論沖擊鉆孔灌注樁施工技術(shù)的分析與研究_第1頁(yè)
論沖擊鉆孔灌注樁施工技術(shù)的分析與研究_第2頁(yè)
論沖擊鉆孔灌注樁施工技術(shù)的分析與研究_第3頁(yè)
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畢業(yè)論文土木工程沖擊鉆孔灌注樁施工技術(shù)對(duì)質(zhì)量控制的研究西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文任務(wù)書(shū)一、題目:沖擊鉆孔灌注樁施工技術(shù)對(duì)質(zhì)量控制的研究二、指導(dǎo)思想和目的要求:近年來(lái),在云南省的高層建筑、重型廠(chǎng)房、橋梁等工程中大量采用樁基礎(chǔ),樁基已成為工程中重要的基礎(chǔ)形式,在所有樁基類(lèi)型中,灌注樁應(yīng)用最為普遍,其中尤以鉆孔灌注樁為主。鉆孔灌注樁具有低噪音、小震動(dòng)、無(wú)擠土,對(duì)周?chē)h(huán)境及鄰近建筑影響小,能穿越各種復(fù)雜地層和形成較大的單樁承載力,適應(yīng)各種地質(zhì)條件和不同規(guī)模建筑物等優(yōu)點(diǎn)。這種施工方法,可以大大簡(jiǎn)化施工,縮短工期,降低工程造價(jià),而且所需設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步,鉆孔灌注樁的樁長(zhǎng)和樁徑不斷加大,單樁承載力也越來(lái)越高,同時(shí),也使單柱單樁的設(shè)計(jì)成為現(xiàn)實(shí)。由于鉆孔灌注樁的施工大部分用肉眼無(wú)法直接觀察,成樁后也不能進(jìn)行開(kāi)挖驗(yàn)收,尤其對(duì)于長(zhǎng)樁、大樁,其施工難度大,易發(fā)生質(zhì)量事故。而單柱單樁的設(shè)計(jì),對(duì)樁的質(zhì)量要求高,發(fā)生質(zhì)量事故后,加固處理難度大,而且費(fèi)用較高。如果施工中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題,都將直接影響整個(gè)工程的質(zhì)量和進(jìn)度,甚至給投資者造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和不良社會(huì)影響。因此,樁基如何施工是決定基礎(chǔ)工程質(zhì)量的關(guān)鍵階段,要提高樁基工程的質(zhì)量,就必須狠抓施工階段的質(zhì)量控制。研究樁基施工過(guò)程中的質(zhì)量控制方法和要點(diǎn),作到事前預(yù)防為主、事后處理為輔,具有實(shí)際的意義。目前,鉆孔灌注樁的研究,從施工工藝到質(zhì)量檢測(cè),已日益成熟。新的規(guī)范和規(guī)程也不斷出臺(tái),而現(xiàn)行所采取的規(guī)范和規(guī)程,既是指導(dǎo)設(shè)計(jì)、施工的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),又是評(píng)定樁基質(zhì)量的依據(jù)。這些規(guī)范和規(guī)程從總體上對(duì)整個(gè)樁基行業(yè)確立了一個(gè)普遍適用的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程,更加著重于對(duì)施工過(guò)程中可見(jiàn)工序的標(biāo)準(zhǔn)要求,如鋼筋籠的驗(yàn)收,孔深的測(cè)量,混凝土塌落度的檢驗(yàn)。而對(duì)具體項(xiàng)目不同條件下控制要點(diǎn)的研究,沒(méi)有過(guò)細(xì)的總結(jié),對(duì)如何具體操作以完成質(zhì)量目標(biāo)還缺乏針對(duì)性,還存在著實(shí)際操作難以達(dá)到理論要求的現(xiàn)實(shí)情況。由于灌注樁施工屬隱蔽工程,施工結(jié)果往往是不可見(jiàn)的,就具體的灌注樁施工項(xiàng)目而言,由于受不同地質(zhì)工程條件限制,所采用的施工工藝和方法也有所不同,這就使得過(guò)程控制方法、控制要點(diǎn)因不同項(xiàng)目特點(diǎn)而有所不同。如何落實(shí)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范過(guò)程,如何針對(duì)不同項(xiàng)目的特點(diǎn)有針對(duì)性的進(jìn)行施工管理,作到重視細(xì)節(jié)、預(yù)防質(zhì)量事故是當(dāng)務(wù)之急。三、主要技術(shù)指標(biāo):鉆孔灌注樁;沖擊成孔;施工;質(zhì)量控制四、進(jìn)度與要求:6月19日6月16日-66月24日-99月17日-9五、主要參考書(shū)及參考資料:[1]黃強(qiáng)等,《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008[2]袁慶華,某綜合樓樁基質(zhì)量事故原因與處理,北京,建筑技術(shù)出版社,1997年(9),614-615頁(yè)[3]趙明華等,土力學(xué)與基礎(chǔ)工程,武漢,武漢工業(yè)大學(xué)出版社,2000年7月[4]金問(wèn)魯,顧堯章.地基基礎(chǔ)實(shí)用設(shè)計(jì)施工手冊(cè),北京,中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1995年5月[5]袁聚云,李鏡培,樓曉明等.基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)原理,上海,同濟(jì)大學(xué)出版社,2001年1月[6]小樁的起源、應(yīng)用與發(fā)展,筑龍網(wǎng)[7]史佩棟等,實(shí)用樁基工程手冊(cè),北京,中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1999年5月[8]彭彥彬,屈彥玲,鉆孔灌注樁清孔技術(shù)及斷樁的預(yù)防和處理,鐵道建筑出版社,2006年7月,44-46頁(yè)[9]丁育南,鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量監(jiān)控要點(diǎn),施工技術(shù),2006年6月[10]周向群,鉆孔灌注樁質(zhì)量控制的要點(diǎn)及實(shí)用方法,施工技術(shù),2005年1月,99-101頁(yè)[11]朱偉強(qiáng),淺析鉆孔灌注樁成樁缺陷及預(yù)防措施,施工技術(shù),2006年12月,44-46頁(yè)[12]宋云財(cái),鉆孔灌注樁施工中質(zhì)量缺陷的預(yù)防與處理,鐵道建筑,2006年8月,82-84頁(yè)[13]王建斌,鉆孔灌注樁常見(jiàn)問(wèn)題分析及防治措施,鐵道建筑,2006年2月,67-69頁(yè)[14]鄭昆,鉆孔灌注樁施工中鋼筋籠上浮問(wèn)題的探討,橋梁機(jī)械與施工技術(shù),2007年4月,35-37頁(yè)[15]程萬(wàn)祥,鉆孔灌注樁斷樁事故的產(chǎn)生原因及預(yù)防措施,鐵道建筑,2006年7月,52-53頁(yè)[16]李忠梅,鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制及埋籠事故處理,路基工程,2007年6月,136-137頁(yè)學(xué)習(xí)中心:云南財(cái)稅管理學(xué)院班級(jí):073009204專(zhuān)業(yè):土木工程學(xué)生:張立明指導(dǎo)教師:常新強(qiáng)第一章:概論樁基礎(chǔ)是一種發(fā)展迅速的深基礎(chǔ),在高層建筑、橋梁及港口工程中應(yīng)用極為廣泛,當(dāng)建筑場(chǎng)地淺層地基土質(zhì)不能滿(mǎn)足建筑物對(duì)地基承載力和變形的要求,也不宜采用地基處理等措施時(shí),往往需要以地基深層堅(jiān)實(shí)土層或巖層作為地基持力層,采用深基礎(chǔ)方案。深基礎(chǔ)主要有樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、墩基礎(chǔ)和地下連續(xù)墻等幾種類(lèi)型,其中以樁基礎(chǔ)的歷史最為悠久,應(yīng)用最為廣泛。如我國(guó)秦代的渭橋、隋朝的鄭州超化寺、五代的杭州灣大海堤以及南京的石頭城和上海的龍華塔等,都是我國(guó)古代樁基的典范。1.1工程概況1.1.1基本概況富源縣勝境一品商住樓項(xiàng)目,由昆明工程勘察公司作地質(zhì)勘察,由廈門(mén)合道工程設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì),項(xiàng)目場(chǎng)地位于富源縣中安街與建設(shè)路交叉路口,擬建工程為1棟22層的商住樓、1棟6層商住樓、1層地下室,地下開(kāi)挖深度5.00米左右,臨邊建筑距離軸線(xiàn)最近3米,最遠(yuǎn)為9米,基礎(chǔ)按設(shè)計(jì)要求采用沖擊成孔灌注樁,施工單位是云南立人基礎(chǔ)工程有限責(zé)任公司。1.1.2設(shè)計(jì)要求:1.1.2.1、正負(fù)零標(biāo)高=1.1.1.1.2.3、施工樁徑:樁徑800mm;1000mm;1.1.2.4、施工樁長(zhǎng):抗壓樁800mm,最小有效樁長(zhǎng)17m,樁數(shù)33根,單樁承載力特征值力4230KN,豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值8460KN;抗壓樁1000mm最小有效樁長(zhǎng)17m,樁數(shù)50根,單樁承載力特征值力5450KN,豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值10900KN;抗壓樁1200mm最小有效樁長(zhǎng)17m,樁數(shù)42根,單樁承載力特征值力6780KN,豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值13560KN;抗拔樁800mm最小有效樁長(zhǎng)17m1.1.1.2樁基礎(chǔ)分類(lèi)樁可按承載性狀、使用功能、樁身材料、成樁方法和工藝、承臺(tái)位置、樁徑大小等進(jìn)行分類(lèi)。1.2.1按承臺(tái)位置高低分類(lèi)1.2.1.1高承臺(tái)樁基:由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的需要,群樁承臺(tái)底面有時(shí)設(shè)在地面或局部沖刷線(xiàn)之上,這種樁基稱(chēng)為高承臺(tái)樁基。這種樁基在橋梁、港口等工程中常用;1.2.1.2低承臺(tái)樁基:凡是承臺(tái)底面埋置于地面或局部沖刷線(xiàn)以下的樁基稱(chēng)為低承臺(tái)樁基。房屋建筑工程的樁基多屬于這一類(lèi)。1.2.2按承載性質(zhì)不同分類(lèi)1.2.2.1摩擦型樁①摩擦樁:豎向荷載下,基樁的承載力以樁側(cè)摩阻力為主,外部荷載主要通過(guò)樁身側(cè)表面與土層之間的摩擦阻力傳遞給周?chē)耐翆?樁尖部分承受的荷載很小。主要用于巖層埋置很深的地基。這類(lèi)樁基的沉降較大,穩(wěn)定時(shí)間也較長(zhǎng)。②端承摩擦樁:在極限承載力狀態(tài)下,樁頂荷載主要由樁側(cè)摩擦阻力承受。即在外荷載作用下,樁的端阻力和側(cè)壁摩擦力都同時(shí)發(fā)揮作用,但樁側(cè)摩擦阻力大于樁尖阻力。如穿過(guò)軟弱地層嵌入較堅(jiān)實(shí)的硬粘土的樁。1.2.2.2端承型樁①端承樁:在極限荷載作用狀態(tài)下,樁頂荷載由樁端阻力承受的樁。如通過(guò)軟弱土層樁尖嵌入基巖的樁,外部荷載通過(guò)樁身直接傳給基巖,樁的承載力由樁的端部提供,不考慮樁側(cè)摩擦阻力的作用。②摩擦端承樁:在極限承載力狀態(tài)下,樁頂荷載主要由樁端阻力承受的樁。如通過(guò)軟弱土層樁尖嵌入基巖的樁,由于樁的細(xì)長(zhǎng)比很大,在外部荷載作用下,樁身被壓縮,使樁側(cè)摩擦阻力得到部分地發(fā)揮。1.2.3按樁身材料分類(lèi)根據(jù)樁身材料可分為混凝土樁、鋼樁和組合材料樁等。1.2.3.1鋼筋混凝土樁混凝土樁是目前應(yīng)用最廣泛的樁,具有制作方便,樁身強(qiáng)度高,耐腐蝕性能好,價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)。它可分為預(yù)制混凝土方樁、預(yù)應(yīng)力混凝土空心管樁和灌注混凝土樁等。1.2.3.2鋼樁由鋼管樁和型鋼樁組成。鋼樁樁身材料強(qiáng)度高,樁身表面積大而截面積小,在沉樁時(shí)貫透能力強(qiáng)而擠土影響小,在飽和軟粘土地區(qū)可減少對(duì)鄰近建筑物的影響。型鋼樁常見(jiàn)有工字形鋼樁和H形鋼樁。鋼管樁由各種直徑和壁厚的無(wú)縫鋼管制成。由于鋼樁價(jià)格昂貴,耐腐蝕性能差,應(yīng)用受到一定的限制。1.2.3.3木樁目前已經(jīng)很少使用,只在某些加固工程或能就地取材的臨時(shí)工程中使用。在地下水位以下時(shí),木材有很好的耐久性,而在干濕交替的環(huán)境下,木材很容易腐蝕。1.2.3.4灰土樁主要用于地基加固。1.2.3.5砂石樁主要用于地基加固和擠密土壤。1.2.4按樁的使用功能分類(lèi)1.2.4.1豎向抗壓樁:豎向抗壓樁主要承受豎向荷載,是主要的受荷形式。根據(jù)荷載傳遞特征,可分為摩擦樁、端承摩擦樁、摩擦端承樁及端承樁四類(lèi)。1.2.4.2豎向抗拔樁:主要承受豎向抗拔荷載的樁,應(yīng)進(jìn)行樁身強(qiáng)度和抗裂性能以及抗拔承載力驗(yàn)算。1.2.4.3水平受荷樁:港口工程的板樁、基坑的支護(hù)樁等,都是主要承受水平荷載的樁。樁身的穩(wěn)定依靠樁側(cè)土的抗力,往往還設(shè)置水平支撐或拉錨以承受部分水平力。1.2.4.4復(fù)合受荷樁:承受豎向、水平荷載均較大的樁,應(yīng)按豎向抗壓樁及水平受荷樁的要求進(jìn)行驗(yàn)算。1.2.5按成孔方法分類(lèi)1.2.5.1非擠土樁非擠土樁是指成樁過(guò)程中樁周土體基本不受擠壓的樁。在成樁過(guò)程中,將與樁體積相同的土挖出。因而樁周?chē)耐梁苌偈艿綌_動(dòng)。這類(lèi)樁主要有干作業(yè)法、泥漿護(hù)壁法和套管護(hù)壁法鉆挖孔灌注樁或鉆孔樁、井筒管樁和預(yù)鉆孔埋樁等。1.2.5.2部分?jǐn)D土樁這類(lèi)樁在設(shè)置過(guò)程中,由于擠土作用輕微。故樁周土的工程性質(zhì)變化不大。這類(lèi)樁主要有打入的截面厚度不大的工字型和H型鋼樁、開(kāi)口鋼管樁和螺旋鉆成孔樁等。1.2.5.3擠土樁在成樁過(guò)程中,樁周?chē)耐帘粩D密或擠開(kāi),使樁周?chē)耐潦艿絿?yán)重?cái)_動(dòng),土的原始結(jié)構(gòu)遭到破壞,土的工程性質(zhì)發(fā)生很大變化。擠土樁主要有打入或壓入的混凝土方樁、預(yù)應(yīng)力管樁、鋼管樁和木樁。1.3樁基礎(chǔ)的適用性和鉆孔灌注樁的優(yōu)點(diǎn)1.3.1樁基礎(chǔ)的適用性樁基礎(chǔ)通常作為荷載較大的建筑物基礎(chǔ),其具有承載力高、穩(wěn)定性好、沉降量小而均勻、便于機(jī)械化施工,適應(yīng)性強(qiáng)等突出特點(diǎn),與其它深基礎(chǔ)比較,樁基礎(chǔ)的適用范圍最廣,一般對(duì)下述情況可考慮選用樁基方案:(1)、地基的上層土質(zhì)太差而下層土質(zhì)較好;或地基軟硬不均勻或荷載不均,不能滿(mǎn)足上部結(jié)構(gòu)對(duì)不均勻變形的要求。(2)、地基軟弱,采用地基加固措施不合適;或地基土性特殊,如存在可液化土層、自重濕陷性黃土、膨脹土及季節(jié)性?xún)鐾恋取?3)、除承受較大垂直荷載外,尚有較大偏心荷載、水平荷載、動(dòng)力或周期荷載作用。(4)、上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)的不均勻沉降相當(dāng)敏感;或建筑物受到大面積超載的影響。(5)、地下水位很高,采用其它基礎(chǔ)型式施工困難;或位于水中的構(gòu)筑物基礎(chǔ),如橋梁、碼頭、鉆采平臺(tái)等。(6)、需要長(zhǎng)期保存、具有重要?dú)v史意義的建筑物。通常,當(dāng)軟弱土層很厚,樁端達(dá)不到良好地層時(shí),樁基設(shè)計(jì)應(yīng)考慮沉降等問(wèn)題。如果樁穿過(guò)較好土層而樁端位于下臥軟弱層,則不宜采用樁基,因此,在工程實(shí)踐中,必須認(rèn)真做好地基勘察、詳細(xì)分析地質(zhì)資料、綜合考慮、精心設(shè)計(jì)施工,才能使所選基礎(chǔ)類(lèi)型發(fā)揮出最佳效益。1.4鉆孔灌注樁的實(shí)際運(yùn)用盡管沖擊鉆孔灌注樁具有入土深、能進(jìn)入巖層、剛度大、承載力高、樁身變形小,并可方便地進(jìn)行水下施工等優(yōu)點(diǎn),是目前用途最廣泛的一種樁基礎(chǔ),但由于其施工工藝的多樣性和復(fù)雜性、地基地質(zhì)條件的差異以及鉆孔灌注樁本身的沉樁效應(yīng),質(zhì)量控制易出現(xiàn)偏差,鉆孔灌注樁質(zhì)量事故頻繁發(fā)生。鉆孔灌注樁基礎(chǔ)是造價(jià)昂貴的一種基礎(chǔ),一般基礎(chǔ)造價(jià)要占總個(gè)土木木工程造價(jià)的1/5,甚至1/3。因此,鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制非常重要,目前,鉆孔灌注樁質(zhì)量評(píng)價(jià)及事故處理技術(shù)是一個(gè)值得深入研究的課題。鉆孔灌注樁是最常用的基礎(chǔ)形式之一,它具有適應(yīng)性強(qiáng)、對(duì)鄰近結(jié)構(gòu)影響較小、抗震性能強(qiáng)、施工噪音小、無(wú)振動(dòng)、所需設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、施工安全等特點(diǎn);而且鉆孔灌注樁可將所有上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的動(dòng)載和靜載均勻地傳遞至深層穩(wěn)定的土層中,從而大大減少了基礎(chǔ)沉降和不均勻沉降,故鉆孔灌注樁被廣泛采用。根據(jù)本項(xiàng)目的地質(zhì)勘察報(bào)告介紹,結(jié)合總平面布置圖和設(shè)計(jì)要求,為保證本工程樁長(zhǎng)、樁徑、單樁承載力、施工進(jìn)度、工程質(zhì)量,決定釆用泥漿護(hù)壁沖擊成孔灌注樁施工工藝進(jìn)行施工,而成孔速度快的旋挖機(jī)因?yàn)閷?duì)土質(zhì)要求較高,不適合在中風(fēng)化巖層中使用,故不考慮使用旋挖成孔施工。第二章:沖擊鉆孔施工要點(diǎn)及質(zhì)量要點(diǎn)控制預(yù)防2.1沖擊鉆孔灌注樁的施工工藝簡(jiǎn)介2.1.1鉆孔灌注樁的工藝類(lèi)型與適用范圍目前國(guó)內(nèi)高層建筑中應(yīng)用的機(jī)械成孔灌注樁直徑達(dá)2.5m以上,樁長(zhǎng)超過(guò)90m;隨著成孔機(jī)械與工藝的不斷完善,可以根據(jù)不同的建(構(gòu))筑物要求、土層情況、場(chǎng)地施工條件等,合理選擇施工工藝。主要施工工藝類(lèi)型和特點(diǎn)有:2.1.1.1 正循環(huán)鉆成孔施工法1.正循環(huán)鉆成孔施法是采用正循環(huán)鉆進(jìn)工藝,即泥漿經(jīng)鉆桿內(nèi)腔流向孔底,將鉆頭切削下來(lái)的鉆渣巖屑,經(jīng)鉆桿與孔壁的環(huán)狀空間,攜帶至地面,具有設(shè)備簡(jiǎn)單輕便,適應(yīng)狹小場(chǎng)地作業(yè),操作簡(jiǎn)易,配套設(shè)備器具少,工程費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn),但對(duì)樁孔直徑較大(一般>1.0m),樁孔深度較深(>80m),及容易塌孔的地層,正循環(huán)鉆進(jìn)工藝效率低,排渣能力差,泥皮厚等特點(diǎn),對(duì)含有卵礫石的地層,正循環(huán)鉆進(jìn)不適應(yīng)。2.正循環(huán)鉆孔施工工藝(1)工藝特點(diǎn)泥漿經(jīng)鉆桿內(nèi)腔流向孔底,將鉆頭切削破碎下來(lái)的鉆渣巖屑,經(jīng)鉆桿與孔壁的環(huán)狀空間,攜帶至地面;設(shè)備簡(jiǎn)單輕便,適應(yīng)狹小場(chǎng)地作業(yè),操作簡(jiǎn)易,配套器具少,工程費(fèi)用較低,但對(duì)樁孔直徑較大(一般大于1.0m),樁孔深度較深(一般大于80m),及容易塌孔的地層,正循環(huán)鉆孔施工工藝表現(xiàn)出鉆進(jìn)效率低,排渣能力差,孔底沉渣多,孔壁泥皮厚等缺點(diǎn);對(duì)含有卵礫石的地層,正循環(huán)鉆孔施工工藝不適合。(2)操作要點(diǎn)①合理選擇鉆頭和調(diào)配泥漿性能。②鉆具入孔后,應(yīng)先進(jìn)行泥漿循環(huán),然后慢下至孔底,輕壓滿(mǎn)轉(zhuǎn)數(shù)分鐘后,逐步增大轉(zhuǎn)速鉆壓,進(jìn)入正常鉆進(jìn)。③孔內(nèi)如遇有較大卵石、漂石或其它障礙物,引起鉆具跳動(dòng)、蹩車(chē)(泵)、鉆孔偏斜時(shí),要及時(shí)控制鉆進(jìn)速度,降低轉(zhuǎn)速,加大泵量,來(lái)回清掃。必要時(shí),要對(duì)孔內(nèi)障礙物專(zhuān)門(mén)打撈清除,或增加導(dǎo)向裝置,以防孔斜。④基巖鉆進(jìn)應(yīng)合理設(shè)計(jì)樁孔結(jié)構(gòu)和鉆孔工藝。采用多種鉆孔工藝鉆孔時(shí),必須在更換另一種鉆孔工藝之前,清洗孔底,修正孔形,以滿(mǎn)足新的鉆孔工藝要求。⑤鉆進(jìn)粘性土層,宜選用導(dǎo)流排渣性能好、切削刀具銳利、不易產(chǎn)生糊鉆的尖錐形鉆頭和低粘度、低重度泥漿;鉆進(jìn)砂性土層的鉆頭,除具有良好的導(dǎo)流排渣能力外,還應(yīng)使鉆頭底部呈層錐(鍋)形,刀具呈梳齒狀排列,使用高粘度、中等重度的泥漿。⑥加接鉆桿時(shí),應(yīng)先將鉆具提離孔底,待泥漿循環(huán)3~5min后,再拆卸加接鉆桿。⑦清孔時(shí)應(yīng)經(jīng)常移動(dòng)排渣管(出水管)在孔底的位置,以便使孔底邊緣處沉渣吸出。⑧下好鋼筋籠后,應(yīng)進(jìn)行二次清孔,確??椎壮猎弦?guī)范要求。2.1.1.2 螺旋鉆成孔施工法特點(diǎn)1.螺旋鉆成孔是一種無(wú)需泥漿循環(huán)的干式成孔施工方法,鉆頭切削下來(lái)的鉆渣通過(guò)螺旋鉆桿不斷從孔底輸送到地表。螺旋鉆成孔施工法適用于地下水位以上的填土、粘性土、粉土、砂性土、風(fēng)化軟巖及粒徑不大的礫砂層。在地下水位以下及含有較大卵石、塊狀物的土層,施工困難較大。該施工法的主要優(yōu)點(diǎn)是不使用循環(huán)介質(zhì),噪聲和振動(dòng)小,對(duì)環(huán)境影響較小,施工速度快,設(shè)備簡(jiǎn)單,易操作,由于干作業(yè)成孔,混凝土灌注質(zhì)量能得到較好的控制。存在的缺點(diǎn)是孔底常留有虛土不易清除干凈,影響樁的承載力,螺旋鉆具回轉(zhuǎn)阻力較大,對(duì)地層的適應(yīng)性有一定的條件限制。螺旋鉆成孔施工法有長(zhǎng)螺旋成孔、短螺旋成孔、環(huán)狀螺旋成孔、振動(dòng)螺旋成孔和跟管螺旋成孔幾種。常用的是長(zhǎng)螺旋和短螺旋成孔兩種。長(zhǎng)螺旋鉆進(jìn)成孔直徑較小,一般不超1.0米。短螺旋鉆進(jìn)效率比長(zhǎng)螺旋低,但深度較大(可達(dá)50米)。樁孔直徑可達(dá)3.0米。2.螺旋鉆孔施工工藝(1)工藝特點(diǎn)螺旋鉆孔是一種無(wú)需泥漿循環(huán)的干式鉆孔施工工藝,鉆頭切削下來(lái)的鉆渣通過(guò)螺旋鉆桿不斷從孔底輸送到地表。螺旋鉆孔施工工藝適用于地下水位以上的填土、粘性土、粉土、砂性土、風(fēng)化軟巖及粒徑不大的礫砂層。在地下水位以下及含有較大卵石、塊狀物的土層,施工困難較多。(2)操作要點(diǎn)①螺旋鉆進(jìn)應(yīng)根據(jù)地層情況,合理選擇和調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù),并可通過(guò)電流表來(lái)控制進(jìn)尺速度,電流值增大,說(shuō)明孔內(nèi)阻力增大,應(yīng)降低鉆進(jìn)速度。②開(kāi)始鉆進(jìn)及穿過(guò)軟硬土層交界處時(shí),應(yīng)緩慢進(jìn)尺,保持鉆具垂直;鉆進(jìn)含有磚頭瓦塊卵石的土層時(shí),應(yīng)控制鉆桿跳動(dòng)與機(jī)架搖晃。③鉆進(jìn)中遇蹩車(chē)、不進(jìn)尺、緩慢時(shí),應(yīng)停機(jī)檢查,找出原因,采取措施,避免盲目鉆進(jìn),導(dǎo)致樁孔嚴(yán)重傾斜、垮孔甚至卡鉆、折斷鉆具等惡性孔內(nèi)事故。④遇孔內(nèi)滲水、垮孔、縮頸等異常情況時(shí),立即起鉆,采取相應(yīng)的技術(shù)措施;上述情況不嚴(yán)重時(shí),可調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù),投入適量粘土球,經(jīng)常上下活動(dòng)鉆具等,保持鉆進(jìn)順暢。⑤凍土層、硬土層施工,宜采用高轉(zhuǎn)速,小給進(jìn)量,恒鉆壓。⑥短螺旋鉆進(jìn),每回次進(jìn)尺宜控制在鉆頭長(zhǎng)度的2/3左右,砂層、粉土層可控制在0.8~1.2m,粘土、粉質(zhì)粘土在0.6m以下。⑦鉆至設(shè)計(jì)深度后,應(yīng)使鉆具在孔內(nèi)空轉(zhuǎn)數(shù)圈清除虛土,然后起鉆,蓋好孔蓋口,防止雜物落入。2.1.13 1旋挖鉆成孔施工法,又稱(chēng)鉆斗施工法或土鉆施工法.成孔原理是在一個(gè)可閉合開(kāi)啟的鉆斗的底部及側(cè)邊,鑲焊切削刀具,在伸縮鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)下,旋轉(zhuǎn)切削挖掘土層,同時(shí)使切削挖掘下來(lái)的土渣進(jìn)入鉆斗內(nèi),鉆斗裝滿(mǎn)后提出孔外卸土,如此循環(huán)形成樁孔.旋挖鉆成孔施工具有低噪音、低振動(dòng)、扭距大、成孔速度快、無(wú)泥漿循環(huán)等優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)是在粘性較大的粘土、淤泥土層中施工,回轉(zhuǎn)阻力大,鉆進(jìn)效率低、容易糊鉆。該施工法適用于填土、硬土、粉土、砂性土、砂卵礫石層、軟~中硬基巖等地層,樁孔沉渣少,孔壁泥皮薄,樁側(cè)摩阻力發(fā)揮更好。螺旋鉆成孔是一種無(wú)需泥漿循環(huán)的干式成孔施工方法,鉆頭切削下來(lái)的鉆渣通過(guò)螺旋鉆桿不斷從孔底輸送到地表。螺旋鉆成孔施工法適用于地下水位以上的填土、粘性土、粉土、砂性土、風(fēng)化軟巖及粒徑不大的礫砂層。在地下水位以下及含有較大卵石、塊狀物的土層,施工困難較大。該施工法的主要優(yōu)點(diǎn)是不使用循環(huán)介質(zhì),噪聲和振動(dòng)小,對(duì)環(huán)境影響較小,施工速度快,設(shè)備簡(jiǎn)單,易操作,由于干作業(yè)成孔,混凝土灌注質(zhì)量能得到較好的控制。存在的缺點(diǎn)是孔底常留有虛土不易清除干凈,影響樁的承載力,螺旋鉆具回轉(zhuǎn)阻力較大,對(duì)地層的適應(yīng)性有一定的條件限制。螺旋鉆成孔施工法有長(zhǎng)螺旋成孔、短螺旋成孔、環(huán)狀螺旋成孔、振動(dòng)螺旋成孔和跟管螺旋成孔幾種。常用的是長(zhǎng)螺旋和短螺旋成孔兩種。長(zhǎng)螺旋鉆進(jìn)成孔直徑較小,一般不超1.0米。短螺旋鉆進(jìn)效率比長(zhǎng)螺旋低,但深度較大(可達(dá)50米)。樁孔直徑可達(dá)3.0米。.2.旋挖鉆孔施工工藝(1)工藝特點(diǎn)鉆孔原理是在一個(gè)可閉合開(kāi)啟的鉆斗的底部及側(cè)邊,鑲焊切削刀具,在伸縮鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)下,旋轉(zhuǎn)切削挖掘土層,同時(shí)使切削挖掘下來(lái)的土渣進(jìn)入鉆斗內(nèi),鉆斗裝滿(mǎn)后提出孔外卸土,如此循環(huán)形成樁孔。旋挖鉆孔施工工藝具有低噪音、低振動(dòng)、扭矩大、成孔速度快、無(wú)泥漿循環(huán)等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是在粘性較大的粘土、淤泥土層中施工,回轉(zhuǎn)阻力大,鉆進(jìn)效率低,容易糊鉆。該施工工藝適用于填土、硬土、粉土、砂性土、砂卵礫石層、軟至中硬基巖等地層,樁孔沉渣少,孔壁泥皮薄,樁側(cè)摩阻力發(fā)揮更好。(2)操作要點(diǎn)①根據(jù)地層正確選擇鉆斗類(lèi)型結(jié)構(gòu),軟土層選擇楔形齒、小切削角、小刃角、齒寬稍大;硬土層則選用較大切削角、較窄的彎曲齒套;粘土層的齒間距宜大些,以免糊鉆。②孔口護(hù)筒應(yīng)高出地面20~30cm,保持泥漿液面高度,以形成足夠的泥漿柱壓力,并隨時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿。③套管跟管鉆進(jìn)時(shí),套管底口要保持與鉆斗旋挖深度相適應(yīng),使跟管順利,鉆斗也不會(huì)超挖。④鉆進(jìn)硬層,回次進(jìn)尺深度太小,斗內(nèi)鉆渣太少時(shí),可換用小直徑筒形齒狀鉆斗,先鉆一小孔,然后再用鉆斗擴(kuò)孔鉆進(jìn);也可換用短螺旋鉆進(jìn),然后再下鉆斗撈渣。⑤鉆進(jìn)砂礫石層,為保護(hù)孔壁穩(wěn)定,可事先向孔內(nèi)投入適量粘土球;下入孔內(nèi)的鉆斗,其底盤(pán)進(jìn)渣口必須裝閉合閥板,以防提鉆時(shí)砂礫石從底部漏落孔內(nèi)。2.1.1.4 沖擊成孔施工法1.鋼繩沖擊成孔施工法是利用卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩,將具有較大質(zhì)量的沖擊鉆頭提升至一定高度,然后使鉆頭自由下落,產(chǎn)生較大的沖擊能量來(lái)沖擊硬碎巖土層,并利用專(zhuān)門(mén)的撈渣工具撈取孔內(nèi)的渣土巖屑。鉆頭每沖擊一次,就在孔底轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度,形成圓形斷面。在易垮孔地層,需要采用高粘度、高密度泥漿,或向孔內(nèi)投入大量粘土球來(lái)保護(hù)孔壁。鋼繩沖擊成孔施工具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、動(dòng)力消耗少,機(jī)械故障少等優(yōu)點(diǎn),適宜在雜填土、粘土、粉土、砂土、卵礫石、漂石、孤石、基巖等地層施工,而回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)對(duì)卵礫石層、漂石、孤石及硬基巖往往是較為困難的。鋼繩沖擊成孔施工的缺點(diǎn)是鉆進(jìn)效率低,清孔難度較大,樁孔不規(guī)則,容易發(fā)生孔斜及掉鉆頭、卡鉆等孔內(nèi)事故。鋼繩沖擊成孔施工的樁孔直徑通常在500-1800mm,最大可達(dá)2500mm,樁孔深度一般在40m泥漿護(hù)壁沖擊成孔嵌巖灌注樁施工工藝流程圖如下:

主流程主要檢測(cè)內(nèi)容子流程2.2沖擊鉆孔灌注樁關(guān)鍵工序控制鉆孔灌注樁施工中應(yīng)做好關(guān)鍵工序的控制工作,只有這樣,對(duì)鉆孔灌注樁質(zhì)量才能取得事半功倍的作用。質(zhì)量控制點(diǎn)是在施工過(guò)程中為了保證工程質(zhì)量而確定的重點(diǎn)控制對(duì)象、關(guān)鍵部位或薄弱環(huán)節(jié)。設(shè)置質(zhì)量控制點(diǎn)是保證施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)定要求的必要前提。在鉆孔灌注樁施工中,通過(guò)事前對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行分析,明確其中的關(guān)鍵部位和薄弱環(huán)節(jié),確定重點(diǎn)控制對(duì)象,將其設(shè)置為質(zhì)量控制點(diǎn),根據(jù)控制對(duì)象的不同確定將要采取的預(yù)控對(duì)策,并在施工過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行,同時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)范和規(guī)程施工,以實(shí)現(xiàn)鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的主動(dòng)控制。鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制點(diǎn)的選擇原則是:在施工過(guò)程中的關(guān)鍵部位、薄弱環(huán)節(jié)、隱蔽工程以及質(zhì)量不穩(wěn)定工序設(shè)置質(zhì)量控制點(diǎn)。而是否設(shè)置為質(zhì)量控制點(diǎn),主要是看它對(duì)質(zhì)量特性的影響程度、危害大小以及它的質(zhì)量保證的難度大小。為避免出現(xiàn)質(zhì)量通病,保證工程符合國(guó)家規(guī)范、規(guī)程的質(zhì)量要求,經(jīng)反復(fù)研究確定鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量控制點(diǎn)如下:泥漿的制備、清孔、鋼筋籠制作、水下混凝土的澆注2.3成孔作業(yè)2.2.1孔深與沉碴鉆孔灌注樁施工中應(yīng)特別注意孔深與沉碴的控制,尤其對(duì)于端承樁,終孔時(shí)要測(cè)驗(yàn)一次孔深,灌注混凝土前測(cè)一只孔深,以確定孔底沉碴厚度,不能只在灌注樁前測(cè)一只孔深,以設(shè)計(jì)孔深來(lái)確定孔底沉碴厚度,防止“多打少報(bào)”??咨钜话阌脺y(cè)繩測(cè)量,應(yīng)注意測(cè)繩的遇水收縮問(wèn)題,使用前要先在水中浸泡一段時(shí)間,然后用鋼尺校正后使用,終孔時(shí)最好測(cè)量鉆桿長(zhǎng)度確定孔深,并和測(cè)繩測(cè)量孔深對(duì)比,測(cè)孔深測(cè)繩要專(zhuān)用,使用中還應(yīng)不時(shí)用鋼尺校正,以確保孔底沉碴厚度不超標(biāo)。施工中特別注意的是沉渣的厚度,本項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)定的沉渣厚度值為30mm,在成孔驗(yàn)收時(shí)候應(yīng)用測(cè)繩認(rèn)真測(cè)量,測(cè)量方法為兩次,分別在清孔后測(cè)量一次,砼灌注前再測(cè)量一次,得出的數(shù)值誤差小于30mm方可進(jìn)行下一道工序,如發(fā)現(xiàn)沉渣厚度超過(guò)要求,則必須用換漿的方式將底部沉渣托出,換漿后不能立即停止,而在孔內(nèi)下入鋼筋籠,安裝好灌漿導(dǎo)管后施行二次換漿作業(yè),以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求,保證砼成樁質(zhì)量。沉渣的厚度超出設(shè)計(jì)值將影響灌注樁的豎向承載力,因此必須嚴(yán)格履行此道工序,方能保證在樁基礎(chǔ)施工完畢后的下道檢測(cè)工序靜載試驗(yàn)中達(dá)到沉降合格。2.2.2泥漿護(hù)壁或穩(wěn)定液施工鉆進(jìn)成孔過(guò)程中要注意泥漿的濃度是否滿(mǎn)足護(hù)壁,如果鉆進(jìn)粘性土層不易塌孔,用清水鉆進(jìn)最好,如果存在厚度大、易塌孔的砂層,就要使用泥漿,避免塌孔。使用泥漿應(yīng)注意避免孔壁泥皮厚度過(guò)大。在成樁過(guò)程中,樁周形成泥皮是不可避免的,泥皮達(dá)到一定厚度時(shí),就會(huì)使樁的側(cè)摩阻力大降低,對(duì)泥皮厚度的要求理論上是越小越好,至于具體多大可以保證單樁承載力設(shè)計(jì)值,由于成孔方法、泥漿性能等的不同,還有待于研究,據(jù)相關(guān)資料介紹,泥皮厚度應(yīng)控制在11cm以?xún)?nèi)。控制好樁周泥皮厚度,應(yīng)做到:1)選取擇適當(dāng)?shù)某煽追椒?,合理組織時(shí)間;2)設(shè)置有效的泥漿循環(huán)系統(tǒng),在施工中加強(qiáng)泥漿的管理和維護(hù),經(jīng)常檢查,及時(shí)清碴,調(diào)節(jié)泥漿性能;3)必要時(shí),采用泥皮清除器或溜孔器清除泥皮。泥漿護(hù)壁是成孔的關(guān)鍵,在成樁過(guò)程中,由于樁端過(guò)深,未保證樁不塌孔,造成不必要的損失且影響工期,在成孔過(guò)程中需要泥漿或穩(wěn)定液護(hù)壁,泥漿試驗(yàn)和調(diào)制進(jìn)行質(zhì)量控制。成孔過(guò)程中檢查所用泥漿能否適應(yīng)穿過(guò)各種地層的需要。要求試驗(yàn)人員做好泥漿試驗(yàn),并作好記錄,根據(jù)施工情況及時(shí)調(diào)整泥漿性能。一般要求造孔泥漿性能按以下技術(shù)指標(biāo)控制:比重:1.10~1.15g/cm3粘度:10~25s含砂量:小于6%膠體率:大于95%需要特別注意的是如果工程所在地粘土不能滿(mǎn)足護(hù)壁的要求,就需要從外借土來(lái)滿(mǎn)足護(hù)壁,因此,外借的粘土是否滿(mǎn)足需要,也是要特別注意的。2.2.3泥漿的制備除能自行造漿的土層外,均應(yīng)制備泥漿。泥漿制備應(yīng)選用高塑性粘土或膨潤(rùn)土。拌制泥漿應(yīng)根據(jù)施工機(jī)械、工藝及穿越土層進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。膨潤(rùn)土泥漿可按表2.1的性能指標(biāo)制備。施工期間護(hù)筒內(nèi)的泥漿面應(yīng)高出地下水位1.0m以上,在受水位漲落影響時(shí),泥漿面應(yīng)高出最高水位1.5m以上;在清孔過(guò)程中,應(yīng)不斷置換泥漿,直至澆注水下混凝土;澆注混凝土前,孔底500mm以?xún)?nèi)的泥漿比重應(yīng)小于1.25;含砂率≤8%,粘度≤28s;在容易產(chǎn)生泥漿滲漏的土層中應(yīng)采取維持孔壁穩(wěn)定的措施。表2.1制備泥漿的性能指標(biāo)項(xiàng)次項(xiàng)目性能指標(biāo)檢驗(yàn)方法1比重1.1~1.15泥漿比重計(jì)2粘度10~25s50000/70000漏斗法3含沙率<6%4膠體率>95%量杯法5失水量<30ml/30min失水量?jī)x6泥皮厚度1~3mm/30min失水量?jī)x7靜切力1min20~30mg/cm210min50~100mg/cm2靜切力計(jì)8穩(wěn)定性<0.03g/cm29PH值7~9PH試紙2.3鋼筋籠施工2.3.1加勁箍筋有的設(shè)計(jì)把加勁箍筋放在鋼筋籠主筋內(nèi)側(cè),這對(duì)于直徑較小的樁,采用導(dǎo)管法水下灌注混凝土?xí)r很容易發(fā)生掛籠事故,使籠上串,特別是對(duì)于法蘭式導(dǎo)管,應(yīng)注意,不小心法蘭邊緣就會(huì)掛住加勁箍筋。若混凝土埋籠較深,導(dǎo)管埋深較大,混凝土流動(dòng)性差,掛籠后導(dǎo)管上下活動(dòng)受限或干脆無(wú)法活動(dòng),處理不好,嚴(yán)重的會(huì)使導(dǎo)管拔不出來(lái),丟在孔內(nèi),造成斷樁。雖然也可以在法蘭盤(pán)處設(shè)置錐形法蘭護(hù)罩或焊上三角形加勁鋼板,避免發(fā)生掛籠事故,但是設(shè)置錐形法蘭護(hù)罩因麻煩又不方便,現(xiàn)在施工中一般不用。若是焊上三角形加勁鋼板,數(shù)量多了,影響擰螺栓,不方便施工,數(shù)量少了,效果不太好。因此,在施工前要認(rèn)真查閱圖紙,如果樁徑較小,加勁箍筋設(shè)計(jì)在鋼筋籠主筋內(nèi)側(cè),就應(yīng)向甲方、設(shè)計(jì)方建議進(jìn)設(shè)計(jì)變更,把加勁箍筋放在鋼筋籠主筋外側(cè),消除施工事故隱患,保證施工質(zhì)量;同樣,在《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008里也明確指出了加勁箍筋宜設(shè)在主筋外側(cè)2.3.2分段制作鋼筋籠的連接對(duì)于分段制做的鋼筋籠,連接時(shí)相鄰的主筋接頭應(yīng)互相錯(cuò)開(kāi),錯(cuò)開(kāi)距離大于35D且不小于500mn,保證同一截面內(nèi)接頭數(shù)不大于主筋根數(shù)的50%。吊放入孔時(shí),兩段籠的連接應(yīng)垂直,特別是一段籠吊著在孔口和已經(jīng)入孔的另一段籠焊接,要用吊錘測(cè)量垂直度,避免連接不垂直。下入孔內(nèi)時(shí)碰掛孔壁,入孔困難,強(qiáng)行入孔后,造成孔壁坍塌,或造成成樁后鋼筋出露,沒(méi)有保護(hù)層。另外,使用法蘭式導(dǎo)管時(shí),應(yīng)注意使主筋接頭沿籠的圓周排列,避免每段籠的下接頭向籠內(nèi)突出臺(tái)階,灌注混凝土起拔導(dǎo)管時(shí)掛卡法蘭盤(pán),一旦掛住,若處理不好,或掛起鋼筋籠或起拔不動(dòng)導(dǎo)管,釀成事故。而螺旋箍筋的綁扎是滿(mǎn)扎還是梅花型綁扎無(wú)具體的規(guī)范規(guī)定,可咨詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)人員確定,但從施工過(guò)程中來(lái)看,未避免放籠時(shí)由于操作不當(dāng),導(dǎo)致鋼筋籠與樁孔發(fā)生碰擦的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,因而采用滿(mǎn)扎較符合工程實(shí)際。工程實(shí)施過(guò)程中,就出現(xiàn)過(guò)此類(lèi)問(wèn)題,吊車(chē)設(shè)備在吊運(yùn)鋼筋籠過(guò)程中,不能順利入孔,當(dāng)再次吊起鋼筋籠時(shí),螺旋箍筋就發(fā)生了位移,還好提前對(duì)綁扎做出了明確技術(shù)交底,故而位移情況不算嚴(yán)重。2.3.3保護(hù)層設(shè)置水下灌注混凝土,主筋的混凝土保護(hù)層厚度一般為50mm,保護(hù)層允許偏差為±20mm,應(yīng)注意的是有的設(shè)計(jì)要求把鋼筋彎制成“耳朵”形焊在主筋外側(cè)來(lái)保證主筋保護(hù)層的厚度,由于“耳朵”形鋼筋很容易擠入孔壁,造成保護(hù)層厚度偏小,甚至露筋銹蝕;也有的設(shè)計(jì)要求在“耳朵”形鋼筋外側(cè)加焊條形鐵片或用鐵條彎制成“耳朵”形焊在主筋外側(cè)來(lái)保證主筋保護(hù)層的厚度,雖然效果不錯(cuò),但是費(fèi)工費(fèi)料。施工中我們用水泥和砂子制成輪形保護(hù)塊,直徑50mm,厚度70mm,中間穿上鋼筋焊在兩根主筋外側(cè),數(shù)量視籠徑、籠長(zhǎng)以及分段情況而定,這等于給鋼筋籠安上了輪子,使鋼筋籠吊放入孔時(shí)比較順利且不易擠入孔壁,使用效果相當(dāng)不錯(cuò),還避免了材料浪費(fèi)。2.4水下灌注混凝土2.4.1清孔換槳樁孔鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,孔內(nèi)一部分泥渣沉淀,一部分呈懸浮狀態(tài),另一部分附著在孔壁上。同時(shí)隨間歇時(shí)間的增加,后兩部分泥渣還會(huì)繼續(xù)沉淀,從而使孔底積成一層沉渣,降低樁的承載能力。所以在灌注樁身混凝土前,必須將其清除,這項(xiàng)工作稱(chēng)清孔?,F(xiàn)行規(guī)范規(guī)定,沉渣的容許厚度為:摩擦樁≤30cm;柱樁≤10cm。清孔的方法應(yīng)根據(jù)鉆孔方法、設(shè)計(jì)對(duì)清孔的要求、機(jī)具設(shè)備和孔壁土質(zhì)情況而定,常用的方法有抽渣法、吸泥法、換漿法。抽渣法用抽渣筒掏除孔底沉渣,清孔時(shí)應(yīng)邊抽邊加水,保持一定的水頭高度。抽渣后,用一根水管插到孔底注水,使水流從孔口溢出。在溢水過(guò)程中,孔內(nèi)的泥漿密度逐漸降低,達(dá)到所要求的標(biāo)準(zhǔn)后停止。此法適用于沖抓、沖擊成孔的各類(lèi)土質(zhì)的摩擦樁,抽渣后孔內(nèi)泥漿相對(duì)密度應(yīng)≤1.3。當(dāng)樁長(zhǎng)較大,下鋼筋籠時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),應(yīng)在下完鋼筋籠后,再檢查沉渣量,如沉渣量超過(guò)規(guī)范要求,應(yīng)進(jìn)行二次清孔,清孔完成后立即灌注水下混凝土。吸泥法清孔用吸泥機(jī)或簡(jiǎn)易吸泥機(jī)進(jìn)行,清孔時(shí)由風(fēng)管將高壓空氣輸進(jìn)排泥管,使泥漿形成密度較小的泥漿空氣混合物,在水柱壓力下將泥漿和孔底沉渣排出,同時(shí)向孔內(nèi)注水,保持孔內(nèi)水位不變,直至噴出的泥漿指標(biāo)符合規(guī)定時(shí)為止,此法適用于不易坍塌的柱樁和摩擦樁清孔。若灌注混凝土前發(fā)現(xiàn)清孔后孔底沉淀層仍較厚時(shí),可在導(dǎo)管外安設(shè)直徑為30mm射水(風(fēng))管,沖射3~5min,使沉淀層翻起,然后立即灌注水下混凝土,射水壓力比孔底泥漿壓力大50kPa即可。換漿法是正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔在終孔后,停止進(jìn)尺,保持泥漿正常循環(huán),以中速壓入符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的泥漿,把孔內(nèi)密度大的泥漿換出,使含砂率逐步減少,最后換成純凈的稠泥漿,這種泥漿短時(shí)間不會(huì)沉淀,使孔底沉淀層在允許的范圍內(nèi)。其具體步驟是:當(dāng)鉆孔距設(shè)計(jì)標(biāo)高1m時(shí),改用純凈的稠泥漿(相對(duì)密度≥1.4)鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高;然后鉆頭提離孔底20cm左右空轉(zhuǎn),繼續(xù)供給稠泥漿,保持泥漿正常循環(huán),待孔內(nèi)泥漿換完為止[10]在水下灌注混凝土前,要進(jìn)行二次清孔換漿,清孔時(shí),不僅要上下活動(dòng)導(dǎo)管,還要前后左右來(lái)回活動(dòng)導(dǎo)管,把孔底四周都清除干凈,不要只清除孔底中心部位。一些施工者和驗(yàn)收者只注意檢查孔底沉碴厚度,而忽略了對(duì)泥漿性能指標(biāo)的檢查,有經(jīng)驗(yàn)的施工者,澆注混凝土前,泥漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)不一定都測(cè),但是要注意檢查驗(yàn)收,不僅要檢測(cè)孔底沉碴厚度,還要注意泥漿的手感,手感不好,說(shuō)明泥漿不合要求,即使沉碴達(dá)標(biāo),也要繼續(xù)清孔換漿。若在泥漿不合要求,相對(duì)密度、粘度過(guò)大的情況下灌注混凝土,有時(shí)會(huì)造成導(dǎo)管內(nèi)混凝土不易下落,不得不提動(dòng)導(dǎo)管,使得導(dǎo)管底部距離孔底過(guò)大,若混凝土下落不暢,離開(kāi)導(dǎo)管底部一定距離后,稠泥漿就會(huì)托住混凝土使其落不到孔底反而向上走,造成埋漿,樁長(zhǎng)變短,或者即使混凝土能落到孔底,混凝土質(zhì)量也不會(huì)太好;如果在提動(dòng)導(dǎo)管前已落下一部分混凝土后不再下落,不得不提動(dòng)導(dǎo)管,這時(shí)很容易提出混凝土面,形成一層夾泥,造成斷樁,因此,要控制好清孔工作,清孔時(shí)不僅要注意孔底沉碴厚度,還一定要注意泥漿性能問(wèn)題。2.4.2灌注水下混凝土的質(zhì)量控制應(yīng)滿(mǎn)足下列要求:2.4.2.1開(kāi)始灌注混凝土?xí)r,導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為300~500mm;2.4.2.2應(yīng)有足夠的混凝土儲(chǔ)備量,導(dǎo)管一次埋入混凝土灌注面以下不應(yīng)少于0.8m;2.4.2.3導(dǎo)管埋入混凝土深度宜為2~6m。嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土灌注面,并應(yīng)控制提拔導(dǎo)管速度,應(yīng)有專(zhuān)人測(cè)量導(dǎo)管埋深及管內(nèi)外混凝土灌注面的高差,填寫(xiě)水下混凝土灌注記錄;2.4.2.4灌注水下混凝土必須連續(xù)施工,每根樁的灌注時(shí)間應(yīng)按初盤(pán)混凝土的初凝時(shí)間控制,對(duì)灌注過(guò)程中的故障應(yīng)記錄備案;2.4.2.5應(yīng)控制最后一次灌注量,超灌高度宜為0.8~1.0m,鑿除泛漿高度后必須保證暴露的樁頂混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)等級(jí)。導(dǎo)管底部至孔底距離規(guī)范規(guī)定時(shí)宜為300~500mm,樁直徑小于600mm時(shí),可適當(dāng)加大導(dǎo)管底部至孔底距離,但是加大至多大并無(wú)規(guī)定,有個(gè)別施工者施工時(shí)以是否埋管為標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于小直徑樁片面加大導(dǎo)管底部至孔底距離,這樣做很容易造成埋漿或樁身底部混凝土質(zhì)量低劣,其實(shí)用性導(dǎo)管底部至孔底距離小一些好,以隔水塞能順利出來(lái)為宜,不宜過(guò)大。2.4.3水下混凝土的澆注鋼筋籠吊裝完畢,應(yīng)進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收,合格后應(yīng)立即澆注水下混凝土。為提高混凝土澆注質(zhì)量,澆注混凝土進(jìn)度控制在混凝土初凝時(shí)間內(nèi),同時(shí)應(yīng)合理地加快灌注速度,故應(yīng)做好灌注前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作以及灌注期間各工序的密切配合工作。水下混凝土的配合比應(yīng)符合下述規(guī)定:水下混凝土必須具備良好的和易性,配合比應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定;坍落度宜為180~220mm;水泥用量不少于360kg/m3;含砂率宜為40%~45%,并宜選用中粗砂;粗骨料的最大粒徑應(yīng)<40mm,有條件時(shí)可采用二級(jí)配;為改善和易性和緩凝,水下混凝土宜摻外加劑。導(dǎo)管的構(gòu)造和使用應(yīng)符合下述規(guī)定:導(dǎo)管壁厚不宜小于3mm,直徑宜為200~250mm;直徑制作偏差不應(yīng)超過(guò)2mm,導(dǎo)管的分節(jié)長(zhǎng)度視工藝要求確定,底管長(zhǎng)度不宜小于4m,接頭宜用法蘭或雙螺紋方扣快速接頭。導(dǎo)管提升時(shí),不得掛住鋼筋籠,為此可設(shè)置防護(hù)三角形加勁鈑或設(shè)置錐形法蘭護(hù)罩;導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝、試壓,試水壓力為0.6~1.0MPa。使用的隔水栓應(yīng)有良好的隔水性能,保證順利排出。開(kāi)始灌注混凝土?xí)r,為使隔水栓能順利排出,導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為300~500mm,樁直徑小于600mm時(shí)可適當(dāng)加大導(dǎo)管底部至孔底距離;應(yīng)有足夠的混凝土儲(chǔ)備量,使導(dǎo)管一次埋入混凝土面以下0.8m以上;管埋深宜為2~6m,嚴(yán)禁導(dǎo)管提出混凝土面,應(yīng)有專(zhuān)人測(cè)量導(dǎo)管埋深及管內(nèi)外混凝土面的高差,填寫(xiě)水下混凝土澆注記錄;水下混凝土必須連續(xù)施工,每根樁的澆注時(shí)間按初盤(pán)混凝土的初凝時(shí)間控制,對(duì)澆注過(guò)程中的一切故障均應(yīng)記錄備案;控制最后一次灌注量,樁頂不得偏低,應(yīng)鑿除的泛漿高度必須保證暴露的樁頂混凝土達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。2.4.4坍落度與水水下灌注混凝土對(duì)坍落度的要求較高,控制較嚴(yán),一般在180-220mm之間,攪拌時(shí)應(yīng)注意控制用水量,用水量少,坍落度達(dá)不到,流動(dòng)性差,不易灌注。用水量偏大,一方面改變了水灰質(zhì)量比,降低了混凝土標(biāo)號(hào),樁身強(qiáng)度達(dá)不到要求;另一方面灌注過(guò)程中,很容易發(fā)生混凝土離析,若在導(dǎo)管中就會(huì)卡管,灌不下去,嚴(yán)重的就不得不拔管,造成斷樁事故。因此,攪拌混凝土一定要注意控制用水量不要偏小或偏大。2.4.5用砂量采用導(dǎo)管法水下灌注混凝土,要求混凝土的和易性、流動(dòng)性較好,用砂量在實(shí)際施工中,有個(gè)別具體操作者喜歡加大用砂量,以增大混凝土流動(dòng)性,便于灌注作業(yè),這樣做會(huì)降低混凝土標(biāo)號(hào),影響樁身強(qiáng)度。應(yīng)嚴(yán)格按配合比要求執(zhí)行,避免用砂量過(guò)大,把其控制在允許的偏差范圍內(nèi)。灌注樁的砼強(qiáng)度規(guī)范要求最低為C25,勝境一品項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求為C30。在實(shí)際工作中,經(jīng)各個(gè)參建單位施工會(huì)議討論,決定在設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)再提高砼的一個(gè)等級(jí),即為C35.2.4.6導(dǎo)管埋深與鋼筋上浮在灌注過(guò)程中,規(guī)范JGJ94-94規(guī)定導(dǎo)管埋深宜為2-6m,一般施工者都能注意做到保持最小的導(dǎo)管埋深,對(duì)于最大導(dǎo)管埋深卻很容易忽略,混凝土只要能灌注下去,施工者就一直上料灌注,埋管深度甚至達(dá)十幾米,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于6m,這時(shí)不僅容易出現(xiàn)灌注的樁身混凝土質(zhì)量不好,而且還容易出現(xiàn)一些問(wèn)題;一是導(dǎo)管掛籠不易處理:另外有時(shí)還容易發(fā)生鋼筋籠上浮問(wèn)題,尤其對(duì)于不是全籠的樁孔,導(dǎo)管底部出口若正處于鋼筋籠底端,籠頂只是吊著沒(méi)有固定或固定措施不好,就會(huì)發(fā)生鋼筋籠上浮,并且浮力相當(dāng)大,一旦上浮很難復(fù)位,只有割籠,使籠變短。因此一定在注意控制好導(dǎo)管埋深,對(duì)于不是全籠的樁孔,混凝土面上升到鋼筋籠底部時(shí),要適當(dāng)控制放慢灌注速度,并及時(shí)地盡快拔起導(dǎo)管,使導(dǎo)管底部出口高出鋼筋籠底端一定距離,避免鋼筋籠上浮。2.4.7導(dǎo)管的提拉在灌注過(guò)程中當(dāng)混凝土下落不暢時(shí)要上下活動(dòng)提拉導(dǎo)管,當(dāng)起拔導(dǎo)管時(shí)要提拉導(dǎo)管,這時(shí)應(yīng)注意如果導(dǎo)管的提拉速度過(guò)快、幅度過(guò)大,有時(shí)會(huì)埋進(jìn)空氣,造成樁身局部混凝土松,出現(xiàn)蜂窩、空洞等。特別是灌注至樁頂部時(shí),灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、混凝土攪拌質(zhì)量不好等,都會(huì)造成混凝土流動(dòng)性變差,上下活動(dòng)提拉導(dǎo)管,管外混凝土面上升,管內(nèi)混凝土面高差到一定程度,管外混凝土面不再上升,若放下導(dǎo)管速度過(guò)快、幅度過(guò)大,管內(nèi)混凝土流動(dòng)性又差,有時(shí)會(huì)形成管外混凝土面高于管內(nèi)混凝土面,提拉拔出導(dǎo)管后,管外流動(dòng)性差的混凝土坍落相對(duì)慢,水泥砂漿、泥漿、沉碴混雜迅速進(jìn)入拔出導(dǎo)近后形成的空間,和混凝土、空氣混合,造成樁身中部粗骨料少、雜質(zhì)多,埋進(jìn)的空氣不易逸出,混凝土松、強(qiáng)度低,特別嚴(yán)重即形成所謂“空心樁”。灌注時(shí)要控制好混凝土攪拌質(zhì)量,連續(xù)灌注,盡量縮短灌注時(shí)間,導(dǎo)管一定不能提拉速度過(guò)快、幅度過(guò)大,灌注至樁頂部,慢起慢落數(shù)次后,再慢慢提出混凝土面,以避免發(fā)生樁頂部中心混凝土質(zhì)量低劣的空心現(xiàn)象。2.5鉆孔灌注樁質(zhì)量事故的原因和預(yù)防鉆孔灌注樁在工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的同時(shí),又因其工序繁多、工藝復(fù)雜等原因,在施工過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)一些質(zhì)量事故,如坍孔、樁底沉渣過(guò)厚、護(hù)筒失效、孔斜、縮(擴(kuò))頸、鋼筋籠偏位、斷樁等。下述內(nèi)容對(duì)事故原因進(jìn)行了分析,提出了一些具體的預(yù)防措施。2.5.1坍孔及預(yù)防措施坍孔是由于鉆孔灌注樁成樁過(guò)程中樁壁四周土體不連續(xù)而產(chǎn)生切變,樁壁四周土體的粘聚力與內(nèi)摩擦角等發(fā)生變化,受樁體周?chē)馏w豎向應(yīng)力、側(cè)向壓力、地下壓力等影響,受樁體周?chē)馏w豎向應(yīng)力、側(cè)向壓力、地下水壓力等影響,達(dá)到臨界狀態(tài),出現(xiàn)程度不一的孔壁坍塌等質(zhì)量事故。通過(guò)深入分析,發(fā)現(xiàn)造成施工事故的原因主要在于:成孔速度太快,在孔壁周?chē)鷣?lái)不及形成泥膜;泥漿的密度及粘度不適宜;保持的水頭壓力不夠;在礫石等地下透水層等處有滲流水,鉆孔中出現(xiàn)程度較大的水滲流現(xiàn)象;沉放鋼筋時(shí),碰撞了孔壁,破壞了泥膜及孔壁;護(hù)筒的長(zhǎng)度不夠,護(hù)筒變形或形狀不合適等。針對(duì)上述問(wèn)題,采取如下措施:在鉆孔灌注樁的成孔施工中,鉆孔速度如過(guò)快,則孔壁未形成有效泥漿膜,施工中易出現(xiàn)孔壁坍塌的質(zhì)量事故。而對(duì)于淤泥質(zhì)等非常軟弱的土質(zhì),如果成孔速度過(guò)快,孔徑很不規(guī)則。對(duì)于砂、砂礫等土層若成孔速度過(guò)快,會(huì)產(chǎn)生樁的徑向擺動(dòng),而發(fā)生孔壁坍塌現(xiàn)象。所以應(yīng)控制成孔速度,成孔速度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況并參照施工規(guī)范選取。當(dāng)然泥漿的密度及粘度對(duì)鉆孔時(shí)排渣與護(hù)壁的控制也很重要,也應(yīng)參照施工規(guī)范合理選擇。另外,在成孔時(shí),如果遇到礫石層等土層產(chǎn)生大量漏漿時(shí),應(yīng)考慮是否改用其他施工方法。在施工中如發(fā)生坍孔事故,則坍孔的樁孔應(yīng)及時(shí)回填粘土等適宜材料,停置至少15d以上,當(dāng)?shù)貙映尸F(xiàn)穩(wěn)定后才能再度施工。2.5.2樁底沉渣過(guò)厚及預(yù)防措施樁底沉渣量過(guò)厚會(huì)影響樁基的承載力,載荷后會(huì)產(chǎn)生較大的沉降,所以必須通過(guò)清孔控制樁底沉渣厚度。清孔是灌注樁施工中保證成樁質(zhì)量的前提條件,通過(guò)清孔應(yīng)盡可能地使樁孔中的沉渣清除,使混凝土與地基結(jié)合良好,提高樁基的承載力。施工中發(fā)生樁底沉渣過(guò)多的主要原因及處理措施如下:清孔不干凈或未進(jìn)行二次清孔是樁底沉渣過(guò)多的主要原因。施工中應(yīng)保證鉆孔灌注樁成孔后,鉆頭提高至距孔底10~20cm,保持慢速空轉(zhuǎn),維持循環(huán)清孔時(shí)間≥20min。當(dāng)使用的泥漿密度過(guò)小或泥漿注入量不足時(shí),樁底的沉渣浮起困難,沉渣將堆積在樁底,影響樁與地基的結(jié)合,所以在施工中應(yīng)合理控制泥漿的密度、粘度等指標(biāo)。鋼筋籠吊放過(guò)程中,如果鋼筋籠的軸向位置未對(duì)準(zhǔn)孔位,將會(huì)碰撞孔壁,造成孔壁土坍落在孔底。因此,鋼筋籠吊放時(shí),應(yīng)確保鋼筋籠的中心與樁中心保持一致,避免碰撞孔壁,從而減少沉渣。樁孔清孔后盡量縮短待灌時(shí)間,避免泥漿沉積而使樁底沉渣過(guò)厚。開(kāi)始灌注混凝土?xí)r,導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為30~40mm,并應(yīng)有足夠的首批混凝土儲(chǔ)備量,首批灌注混凝土可參考規(guī)范規(guī)定的計(jì)算式進(jìn)行計(jì)算,使導(dǎo)管一次埋入混凝土面以下1.0m以上,以利用混凝土的巨大沖擊力沖擠孔底沉渣,達(dá)到清除孔底沉渣的目的。2.5.3護(hù)筒失效及預(yù)防措施在鉆進(jìn)過(guò)程中護(hù)筒變形或突然往下沉,護(hù)筒外壁冒水,刃腳或鉆孔壁向孔內(nèi)外漏漿。在施工中應(yīng)重視漏漿事故,嚴(yán)重的漏漿若不處理,可引起坍孔。施工中造成護(hù)筒失效的原因如下:埋設(shè)護(hù)筒時(shí),回填土夯實(shí)不夠,埋設(shè)太淺,護(hù)筒腳漏水;護(hù)筒制作不良,接縫不密合或焊縫有砂眼等,造成接縫漏漿;由于護(hù)筒下方孔內(nèi)大面積坍孔,致使地層發(fā)生變化,從而使鋼護(hù)筒下沉并傾斜,失去護(hù)筒作用;由于地下障礙物或護(hù)筒內(nèi)外壓力差過(guò)大,使護(hù)筒局部變形、開(kāi)裂、漏水,失去護(hù)筒作用。相應(yīng)的防治措施有:采用粘土加固護(hù)筒周?chē)鷷r(shí),若漏水嚴(yán)重,應(yīng)將護(hù)筒拔除,然后回填重新埋設(shè);在頂入鋼護(hù)筒時(shí),盡量將鋼護(hù)筒埋得深一些,增加其穩(wěn)定性和抵抗局部沖刷的能力;如果護(hù)筒的下沉量較少,通過(guò)提高泥漿密度和粘度的方法,改善泥漿指標(biāo)后,繼續(xù)鉆孔;護(hù)筒變形處理可以根據(jù)其變形的部位進(jìn)行靈活處理(氧割、千斤頂校正、套筒法等)。2.5.4孔斜及預(yù)防措施孔斜是指鉆孔灌注樁成孔過(guò)程中孔位產(chǎn)生傾斜,傾斜度大于1%的樁孔。造成孔斜的原因?yàn)殂@機(jī)安裝時(shí),支撐不好、地層軟硬不均勻,操作時(shí)在易斜孔段不適當(dāng)加壓鉆進(jìn)、轉(zhuǎn)速過(guò)高造成晃動(dòng)等因素引起鉆機(jī)整體偏斜,也可能鉆頭在鉆孔過(guò)程中發(fā)生偏斜,結(jié)果導(dǎo)致孔斜。預(yù)防孔斜主要在成孔前預(yù)控與成孔過(guò)程中監(jiān)控。在鉆機(jī)就位和鉆孔過(guò)程中隨時(shí)注意校核鉆桿的垂直度,發(fā)現(xiàn)傾斜及時(shí)糾正。對(duì)于地基不均勻、土層呈斜狀分布和土層中夾有大的孤石或其它硬物的情形,施工前必須作好應(yīng)對(duì)措施。在不均勻地層中鉆孔時(shí),鉆機(jī)自重大、鉆桿剛度大較為有利。進(jìn)入不均勻硬層、斜狀巖層和碰到孤石時(shí),鉆速要開(kāi)慢檔。處理大孤石和堅(jiān)硬巖石,采用自重大的復(fù)合式牙輪鉆頭也是有效的方法。2.5.5縮頸、擴(kuò)徑及預(yù)防措施縮頸是鉆孔灌注樁施工時(shí)比較多見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題,主要由于樁周?chē)馏w在混凝土灌注過(guò)程中產(chǎn)生膨脹造成。特別是土層中有軟塑土則易遇水膨脹,成樁后容易造成縮頸現(xiàn)象。預(yù)防的主要措施是加強(qiáng)對(duì)孔徑的檢測(cè)與控制,提高泥漿質(zhì)量,嚴(yán)格控制泥漿的失水率、密度、粘度等各項(xiàng)性能指標(biāo)。鉆頭直徑應(yīng)適當(dāng)加大,在導(dǎo)正器上焊一定數(shù)量的合金刀片,在鉆進(jìn)或起鉆的過(guò)程中起掃孔作用。另外,減少成孔后空置時(shí)間也是非常有效的措施。局部擴(kuò)徑現(xiàn)象往往與坍孔是共生的,預(yù)防局部擴(kuò)徑現(xiàn)象的最好辦法就是預(yù)防坍孔。有觀點(diǎn)認(rèn)為擴(kuò)徑現(xiàn)象對(duì)樁基承載力有利,其實(shí)不然。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐,一些樁身混凝土質(zhì)量沒(méi)問(wèn)題而承載力大大低于設(shè)計(jì)值的試樁,除了沉渣可能較大外,孔徑實(shí)測(cè)和動(dòng)測(cè)資料都顯示有強(qiáng)烈擴(kuò)徑現(xiàn)象,通過(guò)再次復(fù)壓也提高不多。由此可見(jiàn),局部擴(kuò)徑影響了整樁的共同工作和側(cè)摩阻力的整體發(fā)揮。2.5.6鋼筋籠偏位及預(yù)防措施鋼筋籠偏位主要包括鋼筋籠上浮或下沉,鋼筋籠中心線(xiàn)沿樁基中心線(xiàn)失偏等問(wèn)題。有如下幾種情況:鋼筋籠放置初始位置過(guò)高或過(guò)低;混凝土流動(dòng)性過(guò)小,導(dǎo)管在混凝土中埋置過(guò)深,鋼筋籠被混凝土頂托上??;導(dǎo)管掩埋過(guò)長(zhǎng),提升時(shí),易搖晃,難以對(duì)準(zhǔn)籠的中心,易發(fā)生掛籠現(xiàn)象;導(dǎo)管提升過(guò)程,混凝土下沉太快,瞬時(shí)反沖力使鋼筋籠上??;鋼筋籠自重太輕,被混凝土頂起等其它原因。鋼筋籠上浮較大時(shí),降低了樁體下部原本有配筋截面的抗剪切與抗彎能力,下沉過(guò)多,給施工帶來(lái)麻煩并且浪費(fèi)鋼材。采取的防治措施如下:鋼筋籠安放初始位置應(yīng)準(zhǔn)確,并與孔口固定牢固。為防止鋼筋籠下沉或上升,可采用固定等方法頂住鋼筋籠上口。同時(shí)合理控制混凝土的灌注速度,防止鋼筋籠上浮,當(dāng)灌注的混凝土頂面距鋼筋籠骨架底面1m左右時(shí),應(yīng)降低混凝土的灌注速度。當(dāng)混凝土拌合物上升到骨架底面4m以上時(shí),提升導(dǎo)管,使其底口高于骨架底面2m以上,即可恢復(fù)正常灌注。灌注過(guò)程中如果導(dǎo)管埋深較大時(shí),其上層混凝土因澆注時(shí)間較長(zhǎng),已接近初凝,混凝土與鋼筋籠有一定的握裹力,如此時(shí)導(dǎo)管底端未及時(shí)提到鋼筋籠底部以上,導(dǎo)管中混凝土流出后將以一定的速度向上頂升,同時(shí)也帶動(dòng)鋼筋籠上升。當(dāng)此類(lèi)現(xiàn)象發(fā)生時(shí),應(yīng)立即停止灌注混凝土,并準(zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)管埋深和已澆混凝土面的標(biāo)高,提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注,上浮現(xiàn)象即可消失。施工時(shí)每澆灌一斗混凝土,檢查一次埋深,勤測(cè)深,勤拆管,直到鋼筋籠埋牢后,恢復(fù)正常埋置深度,一般控制在2~4m,最大不超過(guò)6m。2.5.7斷樁及預(yù)防措施斷樁是指混凝土凝固后樁體不連續(xù),中間被漿液、氣泡、泥塊等疏松體充填的間斷樁。斷樁現(xiàn)象影響了樁身的整體性與連續(xù)性,降低了樁體強(qiáng)度和承載力,直至無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。澆灌過(guò)程不連續(xù)、配合比中坍落度損失大、灌注過(guò)程中發(fā)生埋管、卡管、縮頸等情況都將造成斷樁。分析斷樁產(chǎn)生的原因主要有以下兩個(gè)方面:一方面,首批混凝土灌注時(shí)若導(dǎo)管底端距孔底過(guò)遠(yuǎn),則混凝土被漿液稀釋?zhuān)顾冶仍龃螅斐苫炷敛荒?,混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土填充。有時(shí)受地下水活動(dòng)的影響或?qū)Ч苊芊獠涣迹瑵{液浸入使混凝土水灰比增大,形成樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝體。施工中還會(huì)發(fā)生澆注混凝土?xí)r,導(dǎo)管提升和起拔過(guò)多,露出混凝土面,或因停電、待料等原因造成夾渣,出現(xiàn)樁身中巖渣沉積成層,將混凝土樁上下分開(kāi)的現(xiàn)象。而采用從孔口直接倒入的辦法灌注混凝土,混凝土產(chǎn)生離析,造成凝固后不密實(shí)堅(jiān)硬,個(gè)別截面出現(xiàn)疏松、空洞的現(xiàn)象。另外,混凝土出拌合樓待灌時(shí)間過(guò)久或中途運(yùn)輸路程過(guò)長(zhǎng),混凝土坍落度損失大,產(chǎn)生離析或局部初凝現(xiàn)象而直接用于灌注,也將造成斷樁。另一方面,灌注過(guò)程中若發(fā)生埋管、卡管,使導(dǎo)管在混凝土中掩埋過(guò)長(zhǎng),混凝土已初凝或接近初凝,內(nèi)阻力成倍增長(zhǎng),導(dǎo)管被卡死在混凝土內(nèi),也將造成斷樁現(xiàn)象的產(chǎn)生。針對(duì)斷樁發(fā)生的不同作用機(jī)理,相應(yīng)的預(yù)防措施如下。鉆孔后必須認(rèn)真清孔,清孔時(shí)間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定。清孔后要及時(shí)灌注混凝土,避免孔底沉渣超過(guò)規(guī)范規(guī)定。在灌注混凝土前,應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行孔徑測(cè)量,準(zhǔn)確算出全孔及首批混凝土灌注量?;炷脸霭韬蠘谴鄷r(shí)間或中途運(yùn)輸時(shí)間應(yīng)合理控制,一旦開(kāi)始澆注工序,灌注過(guò)程一定要連續(xù)、快速,準(zhǔn)備灌注混凝土要足量,確保在混凝土初凝時(shí)間內(nèi)連續(xù)澆注。在灌注混凝土過(guò)程中應(yīng)避免停電、停水,并隨時(shí)控制混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋深,提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠,嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。同時(shí)應(yīng)確保導(dǎo)管的密封性,導(dǎo)管的拆卸長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管外混凝土的上升高度而定,切勿起拔過(guò)多。為有效預(yù)防斷樁的發(fā)生,施工中還必須做好原材料的檢測(cè)與試驗(yàn)工作,嚴(yán)格按程序確定混凝土的配合比?;炷翍?yīng)具有良好的和易性和流動(dòng)性,初凝時(shí)間與坍落度損失應(yīng)滿(mǎn)足灌注要求。第三章:具體工程實(shí)踐的樁基施工工藝研究常用的樁基處理方案常用的樁基處理方案有:①接樁法、②壓漿法、③結(jié)構(gòu)措施法、④加樁法、⑤置換法等。3.1接樁法3.1.1.主要適應(yīng)行情斷樁處理,夾泥或嚴(yán)重離析,出現(xiàn)問(wèn)題的位置在松散層內(nèi),地下水位低于問(wèn)題位置或透水性較差的地層中,埋深不大,一般小于12m。3.1.2接樁工藝人工開(kāi)挖至斷樁處,最好是超過(guò)問(wèn)題位置0.5m若周邊土質(zhì)易塌,則要下鋼護(hù)筒保護(hù)孔壁,然后將斷樁處以上混凝土鑿除,排去孔內(nèi)水及泥漿,清理斷面,鑿除斷面上的泥漿或膠結(jié)不好的混凝土,一般鑿進(jìn)0.5m左右,最后以同樣標(biāo)號(hào)的混凝土澆注成樁.3.1.3接樁法處理樁基事故的成功案例(1)、1999年某公司在昌廈一級(jí)公路白舍大橋的樁基事故處理,當(dāng)時(shí)有一根橋梁樁在3.1m(2)、蕪湖長(zhǎng)江大橋樁基工程,有一直徑1.5m的樁基,在-17.8m處斷樁.,采用鋼護(hù)筒壁,運(yùn)用接樁法成功處理好該斷樁。3.1.4接樁法的優(yōu)缺點(diǎn)(1)、優(yōu)點(diǎn):工程費(fèi)用低,施工工藝較簡(jiǎn)單,容易操作,工序明了,質(zhì)量穩(wěn)定,主要為人工作業(yè).(2)、缺點(diǎn):對(duì)于含水豐富的地區(qū)或處理位置較深時(shí),要附加止水措施,費(fèi)用較大,對(duì)入巖處的斷樁不宜采用此法.3.2壓漿法3.2.1適用行情適用廣泛,適用各類(lèi)地層中的斷樁、夾泥、離析及蜂窩、麻面及露筋的處理。同時(shí),也適用于處理樁端土的承載力的不足。3.2.2壓漿法施工工藝用工程鉆機(jī)在有問(wèn)題樁上鉆孔,一般口徑為(81-110mm),孔深大于樁基問(wèn)題位置lm,鉆孔個(gè)數(shù)據(jù)實(shí)際需要而定,壓漿材料用水泥砂漿或純水泥漿,在加漿前,先將樁內(nèi)泥清洗掉,壓力一般2~8MPa。主要施工設(shè)備:壓漿泵、水泥漿液攪拌機(jī)、高壓膠管、壓漿導(dǎo)管等。3.2.3壓漿法處理樁基質(zhì)量事故的成功案例(1)、浙江某大橋樁孔事故的處理,事故樁設(shè)計(jì)為摩擦樁,設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)87m,樁端為礫卵石層。事故樁由于鉆頭脫落在孔內(nèi)無(wú)法處理,當(dāng)時(shí)井底標(biāo)高-73.50,距設(shè)計(jì)標(biāo)高差13.5m,利用壓漿法,增加樁端阻力及樁側(cè)磨阻力,從而提高單樁承載力,處理后,經(jīng)浙江省交通質(zhì)量監(jiān)督站對(duì)此樁進(jìn)行了高應(yīng)變檢測(cè),結(jié)果,樁身質(zhì)量完好,單樁垂向極限承載力為30200KN,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求(設(shè)計(jì)單樁承載力為14800KN).(2.)、廣州市芳村區(qū)某九層框架結(jié)構(gòu)住宅樓的樁基處理:該樓樁基的1號(hào)、3號(hào)、n號(hào)樁由于灌注措施不到位,分別在樁身6.5、7.0、5.1m3.2.4壓漿法處理樁基事故的優(yōu)缺點(diǎn)(1)、優(yōu)點(diǎn):施工場(chǎng)地小,靈活,成本小,工期短。(2)、缺點(diǎn):質(zhì)量不穩(wěn)定,有時(shí)壓漿不到位。3.3結(jié)構(gòu)措施法3.3.1適用行情當(dāng)樁位偏移或單樁承載力不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí),工期要求緊,用其它方法處理時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力,則可考慮用結(jié)構(gòu)措施來(lái)彌補(bǔ)樁基質(zhì)量事故。3.3.2結(jié)構(gòu)措施的通常作法:通常作法有加大承臺(tái)或加寬加厚剪力墻和基礎(chǔ)圈的作法。加大承臺(tái);使承臺(tái)與樁基及土共同作用,從而增加基礎(chǔ)的承載力。其計(jì)算式:對(duì)于大于3根樁數(shù)的樁非端承樁復(fù)合樁基:考慮樁群、土、承臺(tái)的相互作用效應(yīng),當(dāng)根據(jù)靜載試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí),可以得到其復(fù)合基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值。3.3.3結(jié)構(gòu)措施法處理樁基事故的成功案例(1)深圳市寶安區(qū)金明輝園樁基工程:2002年初某單位參加該工程施工,由于底基巖層表面不平整,向一側(cè)傾斜,加上由于施工過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)塌孔事故,成樁后,經(jīng)抽芯檢測(cè),發(fā)現(xiàn)其中3根樁基傾斜3到5度不等,當(dāng)時(shí)工期緊,經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)人員計(jì)算,認(rèn)為加大、加厚承臺(tái)能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,后經(jīng)加大、加厚承臺(tái)后,大夏建成。如今已使用2年,未出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。(2)昌福高速公路進(jìn)賢出口連接線(xiàn)一跨鐵路橋樁基處理:該橋一號(hào)墩有2根磨擦樁,成橋后,由于開(kāi)挖10m后,減少了磨阻力,樁基下沉了30cm,且還有下沉的趨勢(shì),后經(jīng)增加承臺(tái)處理后,阻止了樁基下沉,且經(jīng)過(guò)了一年的運(yùn)行,到目前為止,也再?zèng)]有下沉。(3)南昌紅谷灘南昌日?qǐng)?bào)社大夏樁基工程,2002年10月由某單位分包該樁基工程,于加02年12月完工,完工驗(yàn)收時(shí),發(fā)現(xiàn)有一根樁偏離中心樁位0.4m經(jīng)過(guò)計(jì)算后,用擴(kuò)大承臺(tái)的方法,成功處理了樁位偏離的問(wèn)題.(4)武昌新華村危房改建工程灌注樁工程質(zhì)量缺陷處理:主樓18層,結(jié)構(gòu)形式為框架一剪力墻結(jié)構(gòu),其中2根樁在上部1~2m有離析現(xiàn)象,另一根樁在5m處有混凝土離析,后經(jīng)采取加大、加厚承臺(tái)的方法處理3.3.4利用結(jié)構(gòu)措施處理樁基事故的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):工作量小,省時(shí)省力,不使用機(jī)械,節(jié)省費(fèi)用,可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。缺點(diǎn):設(shè)計(jì)計(jì)算較繁。3.4加樁法處理樁基質(zhì)量事故3.4.1適用行情只要場(chǎng)地允許,均可使用該法。3.4.2加樁法的做法通常是在事故樁的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)布設(shè)2根樁來(lái)替代該問(wèn)題樁,俗稱(chēng)扁擔(dān)樁法3.4.3成功案例(l)深圳市廣業(yè)大夏樁基工程廣業(yè)大夏為30層的寫(xiě)字樓,由于施工時(shí),措施不到位,其中一樁在灌注混凝土?xí)r,孔壁大量垮塌,造成質(zhì)量事故,后經(jīng)采用“扁擔(dān)樁”法處理。(2)武漢某特大橋樁基工程:其中有口徑為1800mm樁基出現(xiàn)樁基質(zhì)量事故,也是采用“扁擔(dān)樁”法處理。3.4.4加樁法處理樁基工程質(zhì)量事故的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):質(zhì)量能保證。缺點(diǎn):費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)財(cái)。一般不采用此法,只有當(dāng)問(wèn)題樁特別嚴(yán)重,其它方法處理不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí),才不得以選用此法。3.5置換法處理樁基事故3.5.1適用行情樁基局部夾泥、沉渣過(guò)厚、蜂窩等,樁身橫截面強(qiáng)度不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量缺陷3.5.2置換法原理及做法:通過(guò)計(jì)算,先在樁身鉆孔(一般150mm),后在鉆孔內(nèi)投置勁性鋼筋束,通過(guò)壓力注漿使鋼筋束與樁身混凝土形成一個(gè)整體,以加入的勁性鋼筋束補(bǔ)償樁身缺陷引致的強(qiáng)度損失。3.5.3成功案例(l)深圳市鵬運(yùn)廣場(chǎng)缺陷樁處理過(guò)程中成功應(yīng)用此法,深圳灣夏花園缺陷樁處理也成功應(yīng)用此法。(2)融景園73號(hào)樁及65號(hào)樁基質(zhì)量缺陷處理方案:73號(hào)樁及65號(hào)樁位于深基坑中心位置附近,其樁周土均為可塑一硬塑狀及全風(fēng)化花崗巖,透水性差,利于人工開(kāi)挖,且樁長(zhǎng)分別為1.025m和10.5m,樁身較短,此狀況注漿法不能保證樁身承載力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,經(jīng)過(guò)計(jì)算,決定選用人工開(kāi)挖成孔,掏去樁端底面以下粘性土,在樁底接樁。樁底接樁施工簡(jiǎn)介:在處理樁邊0.5m處利用人工挖孔、挖孔直徑lm左右,鋼筋水泥護(hù)壁,一直控制基巖面,利用鑿巖機(jī),鑿到下臥粘土位置,掏空樁底對(duì)應(yīng)位置粘性土,放置鋼筋籠,澆注C30泥凝土,回填人工挖孔。3.6補(bǔ)強(qiáng)處理的基本原則借鑒《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》中軸心受壓構(gòu)件內(nèi)外包型鋼法加固,考慮在樁身鉆取若干孔投置勁性鋼筋束,通過(guò)壓力注漿使鋼筋束與樁身混凝土形成一個(gè)整體,以加入的勁性鋼筋束補(bǔ)償樁身硅缺陷引致的強(qiáng)度損失,達(dá)到與好樁等面積,等貫矩的目的。3.6.1參數(shù)選擇(1)選擇參數(shù)原則經(jīng)濟(jì)、利于施工、盡量減少對(duì)完整的樁身破壞,依據(jù)以上原則,布加筋量愈少,對(duì)樁身破壞愈少,從計(jì)算上可知,注漿表體強(qiáng)度愈高,所需加筋量就少。(2)鉆孔垂直度的要求對(duì)單樁加筋鉆孔個(gè)數(shù)的約束由于樁身及鉆孔的垂直度為<1%,嚴(yán)格來(lái)說(shuō),鉆孔不可能100%鉆直,加上孔深1.516m,所以在孔底的水平位置移偏差為0.16m也是可能的,否則易串孔,造成對(duì)樁身的破壞。(3)加筋孔個(gè)數(shù)選定及注壓漿體強(qiáng)度選定對(duì)于92號(hào)樁,選擇注壓漿體為C20,樁周邊均布4個(gè)150鉆孔及中心一個(gè)101鉆孔即能滿(mǎn)足要求。對(duì)于91號(hào)樁,選擇注壓漿體為C20,周邊均布5個(gè)150鉆孔及中心布一個(gè)150鉆孔。3.6.2補(bǔ)強(qiáng)處理工藝要點(diǎn)3.6.1施工設(shè)備①、X丫150型油壓鉆機(jī)2臺(tái)②、ZJB-30型高壓泵一臺(tái)③、空壓機(jī)1臺(tái)(6-12立方米)④、攪拌機(jī)一臺(tái)⑤、噴嘴及輔助壓漿管材料3.6.2勁性鋼筋束材料及制安勁性鋼筋束材料采用中25螺紋鋼(n級(jí)鋼)綁扎成束。鋼筋束組合為每孔13根小于25鋼筋及加一根25鍍鋅管,筋束長(zhǎng)度為5米,鍍鋅管(壓漿管)大于孔深。制作為地面一次將鋼管束綁焊接成型,然后吊裝放入孔底,必須保證鋼筋束完全到達(dá)孔底,具體以壓漿管的長(zhǎng)度位置判斷鋼筋束是否在孔底。要求壓漿管距孔底為10cm,避免下端因沉渣堵塞壓漿管出口3.6.3孔口管埋設(shè)即在孔口埋設(shè)孔口鋼管。因孔口管是關(guān)系壓漿質(zhì)量的重要一環(huán),埋設(shè)一定要牢靠?;咀龇?將孔口管與加筋孔的間隙用紡織袋塞死并將管子砸入孔內(nèi)40cm左右深度;孔口管露出樁面約20cm-30cm,在樁面采用電打膨脹螺絲并用橫向鋼筋將管與之點(diǎn)焊聯(lián)結(jié),管內(nèi)與鋼筋束間用鋼筋頭電焊搭接,然后用高標(biāo)水泥砂漿(摻適早強(qiáng)劑)將管外包裹起來(lái)(僅露出管口絲扣),3.6.4泵液材料及配配制根據(jù)試驗(yàn)提供的配比資料,壓漿液所用材料及配合比為:水灰比[水/(水泥+摻合料)]:0.45;EuA-H(膨脹劑)摻量:12%;SF(減水劑)摻量:.075%;以100公斤水計(jì),漿液配制方法如下:水:100kg水泥:擬采用優(yōu)質(zhì)525R普通水泥222kg膨脹劑:為解決純水泥漿置換沉渣后與混凝土樁身產(chǎn)生收縮縫,擬采用“UEA?H型混凝土膨脹劑”27kg。減水劑:為改善水泥漿液的可灌性及強(qiáng)度,采用“SF高強(qiáng)硅泵送劑”1.7kg?,F(xiàn)場(chǎng)漿液配制方法采用拌漿桶機(jī)械制,其中對(duì)各種材料需采取嚴(yán)格的計(jì)量,保證漿液比重在1.80-1.85之間。各樁配制漿液量按理論灌漿量的2.0倍以上準(zhǔn)備(如達(dá)不到終止標(biāo)準(zhǔn)可在現(xiàn)場(chǎng)攪拌)。3.6.5注、壓漿(1)、孔底注漿對(duì)每

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