水利水電工程師關(guān)于泵吸反循環(huán)鉆孔灌注樁施工工藝

鉆孔灌注樁施工

1、本工程樁基采用泵吸反循環(huán)鉆孔灌注樁，持力層選用中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值frk=6.0MPa，樁端進(jìn)入持力層1d且不小于1m，且需穿透軟弱夾層。

2、一柱一樁樁中心對(duì)應(yīng)于柱形心，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，樁主筋保護(hù)層厚度為50mm。

3、樁基施工完成后，應(yīng)按省有關(guān)規(guī)定對(duì)樁身質(zhì)量和樁基承載力進(jìn)行檢測(cè)，檢驗(yàn)合格后，才能進(jìn)行下一道工序的施工。

4、本工程樁直徑有600mm、1000mm、1200mm、1400mm、1500mm、1800mm等。

鉆孔樁工藝流程

見下流程圖。

鉆孔灌注樁主要施工方法

(一) 放樣定位

工程開工前，根據(jù)軸線及樁位布置情況，在場地內(nèi)建立測(cè)量控制網(wǎng)，然后依據(jù)控制網(wǎng)測(cè)放各樁位中心點(diǎn)。

(二) 埋設(shè)護(hù)筒

護(hù)筒直徑應(yīng)比樁孔直徑大100mm，長度應(yīng)滿足護(hù)筒底進(jìn)入黏土層不少于0.5m 的要求，護(hù)筒頂端高出地面0.3m，護(hù)筒埋設(shè)的傾斜度控制在1%以內(nèi)，護(hù)筒埋設(shè)偏差不超過30mm，護(hù)筒四周用黏土回填，分層夯實(shí)。

(三) 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)就位必須穩(wěn)固、周正、水平，確保“天車、轉(zhuǎn)盤中心、樁位中心”三點(diǎn)成一線，鉆機(jī)的轉(zhuǎn)盤中心與樁位中心誤差不大于10mm。

清理

施工準(zhǔn)備

放樣定位

清除障礙物埋設(shè)護(hù)筒

鉆機(jī)就位

鉆進(jìn)成孔

一次清孔泥漿外運(yùn)

吊放鋼筋籠

下導(dǎo)管二次清孔

安放球膽測(cè)導(dǎo)管埋深

水下混凝土灌注

水中養(yǎng)護(hù)

沉渣是否滿足要求?

提導(dǎo)管

撈渣凈化泥漿

P<1.15?

挖設(shè)泥漿循環(huán)系統(tǒng)

試塊制作

設(shè)備材料進(jìn)場

鋼筋籠制作

是否合格?

鋼筋籠存放

處理泥漿

抗壓試驗(yàn)

起拔護(hù)筒

否

是

圖6-6 鉆孔灌注樁工藝流程圖

(四) 鉆進(jìn)成孔

針對(duì)本工程的地質(zhì)特點(diǎn)： 樁基以中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖作為樁端持力層。結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)，我方采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法進(jìn)行成孔：在護(hù)筒埋設(shè)并定位后，首先使用GPS-20型回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆進(jìn)，該鉆機(jī)扭矩大，轉(zhuǎn)速高，成孔效率也比一般鉆機(jī)高，適合在強(qiáng)風(fēng)化層或卵石層中鉆進(jìn)。

在成孔過程中采用泥漿護(hù)壁。對(duì)于回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，利用鉆進(jìn)過程中鉆頭對(duì)泥土的攪拌作用自然造漿，根據(jù)實(shí)際需要可對(duì)泥漿的比重進(jìn)行調(diào)節(jié)，在施工過程中泥漿比重一般控制在1.2~1.3 之間，泥漿在循環(huán)過程中在孔壁表面形成泥皮，它和泥漿的自重對(duì)孔壁起到保護(hù)作用，防止孔壁坍塌。通過試成孔施工，泥漿護(hù)壁效果比較好，完全可以滿足施工的需要。

(五)一次清孔

在鉆機(jī)鉆至設(shè)計(jì)孔深后，將鉆頭提離孔底300～500mm，慢轉(zhuǎn)，開足泵量進(jìn)行一次清孔，重點(diǎn)是攪碎孔底較大顆粒的泥塊，同時(shí)上返孔內(nèi)尚未返出孔外的鉆渣。時(shí)間為3h 左右。

(六)鋼筋籠制作與安放

1.鋼筋籠制作

鋼筋籠在現(xiàn)場分節(jié)制作，主筋與加強(qiáng)筋全部焊接，螺旋筋與主筋采用隔點(diǎn)焊加固，鋼筋籠制作符合設(shè)計(jì)要求外，還應(yīng)符合下表規(guī)定。

鋼筋籠制作允許偏差表

項(xiàng)目允許偏差

1主筋間距±10

2箍筋間距±20

3鋼筋籠直徑±10

4鋼筋籠長度±50

制作好的鋼筋籠，即進(jìn)行逐節(jié)驗(yàn)收，合格后掛牌存放。

2.鋼筋籠孔內(nèi)安放

鋼筋籠在孔口焊接，單面焊10d，焊縫高度≥0.3d，焊縫寬度≥0.7d。兩段籠子應(yīng)保持順直，同截面接頭不得超過配筋的50%，間距錯(cuò)開，不少于35d。鋼筋焊接完好后，應(yīng)緩慢下放至孔內(nèi)，嚴(yán)禁砸籠，隔4m 在鋼筋籠四周均勻設(shè)立4 個(gè)水泥保護(hù)塊，鋼筋籠下放至預(yù)定位置后，應(yīng)在孔口固定，以防其上竄或下沉。

(七) 下導(dǎo)管

1.導(dǎo)管的選擇

采用絲扣連接的導(dǎo)管，其內(nèi)徑φ250，底管長度為4m，中間每節(jié)長度一般為2.5m。在導(dǎo)管使用前，必須對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行外觀檢查、對(duì)接檢查和壓水試驗(yàn)。

(1)外觀檢查：檢查導(dǎo)管有無變形、坑凹、彎曲，以及有無破損或裂縫等，并應(yīng)檢查其內(nèi)壁是否平滑，對(duì)于新導(dǎo)管應(yīng)檢查其內(nèi)壁是否光滑及有無焊渣，對(duì)于舊導(dǎo)管應(yīng)檢查其內(nèi)壁是否有混凝土粘附固結(jié)。

(2)對(duì)接檢查：導(dǎo)管接頭絲扣應(yīng)保持良好。連接后應(yīng)平直，同心度要好。

(3)壓水試驗(yàn)：在連接后導(dǎo)管內(nèi)先加70%的清水，然后一端密封，另一端通過空壓機(jī)加壓到0.5~0.6MPa，維持壓力不變，滾動(dòng)導(dǎo)管看是否漏水，時(shí)間約為15min。

經(jīng)以上檢驗(yàn)合格后方可投入使用，對(duì)于不合格導(dǎo)管應(yīng)嚴(yán)禁使用。導(dǎo)管長度應(yīng)根據(jù)孔深進(jìn)行配備，滿足二次清孔及水下混凝土澆筑的需要，即二次清孔時(shí)能下至孔底;水下澆筑時(shí)，導(dǎo)管底端距孔底0.5m 左右，混凝土應(yīng)能順利從導(dǎo)管內(nèi)灌至孔底。

2.導(dǎo)管下放導(dǎo)管在孔口連接處應(yīng)牢固，設(shè)置密封圈，吊放時(shí)，應(yīng)使位置居中，軸線順直，穩(wěn)定沉放，避免卡掛鋼筋籠和刮撞孔壁。

(八) 二次清孔

1、二次清孔采用反循環(huán)法。

將泥漿從已下的導(dǎo)管中注入樁底，從而形成流動(dòng)，因?yàn)閷?dǎo)管的內(nèi)斷面積大大小于導(dǎo)管外壁與樁壁間的環(huán)狀斷面積，便形成了流速、流量極大的反循環(huán)，攜帶沉渣從導(dǎo)管內(nèi)反出，從而起到極好的清孔效果。

2、二次清孔采用泵吸反循環(huán)法。

如發(fā)現(xiàn)孔底有大的碎塊，一般的反循環(huán)法無法清理，則可采用泵吸反循環(huán)清孔是利用空壓機(jī)的壓縮空氣，通過風(fēng)管(水管)送至孔內(nèi)氣漿混合器，高壓氣與泥漿混合，在導(dǎo)管內(nèi)形成一種密度小于泥漿的漿氣混和物，漿氣混合物因其比重小而上升，在導(dǎo)管內(nèi)混合器底端形成負(fù)壓，下面的泥漿在負(fù)壓的作用下上升，并在壓氣動(dòng)量的聯(lián)合作用下，不斷補(bǔ)漿，上升至混合器的泥漿與氣體形成氣漿混合物后繼續(xù)上升，從而形成流動(dòng)，因?yàn)閷?dǎo)管的內(nèi)斷面積大大小于導(dǎo)管外壁與樁壁間

的環(huán)狀斷面積，便形成了流速、流量極大的反循環(huán)，攜帶沉渣從導(dǎo)管內(nèi)反出，從而起到極好的清孔效果。經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)，直徑在10 ㎝以內(nèi)的卵石及碎石都可從孔底反出。

泵吸反循環(huán)清孔工作操作要領(lǐng)及注意事項(xiàng)：

1.導(dǎo)管下放深度以出漿管底距沉淤面30~40cm 為宜，風(fēng)管(水管)下放深度一般以氣漿混合器至泥漿面距離與孔深之比的0.55~0.65 來確定。

2.空壓機(jī)的主要參數(shù)：風(fēng)量6~9m3/min，風(fēng)壓0.7MPa。出水管直徑> φ110，送風(fēng)管直徑(水管) φ25?；旌掀饔?phi;25 水管制作，在1m左右長度范圍內(nèi)打6 排，每排4 個(gè)φ8 孔即可。

3.開始送風(fēng)時(shí)應(yīng)先孔送漿(補(bǔ)漿)，停止清孔時(shí)應(yīng)先關(guān)氣后斷漿。清孔過程中，特別要注意補(bǔ)漿量，嚴(yán)防因補(bǔ)漿不足(水頭損失)而造成

塌孔。

4.送風(fēng)量應(yīng)從小到大，風(fēng)壓應(yīng)稍大于孔底水頭壓力，當(dāng)孔底沉渣較厚、塊度較大，或沉淀板結(jié)時(shí)，可適當(dāng)加大送風(fēng)量，并搖動(dòng)出水管(導(dǎo)管)，以利排渣。

5.隨著鉆渣的排出，孔底沉淤厚度較小，出水管(導(dǎo)管)應(yīng)同步跟進(jìn)，以保持管底口與沉淤面的距離。

6.清孔后，孔內(nèi)泥漿比重應(yīng)小于1.20，黏度18~20s，孔底沉渣厚度≤5cm。

(九)混凝土澆筑

灌注的樁標(biāo)高應(yīng)加一定的高度，一般應(yīng)比設(shè)計(jì)高出不小于1.0米;預(yù)加高度在澆筑墩柱砼前鑿除，在鑿除時(shí)須防止損毀樁身。

1.混凝土的選用：商品砼的選用有信譽(yù)的砼攪拌站為砼供應(yīng)方，砼到達(dá)現(xiàn)場后首先核對(duì)報(bào)碼單，無誤即在現(xiàn)場作坍落度核對(duì)，允許±1～2cm誤差，超過者立即通知攪拌站調(diào)整，嚴(yán)禁在現(xiàn)場任意加水，并按規(guī)定留足抗壓、抗?jié)B試件。從攪拌車卸出的混凝土不得發(fā)生離析現(xiàn)象，否則需重新攪拌合格后方可卸料。

2.混凝土攪拌輸送：混凝土水平及垂直運(yùn)輸采用汽車泵，汽車泵型號(hào)sy5620TH13-37(或由商品混凝土站提供)，每臺(tái)砼泵的最大工作能力約為120m3/h。 輸送泵管路拐彎宜緩，接頭嚴(yán)密，不得有硬彎。輸送混凝土過程中，接長管路時(shí)宜分段進(jìn)行，接好一段，泵出混凝土后方可接長下一段。

3.水下混凝土澆筑：澆筑前，對(duì)不同直徑、深度的樁孔分別計(jì)算出混凝土

澆筑初灌量。施工中要保證澆筑初灌量。澆筑時(shí)導(dǎo)管埋深控制在2~6m，拆管前專人測(cè)量孔內(nèi)混凝土面，并做記錄，澆筑混凝土接近樁頂標(biāo)高時(shí)，應(yīng)控制最后一次澆筑量，確保樁頂標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。

4.試塊制作：在澆樁過程中，隨機(jī)抽取1～2 盤混凝土做試塊，每支樁應(yīng)做一組試塊，制作好的試塊在12h 后拆模，放置靜水中養(yǎng)護(hù)。試塊評(píng)定采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法評(píng)定。

(十) 起拔護(hù)筒

混凝土澆筑結(jié)束后，即起拔護(hù)筒，并將澆筑設(shè)備機(jī)具清洗干凈，堆放整齊。

(十一)回填樁孔

樁孔混凝土澆筑完成后，應(yīng)將上部未灌混凝土部分利用場地內(nèi)護(hù)筒、溝、池、槽開挖出來的泥土、礦渣等進(jìn)行回填，回填滿后，用混凝土重新將孔口封住，變成整塊硬地坪場地。

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