%的碎石土。其鑽進與排渣 效率較高,但接長鑽桿時裝卸麻煩,鑽渣容易堵塞管路。 另外,因泥漿是從下向上流動,孔壁坍塌的可能性較正循 環法大,為此需用較高質量的泥漿。

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旋挖鑽鑽孔

主要適於砂土、粘性土、粉質土等土層施工,最大成孔 直徑可達1.5~4m,最大成孔深度為60~90m,可以滿足各 類大型基礎施工的要求。

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灌注樁基施工

4)清孔 

目的: 鑽孔過程中會有一部分泥漿和鑽渣沉於孔底,必須 將這些沉積物清除乾淨,才能使灌注的混凝土與地層或 岩層緊密結合,保證樁的承載能力。 

方法: 

抽漿清孔 

換漿清孔 

掏渣清孔

掏渣清孔法是用掏渣筒、大鍋錐或衝抓錐清掏孔底粗鑽渣,僅 適用於機動推鑽、衝抓、衝擊鑽孔的各類土層摩擦樁的初步清孔。

抽漿清孔法清孔效果較好,適用於各種方法鑽孔的柱樁和摩擦 樁,一般用反循環鑽機、空氣吸泥機、水力吸泥機或真空吸泥泵等 進行。

換漿清孔法適用於正循環鑽孔的摩擦樁。在鑽孔完成之後,提 升鑽錐距孔底10~20 cm,繼續循環,以相對密度較低(1.1~1.2) 的泥漿壓入,把鑽孔內的懸浮鑽渣和相對密度較大的泥漿換出。

噴射清孔法只宜配合其他清孔方法使用,是在灌注混 凝土前對孔底進行高壓射水或射風數分鐘,使剩餘少量沉 澱物漂浮後,立即灌注水下混凝土。

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5)吊放鋼筋籠

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6)灌注水下混凝土 。

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0.8m以上,然後剪斷懸吊隔水栓 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。

導管是灌注水下混凝土的重要工具,一般選用剛性導管。剛 性導管用鋼管制成,內徑一般為25~35 cm,每節長約4~5 m, 用端頭法蘭盤螺栓連接,接頭間夾有橡膠墊防止漏水。

導管上口一般設置儲料槽和漏斗,在灌注末期,當灌注樁樁 頂低於井孔中水面時,漏斗底口高出水面不宜小於4~6 m;當 樁頂高於井孔中水面時,漏斗底口高出樁頂不宜小於4~6 m。

導管使用前應進行必要的水密、承壓和接頭抗拉等試驗。吊裝前 應進行試拼,接口連接應嚴密、牢固。吊裝時,導管應位於井孔 中央,並在混凝土灌注前進行升降試驗。

灌注混凝土之前,應先探測孔底泥漿沉澱厚度。如果大於 規定,要再次清孔,但應注意孔壁的穩定,防止塌孔。運至樁 位的混凝土應檢查其均勻性和坍落度,如不符合要求,應進行 第二次拌和。二次拌和仍達不到要求時不能使用。還要注意:

導管下口至孔底的距離一般為25~40 cm;

導管埋入混凝土中的深度以不小於1 m為宜。首批灌注混 凝土的數量應能滿足導管初次埋置深度(≥1.0 m)和填充導管底 部間隙的需要。

灌注樁基施工

混凝土灌注方法為當鋼筋籠就位,導管下至設計深度,首批 混凝土已拌和完畢運送至樁位處時,即可開始灌注混凝土(俗稱 灌樁)。首批灌注時應在導管漏斗底口處設置可靠的防水設施(一 般放置一個直徑與管內孔完全吻合的木球)。混凝土倒入漏斗, 壓住木球向下運動,導管中水從管底壓出,從井口逐漸排向井外, 混凝土靠自重和向下衝力壓至孔底。隨著混凝土不斷灌入,孔內 混凝土面逐漸升高,井內積水不斷上升,直至混凝土灌滿全孔, 水全部被排出。注意,首批灌注的混凝土的初凝時間不得早於灌 注樁全部混凝土灌注完成時間,必要時要加入緩凝劑。

每灌一段時間,要及時抽拔導管,導管埋入混凝土中的 深度不能大於6 m,但也不能小於2 m,要根據混凝土的灌入 量計算灌注高度,從而確定提升導管時間。導管提升太快, 若超過已灌混凝土表面,就會形成斷樁;若抽拔不及時,埋 入過深,則有可能因為混凝土初凝,使導管不能拔除,造成 工程事故。因此必須嚴格控制導管提升時間。

混凝土灌注開始後,必須連續進行,無論白天黑夜、 颳風下雨都必須連續作業。提升拆除導管的時間要儘可能 縮短。在灌注過程中,應將井孔內溢出的泥漿引流至適當 位置,防止汙染環境及河流。灌注的樁頂標高應比設計標 高高出0.5~1.0 m,待開挖基坑澆築承臺時鑿除俗稱破樁 頭),目的是將孔內泥漿全部排除,保證樁體成樁質量。


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