论高速公路冲击钻孔灌注桩施工

2014-10-21张玲

建筑遗产 2014年7期

关键词：清孔护筒泥浆

张玲

摘要：灌注混凝土前检测孔底沉渣厚度及泥浆指标符合规范要求后，开始灌注混凝土

关键词：钻孔施工；施工工艺

1. 概述

1.1桩基础设计情况

广深沿江高速广州段桩基础采用钻孔灌注桩基础。

两丫涌高架桩基采用C25砼，直径为1.6m和1.8m，按端承桩设计，持力层为微风化泥质粉砂岩，要求地质岩层RQD≥25%，桩基嵌入微风化岩层不少于1D（D为桩径），桩底沉淀土厚度不大于5cm，桥台桩径为1.5m，共20+36×4根桩，桩长为16.0～34.3m不等。

进港高架桥桩基采用C25砼，为摩擦桩或嵌岩桩基础，持力层为中～微风化岩，桥墩桩径为1.6m和1.8m，桥台桩径为1.3m，共32×4+16根桩。

1.2地质情况

桥位区覆盖层主要由粘性土、软土及砂组成，厚度为3.8～20.9m，下伏基底为泥质粉砂岩、粉砂岩、砂岩等风化岩，弱风化岩面局部起伏较大，所揭露的中风化岩面约-3.96～-12.8m。

2.技术要求

2.1施工前按设计提拱的配合比进行试验，确定施工配合比。

2.2混凝土的拌和采用场地集中拌和，砼灌车运输至现场。

2.3钢筋笼按设计图纸要求，分节施工，报请监理单位验收。

2.4钻孔过程中，每钻进1m，提取一次渣样，并由钻机班长如实填写钻孔记录表。

3.施工程序与工艺流程

施工准备→测量定位→埋设钢护筒→配制泥浆→安装钻机→钻进→终孔→清孔→钢筋笼制作与安装→安装导管→二次清孔→灌注水下混凝土

4.施工工艺

4.1测量定位

平整场地后，根据设计桩位，准确定出钻孔中心位置，并引出护桩，在施工全过程中要注意保护好护桩，要经常校核桩位。

4.2埋设钢护筒

⑴水中墩钢护筒

①在钻孔平台上拼装钢护筒导向架，测量放线定桩位→对接钢护筒→整体起吊钢护筒入水→调整护筒倾斜度及位置缓慢入床至稳定→安装震动打桩锤振动下沉→安装钻机开始水上钻孔桩施工

4.3配制泥浆

开挖泥浆池，选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，利用钻机旋转造浆，造浆量为2倍桩的混凝土体积，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。泥浆性能指标如下：

泥浆比重：使用管形钻头钻孔时，入池泥浆比重可为1.1～1.3；使用实心钻头钻孔时，当为黏土、粉土时，孔底泥浆比重不宜大于1.3，当为大漂石、卵石層时，孔底泥浆比重不宜大于1.4，当为岩石时，孔底泥浆比重不宜大于1.2。

4.4钻孔

⑴安装钻机

钻孔平台搭设好后，将钻机移至桩位，用钢枕作机座，使底座平稳，钻机底座用倒链滑车交叉对称拉紧，保证在钻进和运行中不产生位移和沉陷，钻架和钻杆要竖直，钻头、钻杆和钻径中心在一铅垂线上，其最大偏差不得大于50mm，以保证孔位正确，钻孔顺直。

⑵钻进

①柱桩采用冲击钻钻孔。钻孔时开孔进入护筒底口段，向护筒内倒入小片石夹黏土混合物（比值约1：1）用小冲程冲击，施工中应注意保持重锤导向作用，保证成孔垂直度。钻孔作业要连续，同样也应经常对钻孔泥浆抽检试验，不符合要求及时调整。其目的使护筒至粉砂层之间形成圆顺、坚实的过渡段，进入卵石层后加入大比重（γ=1.3）高质量泥浆和少量水泥。采用重锤导向冲击法钻孔，使卵石层形成坚硬的孔壁，防止塌孔现象，直至设计高程。

②开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应低挡慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下1m后，可按土质以正常速度钻进。如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中到入粘土，再放下钻锥倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。

③在砂类土或软土层钻进时，易坍孔。宜选用平底钻锥、控制进尺、轻压、低挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进。

④泥浆补充与净化：开始前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中，如泥浆有损耗、漏失，应予补充。并应按泥浆检查规定，按时检查泥浆指标，遇土层变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标。

⑶终孔

当钻孔达到设计标高孔位后，对孔深、孔径、孔位和孔形、倾斜度、孔底地质情况进行检查，然后填写终孔记录，并及时通知监理工程师到现场检查验收。合格后方准进入下一道工序。孔深、孔径、倾斜度等符合下列要求：孔深不小于设计孔深，并进入设计土层；孔径不小于设计孔径；倾斜度小于1%孔深；孔位偏差为50mm。

⑷清孔

钻孔达到要求深度后采用灌注桩孔径监测系统进行检查，各项指标符合要求后立即进行清孔。清孔禁止采用掏碴筒，建议采用换浆法：即钻孔完成后，提起钻头至距孔底20cm，继续旋转，逐步把孔内浮悬的钻渣换出，在清孔排渣时注意保持孔内水头，防止坍孔、缩颈。

4.5 钢筋笼制作、安装

⑴钢筋笼制作

①钢筋笼在钢筋加工车间分段制作，或现场制作，以定尺钢筋长度为宜。主筋在制作前必须整直，没有局部的弯折。主筋一般应尽量用整根钢筋，分段后的钢筋接头应相互错开，保证同一截面内的接头数目不超过主筋总数的50%，接头错开间距不小于35d（d为钢筋直径），且不得小于50cm。

②为了保证钢筋笼的顺直以利于安装，每节钢筋笼制作完毕之后，在其两端搭接焊缝中心处作出垂直于钢筋笼轴线的截面，并在钢筋上作出显著标记，钢筋笼逐节下放焊接时，使上下二节标记互相重合。

③钢筋笼的焊接、绑扎必须牢固，应保证焊缝长度和饱满度。本桩身钢筋笼分段制作完后，吊运至现场边下放边连接。分段制作时采用搭接焊，两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致，接头的长度单面焊不小于10d，双面焊不应小于5d。焊缝要求清除焊渣、焊缝饱满。

④钢筋笼制作允许偏差。

⑵钢筋笼安装

①钢筋笼顶端应根据孔顶标高设置吊筋。

②起吊时，吊点应拴牢并布置于直径方向，起吊过程中必须防止钢筋笼变形，使钢筋笼吊起后呈自然铅直状态。

③钢筋笼接长时，两钢筋笼必须保持垂直和对位良好。

④吊入鋼筋笼时对准孔位轻放、慢放。若遇阻碍，随起随落和正反旋转使之下放。不高起猛落，强行下放，以防碰坏孔壁而引起塌孔。

4.6 砼灌注

⑴安装导管

①导管使用前应组装编号，根据孔深计算导管长度及节数，导管应顺直并进行水密试验，确认导管不漏水及拆接情况良好才能下入孔中。

②用吊机辅助下导管，下放导管时小心操作，避免挂碰钢筋笼，并做好记录。

⑵二次清孔

①导管下完后，利用灌注导管接上泥浆泵进行二次清孔换浆使孔底沉淀≤5cm。二次清孔采取气举反循环实现。

②二次清孔完毕，将导管轻轻下放到也底，然后再往上提升25～40cm，与导管的理论长度进行比较，吻合之后，将导管固定在灌注平台孔座上。

③灌注混凝土前检测孔底沉渣厚度及泥浆指标，直至达到设计和规范要求再拆除封头，接上混凝土初灌漏斗，检查孔底沉渣厚度，符合规范要求后，开始灌注混凝土.

⑶灌注水下混凝土

①计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。

②桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，导管直径为25-30cm。在灌注过程中，导管的埋置深度应控制在2～6m。同时应经常测探孔内混凝土面的位置，即时调整导管埋深。

③导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。

④当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度，可拆除1节或2节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度面定）。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，并挂上升降设备，然后松动导管的接头螺栓或快速接头，同时降起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除或快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌注。

5.材料要求

5.1护筒要求内部无突出物，不漏水；

5.2泥浆原料尽可能使用膨润土，使用粘土时应符合下列要求：

a.自然风干后，用手不易掰开捏碎；

b.干土破碎时，断面有坚硬的尖锐棱角；

c.用刀切开时，切面光滑、颜色较深。

e.水浸湿后有粘滑感，加水和成泥膏后，容易搓成1mm的细长泥条，用手指揉捻，感觉砂粒不多，浸水后能大量膨胀；

5.3钢筋品种、级别、力学性能、规格和数量必须符合设计要求。

5.4施工用水的水质应符合工程用水标准。

5.5水泥、砂、碎石的选用均应均应满足设计要求。外加剂的存放应与原地面架空隔离，并有防风、雨设施，防止材料受潮、变质。

7.设备机具配置

8.质量控制及检验