泥漿護壁成孔灌注樁施工

發(fā)布時間:2024-02-17
泥漿護壁成孔灌注樁屬于濕作業(yè)成孔,其關鍵是保證成孔和混凝土澆筑的質量。施工工藝流程為:護筒設置→成孔、泥漿護壁→清孔→安放鋼筋籠→水下灌注混凝土。施工前應進行工藝性試成孔,數量不應少于2根。 1.護筒設置
護筒是防止孔口土層和顆粒坍塌、墜落的設施,起到定位、保護孔口和導向作用。成孔時宜在孔位埋設護筒,護筒設置應符合下列規(guī)定:
(1)護筒應采用鋼板制作,應有足夠剛度及強度;上部應設置溢流孔,下端外側應采用黏土填實,護筒高度應滿足孔內泥漿面高度要求,護筒埋設應進入穩(wěn)定土層;
(2)護筒上應標出樁位,護筒中心與孔位中心偏差不應大于50mm;
(3)護筒內徑應比鉆頭外徑大100mm,沖擊成孔和旋挖成孔的護筒內徑應比鉆頭外徑大200mm,垂直度偏差不宜大于1/100。
2.泥漿制備
泥漿是由水、膨潤土(或黏土)和添加劑等組成的漿體,泥漿是泥漿護壁成孔灌注樁成孔質量好壞的重要環(huán)節(jié)。泥漿的作用為利用其與地下水之間的壓力差控制水壓力,使泥漿能在孔壁上形成泥皮而加固孔壁,防止坍塌,同時穩(wěn)定孔內水位,冷卻鉆具,帶出孔內巖土碎屑。泥漿的主要性能有泥漿比重、黏度、靜切力、含砂率、膠體率、失水率、酸堿度等指標。護壁泥漿應符合下列規(guī)定:
(1)泥漿可采用原土造漿,不適于采用原土造漿的土層應制備泥漿,制備泥漿的性能指標應符合相關規(guī)范的規(guī)定。
(2)施工時應維持鉆孔內泥漿液面高于地下水位0.5m,受水位漲落影響時,應高于最高水位1.5m。
(3)成孔時應根據土層情況調整泥漿指標,排出孔口的循環(huán)泥漿的性能指標應符合規(guī)范的規(guī)定。
(4)廢棄的泥漿、廢渣應另行處理,不應污染環(huán)境。
3.成孔
正循環(huán)是泥漿經鉆桿、鉆具壓入孔底,然后攜帶土層顆粒從鉆桿鉆具與孔壁的間隙返回地面的循環(huán)方式;反循環(huán)是泥漿由孔口經鉆桿、鉆具與孔壁的間隙流入孔底,然后攜帶土層顆粒從鉆具、鉆桿抽返地面的循環(huán)方式。
正、反循環(huán)回轉鉆機成孔鉆進應符合下列規(guī)定:
(1)成孔直徑不應小于設計樁徑,鉆頭宜設置保徑裝置;
(2)成孔機具應根據樁型、地質情況及成孔工藝選擇,砂土層中成孔宜采用反循環(huán)成孔;
(3)在軟土層中鉆進,應根據泥漿補給及排渣情況控制鉆進速度;
(4)鉆機轉速應根據鉆頭形式、土層情況、扭矩及鉆頭切削具磨損情況進行調整。
沖擊成孔灌注樁施工的關鍵在于合理確定沖擊鉆頭重量,選擇最優(yōu)懸距、合適的沖擊行程和沖擊頻率。沖擊成孔鉆進應符合下列規(guī)定:
(1)在成孔前以及過程中應定期檢查鋼絲繩、卡扣及轉向裝置,沖擊時應控制鋼絲繩放松量;
(2)開孔時,應低錘密擊,成孔至護筒下3m~4m后可正常沖擊;
(3)巖層表面不平或遇孤石時,應向孔內投入黏土、塊石,將孔底表面填平后低錘快擊,形成緊密平臺,再進行正常沖擊,孔位出現偏差時,應回填片石至偏孔上方300mm~500mm處后再成孔;
(4)成孔過程中應及時排除廢渣,排渣可采用泥漿循環(huán)或淘渣筒,淘渣筒直徑宜為孔徑的50%~70%,每鉆進0.5m~1.0m應淘渣一次,淘渣后應及時補充孔內泥漿,孔內泥漿液面應符合泥漿的規(guī)定;
(5)成孔施工過程中應按每鉆進4m~5m更換鉆頭驗孔;
(6)在巖層中成孔,樁端持力層應按每100mm~300mm清孔取樣,非樁端持力層應按每300mm~500mm清孔取樣。
旋挖成孔時利用鉆斗與液壓力作為鉆進壓力切削土體,將土體裝滿鉆斗后提升出土。旋挖成孔鉆進應符合下列規(guī)定:
(1)成孔前及提出鉆斗時均應檢查鉆頭保護裝置、鉆頭直徑及鉆頭磨損情況,并應清除鉆斗上的渣土;
(2)成孔鉆進過程中應檢查鉆桿垂直度;
(3)砂層中鉆進時,宜降低鉆進速度及轉速,并提高泥漿比重和黏度;
(4)應控制鉆斗的升降速度,并保持液面平穩(wěn);
(5)成孔時樁距應控制在4倍樁徑內,排出的渣土距樁孔口距離應大于6m,并應及時清除;
(6)在較厚的砂層成孔宜更換砂層鉆斗,并減少旋挖進尺;
(7)旋挖成孔達到設計深度時,應清除孔內虛土。
4.清孔
清孔應分二次進行。第一次清孔應在成孔完畢后進行。第二次應在安放鋼筋籠和導管安裝完畢后進行。常用的清孔方法有正循環(huán)清孔、泵吸反循環(huán)清孔和氣舉反循環(huán)清孔。正循環(huán)清孔一般適用于直徑小于800mm的樁孔,當孔底沉渣粒徑較大,正循環(huán)難以將其帶上來時,或長時間清孔難以達到要求時,應采用反循環(huán)清孔。
正循環(huán)清孔應符合下列規(guī)定:
(1)第一次清孔可利用成孔鉆具直接進行,清孔時應先將鉆頭提離孔底0.2m~0.3m,輸入泥漿循環(huán)清孔,輸入的泥漿指標應符合規(guī)范的規(guī)定;
(2)孔深小于60m的樁,清孔時間宜為15min~30min,孔深大于60m的樁,清孔時間宜為30min~45min;
(3)第二次清孔利用導管輸入泥漿循環(huán)清孔,輸入的泥漿應符合性能指標的規(guī)定。
泵吸反循環(huán)清孔應符合下列規(guī)定:
(1)泵吸反循環(huán)清孔時,應將鉆頭提離孔底0.5m~0.8m輸入泥漿進行清孔,輸入的泥漿指標應符合規(guī)定;
(2)清孔時,輸入孔內的泥漿量不應小于砂石泵的排量,應合理控制泵量,保持補量充足。
氣舉反循環(huán)清孔應符合下列規(guī)定:
(1)排漿管底下放至距沉渣面30mm~40mm,氣水混合器至液面距離宜為孔深的0.55倍~0.65倍;
(2)開始送氣時,應向孔內供漿,停止清孔時應先關氣后斷漿;
(3)送氣量應由小到大,氣壓應稍大于孔底水頭壓力,孔底沉渣較厚、塊體較大或沉渣板結,可加大氣量;
(4)清孔時應維持孔內泥漿液面的穩(wěn)定。
灌注樁在澆筑混凝土前,清孔后泥漿應符合性能指標的規(guī)定,清孔后孔底沉渣厚度對端承型樁≤50mm,摩擦型樁≤100mm,抗拔、抗水平荷載樁≤200mm。
5.鋼筋籠安裝
鋼筋籠安裝入孔時,應保持垂直,對準孔位輕放,避免碰撞孔壁。鋼筋籠安裝應符合下列規(guī)定:
(1)下節(jié)鋼筋籠宜露出操作平臺1m;
(2)上下節(jié)鋼筋籠主筋連接時,應保證主筋部位對正,且保持上下節(jié)鋼筋籠垂直,焊接時應對稱進行;
(3)鋼筋籠全部安裝入孔后應固定于孔口,安裝標高應符合設計要求,允許偏差應為±100mm。
6.水下混凝土灌注
導管法灌注水下混凝土是通過導管由孔底向上頂灌,并在水中養(yǎng)護的混凝土施工方法。水下混凝土灌注應采用導管法,導管配置應符合下列規(guī)定:
(1)導管直徑宜為200mm~250mm,壁厚不宜小于3mm,導管的分節(jié)長度應根據工藝要求確定,底管長度不宜小于4m,標準節(jié)宜為2.5m~3.0m,并可設置短導管;
(2)導管使用前應試拼裝和試壓,使用完畢后應及時進行清洗;
(3)導管接頭宜采用法蘭或雙螺紋方扣,應保證導管連接可靠且具有良好的水密性。
混凝土初灌量是水下混凝土施工的關鍵,通過積聚一定量的混凝土積蓄的能量將導管內泥漿逼出,實現水下封底,并保證封底后導管外泥漿不會進入混凝土內?;炷脸豕嗔繎獫M足導管埋入混凝土深度不小于0.8m的要求?;炷凉嘧⒂酶羲☉辛己玫母羲阅?。隔水栓宜采用球膽或與樁身混凝土強度等級相同的細石混凝土制作的混凝土塊。
水下混凝土灌注應符合下列規(guī)定:
(1)導管底部至孔底距離宜為300mm~500mm;
(2)導管安裝完畢后,應進行二次清孔,二次清孔宜選用正循環(huán)或反循環(huán)清孔,清孔結束后孔底0.5m內的泥漿指標及沉渣厚度應符合規(guī)定,符合要求后應立即澆筑混凝土;
(3)混凝土灌注過程中導管應始終埋入混凝土內,宜為2m~6m,導管應勤提勤拆;
(4)應連續(xù)灌注水下混凝土,并應經常檢測混凝土面上升情況,灌注時間應確?;炷敛怀跄?br> (5)混凝土灌注應控制最后一次灌注量,超灌高度應高于設計樁頂標高1.0m以上,充盈系數不應小于1.0。
每澆注50m3應有1組試件,小于50m3的樁,每個臺班應有1組試件。對單柱單樁的樁應有1組試件,每組試件應有3個試塊,同組試件應取自同車混凝土。
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