冲击钻孔灌注桩施工技术

2011-06-13韩雪冬

科技传播 2011年19期

关键词：冲程清孔护筒

韩雪冬

中国水利水电第二工程局有限公司，北京 100120

冲击钻孔灌注桩施工技术

韩雪冬

中国水利水电第二工程局有限公司，北京 100120

冲击钻孔灌注桩施工要依据有关技术文件和施工方案，并做好充分的人力物力等条件的准备情况下进行，只有严格施工工序，才能保证其施工质量，在此本文就冲击钻孔灌注桩施工技术进行详细阐述。

.冲击钻孔灌注桩；施工工艺；技术

1 工序流程编制

在施工前，承包人应编制工序流程图，作为各工序施工操作、保证施工进度的依据，并悬挂在现场。

2 施工技术

施工场地或工作平台应充分考虑施工期间当地的洪水情况，浅水区域平台应高出高水位0.5m～1.0m；潮水区域平台应高出最高水位1.5m～2m，并有稳定护筒内水头的措施。

陆上钻孔桩直接放样桩中心，依据桩中心在四周施放护桩；需搭设水上平台的桩基应先对护筒导向架进行精确放样，导向架内径一般较护筒外径大5cm。护筒埋设后应核对位置，护筒位置偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。

钢护筒在普通作业场合及中小孔径条件下，一般使用不小于8mm厚的钢板制作；在深水、复杂地质及大孔径等条件下，应用厚度不小于12mm的钢板卷制，为增加刚度，可在护筒上下端和接头外侧焊加劲肋。护筒顶部应设置护筒盖。

当护筒长度小于6m时，有钻杆的正反循环钻护筒内径必须大于桩径20cm；无钻杆导向的正反潜水电钻和冲抓、冲击锥护筒内径必须大于桩径30cm；深水或感潮区且无钻杆导向的护筒内径必须比桩径大40cm。

护筒顶端高度及护筒的埋置深度：护筒顶端高度及埋置深度应按规范执行。

泥浆：

1）泥浆的比重应根据钻进方法、土层情况适当控制，一般不超过1.2，冲击钻孔一般不超过1.4，尤其要控制清孔后的泥浆指标。泥浆的具体性能指标参照规范（JTJ041-2000公路桥涵施工技术规范的简称，下同）；

2）泥浆用水必须使用不纯物含量少的水，没有饮用水时，应进行水质检查；

3）在护筒底下的复杂覆盖层施工大直径钻孔桩时，选用泥浆应根据地质情况、钻机性能、施工经验等确定，宜参照钻井采用的泥浆或添加剂。

3 施工过程

3.1 泥浆的循环和净化处理

旱地泥浆循环、净化方法：制浆池和沉淀池大小视制浆能力、方法及钻孔所需流量而定，及时清理池中沉淀，运至弃土场摊铺、晾晒、碾压。

3.2 冲击钻孔

1）开钻时应先在孔内灌注泥浆，如孔内有水，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆；

2）开孔及整个钻进过程中，应始终保持孔内水位高出地下水位1.5m～2.0m，并低于护筒顶面0.3m，掏渣后应及时补水；

3）在淤泥层和粘土层冲击时，钻头应采用中冲程（1.0m～2.0m）冲击，在砂层冲击时，应添加小片石和粘土采用小冲程（0.5m～1.0m）反复冲击，以加强护壁，在漂石和硬岩层时应更换重锤小冲程（1.0m～2.0m）冲击。在石质地层中冲击时，如果从孔上浮出石子钻碴粒径在5mm～8mm之间，表明泥浆浓度合适，如果浮出的钻碴粒径小又少，表明泥浆浓度不够，可从制浆池抽取合格泥浆进入循环；

4）冲击钻进时，机手要随进尺快慢及时放主钢丝绳，使钢丝绳在每次冲击过程中始终处于拉紧状态，既不能少放，也不能多放，放少了，钻头落不到孔底，打空锤，不仅无法获得进尺反而可能造成钢丝绳中断、掉锤。放多了，钻头在落到孔底后会向孔壁倾斜，撞击孔壁造成扩孔；

5）在任何情况下，最大冲程不宜超过6.0m，为正确提升钻锥的冲程，应在钢丝绳上作长度标志；

6）地质条件较差的相邻桩孔，不得同时钻进。

3.3 成孔与终孔

1）钻孔过程应用碳素笔详细记录施工进展情况，包括时间、标高、档位、钻头、进尺情况等；

2）每钻进2m（接近设计终孔标高时，应每0.5m）或地层变化处，应在出碴口捞取钻碴样品，洗净后收进专用袋内保存，标明土类和标高，以供确定终孔标高；

3）钻孔灌注桩在成孔过程、终孔后要对钻孔进行阶段性的成孔质量检查，用专用检孔器进行检验，条件限制时可使用钢筋笼检孔器检验，检孔器外径应比钢筋笼外径大10cm，长度不小于孔径 4～6倍。

3.4 清孔

清孔原则采取二次清孔法，即成孔检查合格后立即进行第一次清孔，并清除护筒上的泥皮；钢筋笼下好，并在浇注砼前再次检查沉淀层厚度，若超过规定值，必须进行二次清孔，二次清孔后立即灌注砼。

3.5 钢筋笼加工就位

1）钢筋笼应在硬化后场地上，并铺设枕木进行制作，制好后的钢筋骨架必须平整垫放，钢筋笼加工要求采用模具标准化制作；

2）钢筋笼应每隔1m～2m设置临时十字加劲撑，以防变形；加强箍肋必须设在主筋的内侧，环形筋在主筋的外侧，并同主筋进行点焊而不是绑扎；

3）每节骨架均应有半成品标志牌，标明墩号、桩号、节号、质量状况；

4）第一节钢筋笼放入孔内，取出临时十字加劲撑，在护筒顶用工字钢穿过加劲箍下挂住钢筋笼，并保证工字钢水平和钢筋笼垂直。吊放第二节钢筋笼与第一节对准后进行机械套管连接或焊接，下放，如此循环；下放钢筋笼时要缓慢均匀，根据下笼深度，随时调整钢筋笼入孔的垂直度，尽量避免其倾斜及摆动；

5）钢筋笼保护层必须满足设计图纸和规范的要求。钢筋笼保护层垫块推荐采用绑扎砼轮型垫块，砼垫块半径大于保护层厚度，中心穿钢筋焊在主筋上，每隔2m左右设一道，每道沿圆周对称设置不小于4块；

6）机械套管连接时必须使竖向主筋对号，再同步拧紧套管，使套管两端正处于上下主筋已标明的划线上，否则应调整重来，确保钢筋连接质量；

7）钢筋笼下放到位后要对其顶端定位，防止浇注砼时钢筋笼偏移、上浮，下放过程要留存影像资料。

3.6 埋设检测管

桩基长度大于40m及水中桩基应设置声测管。

3.7 水下砼灌注

钻孔桩水下砼灌注一般采用直升导管法，施工要求如下：

1）导管选用：导管直径按桩长、桩径和每小时需要通过的砼数量决定，参照施工设计及下表；导管的壁厚应能满足强度和刚度的要求，确保砼安全浇注；

导管直径表

2）导管在使用前和使用一个时期后，应对其规格、质量和拼接构造进行认真地检查外，还需做拼接、过球和水密、承压、接头、抗拉等试验；

3）导管埋深严格按照规范要求执行；

4）水下砼的强度、抗渗性能、坍落度等应符合设计、规范要求。砼的生产能力应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕。灌注时间不得长于首批砼初凝时间。对于灌注时间较长的桩，应对砼生产量和浇注时间进行计算后，设计砼的初凝时间；

5）灌注前应检查拌和站、料场、浇灌现场的准备情况，确定各项工作就绪后方可进行；

6）首批砼灌入孔底后，立即测探孔内砼面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内进水，表明出现灌注事故，应立即进行处理；

7）为防止钢筋骨架上浮，当灌注的砼顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低砼的灌注速度。当砼拌和物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上即可恢复正常灌注速度。灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停顿；

8）要加强灌注过程中砼面高度和砼灌注量的测量和记录工作，可按照每灌注8m3测一次（约一罐车砼），及时绘制成曲线，以确定桩的灌注质量，水下砼灌注时，严禁用泵车泵管直接伸入导管内进行灌注，必须要有料斗进行灌注”。（将泵管直接伸入到导管里面进行灌注，这样易产生砼离析，同时在导管内易产生高压空气囊而形成堵管）；

9）在灌注将近结束时，由于导管内砼柱高度减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大。如在这种情况下出现砼顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。为确保桩顶砼质量，桩砼灌注要比设计高1.0m以上。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。