淺談小橋樁基礎(chǔ)的鉆孔灌注樁 施工技術(shù)
發(fā)布時(shí)間::2014-10-10
摘 要
?????? 鉆孔灌注樁是采用不同的鉆孔(或挖孔)方法,在土中形成一定直徑的井孔,達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,將鋼筋籠放到井孔內(nèi),再灌注混凝土。其適用范圍廣,可以穿越各種土層,更可以嵌入基巖,這是別的樁型很難做到的。本文詳細(xì)介紹其施工技術(shù),供工程施工參考借鑒。
????? 關(guān)鍵詞:橋梁;鉆孔灌注樁;施工技術(shù)
一、緒 論?????? 的主要工程概況及地質(zhì)情況:本橋位于405k+635處,橋位處原有涵洞需拆除,新建橋梁平面位于直線上,與河流夾角80°橋梁全長18.44m。上部結(jié)構(gòu)采用1×13m簡支預(yù)應(yīng)力混凝土空心板,下部橋臺(tái)采用樁柱式臺(tái),φ1.2m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。樁基共計(jì)12根,采用單排6根。0#臺(tái)和1#臺(tái)的12根直徑為1.2米的樁在河岸上,直接將原老涵洞左半幅拆除整平壓實(shí)后,進(jìn)行樁基的施工,先施工橋的左半 幅。
?????? 該施工方法的流程是:拆除老涵洞→平整壓實(shí)場地→泥漿制備→埋設(shè)護(hù)筒→鋪設(shè)工作平臺(tái)→安裝鉆機(jī)并定位→鉆進(jìn)成孔→清孔并檢查成孔質(zhì)量→下放鋼筋籠→灌注水下混凝土→拔出護(hù)筒→檢查質(zhì)量。鉆孔樁施工順序先0#臺(tái)、01、02、03樁,1#臺(tái)、11、12、13樁,左半幅小橋建成后,再施工1#臺(tái)、14、15、16樁,0#臺(tái)、04、05、06樁。
二、論文主體
??? (一)轉(zhuǎn)孔灌注樁施工特點(diǎn)
???? 1 、施工時(shí)基本無噪音、無振動(dòng)、無地面隆起或側(cè)移,因此對(duì)環(huán)境和周邊建筑 物危害?。?/p>
???? 2 、大直徑鉆孔灌注樁直徑大、入土深;
???? 3 、對(duì)于樁穿透的圖層可以在空中作原位測試,以檢測土層的性質(zhì);
???? 4 、擴(kuò)底鉆孔灌注樁能更好地發(fā)揮樁端承載力;
???? 5 、經(jīng)常設(shè)計(jì)成一柱一樁,無需樁頂承臺(tái),簡化了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式;
???? 6 、鉆孔灌注樁通常布樁間距大,群樁效應(yīng)??;
???? 7 、某些利用“擠擴(kuò)支盤”鉆孔灌注樁可以有效減少樁徑和樁長,提高樁的承 載力,減少沉降量;
???? 8 、可以穿越各種土層,更可以嵌入基巖,這是別的樁型很難做到的;
?? ? 9 、施工設(shè)備簡單輕便,能在較低的凈空條件下設(shè)樁;
??? 10 、鉆孔灌注樁在施工中,影響成樁質(zhì)量的因素較多,質(zhì)量不夠穩(wěn)定,有時(shí) 候會(huì)發(fā)生縮徑、樁身局部夾泥等現(xiàn)象,樁側(cè)阻力和樁端阻力的發(fā)揮會(huì)隨著工藝 而變化,且又在較大程度上受施工操作影響
??? (二)、測量控制
???? 根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖提供的路線的線形要素、結(jié)構(gòu)平面布置圖及結(jié)構(gòu)圖。
??? 1、灌注樁
???? 灌注樁施工鋼護(hù)筒測量定位可采用全站儀極坐標(biāo)法測量,并可相互校核。
???? 在灌注樁開鉆前必須報(bào)請(qǐng)監(jiān)理驗(yàn)收鋼護(hù)筒的位置是否滿足規(guī)范要求,在成孔過程中要嚴(yán)格控制鉆桿的垂直度,在下放最后一節(jié)鋼筋籠時(shí)一定要確保其中心位置偏位在允許范圍內(nèi),并控制好樁頂標(biāo)高。
????? 在灌注樁施工過程中,依據(jù)高程基準(zhǔn)點(diǎn)準(zhǔn)確測定各鋼護(hù)筒的頂標(biāo)高,以控制孔深、鋼筋骨架底面和頂面高程及砼灌注的樁頂標(biāo)高(鋼筋骨架底面高程允許偏差為±50mm,鋼筋骨架傾斜度±0.5%,骨架中心平面位置20mm,骨架頂端高程±20mm,灌注的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)高出一倍樁徑以上)。
????? 用鋼導(dǎo)管灌注砼,在灌注砼時(shí),導(dǎo)管底部至孔底應(yīng)有25~40cm空間。首批灌注砼的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管初次埋置深度(≥1m)和填充導(dǎo)管底部間隙的需要,在整個(gè)灌注時(shí)間內(nèi),出料口應(yīng)伸入先前灌注的砼內(nèi)至少2m,以防泥漿和水沖入管內(nèi),且不大于6m。每次測定用檢測合格的測繩進(jìn)行測定以控制各關(guān)鍵工序的深度。灌注樁施工完成后放樣開挖線和開挖深度直接進(jìn)行土方的開挖,超出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高后進(jìn)行樁頂?shù)蔫彸?,澆筑墊層砼后精確放樣出承臺(tái)的軸線和模板輪廓線,當(dāng)綁扎完承臺(tái)鋼筋后,支立模板,并再次復(fù)測承臺(tái)位置和預(yù)留墩身鋼筋的位置,當(dāng)監(jiān)理檢測合格后方可進(jìn)行砼的澆筑。
???? 2、立柱施工測量
???? 灌注樁施工完成后放樣開挖線和開挖深度直接進(jìn)行土方的開挖,超出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高后進(jìn)行樁頂?shù)蔫彸?,澆筑墊層砼后精確放樣出立柱的軸線和模板輪廓線,當(dāng)綁扎完立柱鋼筋后,支立模板,并再次復(fù)測立柱位置,當(dāng)監(jiān)理檢測合格后方可進(jìn)行砼的澆筑。
???? 利用全站儀架設(shè)在附近的控制網(wǎng)點(diǎn)上,采用極坐標(biāo)法,按施工圖紙的要求在立柱中心點(diǎn)進(jìn)行放樣。再利用全站儀架設(shè)在附近另一個(gè)控制網(wǎng)點(diǎn)上,采用極坐標(biāo)法,進(jìn)行校核,以確保立柱平面位置的準(zhǔn)確。且報(bào)業(yè)主或監(jiān)理,待業(yè)主或監(jiān)理驗(yàn)收合格后方可開始下一道工序的施工。立模結(jié)束后,用同樣的方法對(duì)立柱的頂面中心點(diǎn)位置和標(biāo)高進(jìn)行校核,確保立柱的平面位置和高程均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求。
???? 3、臺(tái)帽施工測量
????? 立柱施工完成后,超出柱頂設(shè)計(jì)標(biāo)高后進(jìn)行柱頂?shù)蔫彸?,精確放樣出臺(tái)帽的軸線和模板輪廓線,當(dāng)綁扎完臺(tái)帽鋼筋后,支立模板,并再次復(fù)測臺(tái)帽位置,當(dāng)監(jiān)理檢測合格后方可進(jìn)行砼的澆筑。
????? 利用全站儀架設(shè)在附近的控制網(wǎng)點(diǎn)上,采用極坐標(biāo)法,按施工圖紙的要求在臺(tái)帽底板(模)對(duì)臺(tái)帽角點(diǎn)進(jìn)行放樣。再利用全站儀架設(shè)在附近另一個(gè)控制網(wǎng)點(diǎn)上,采用極坐標(biāo)法,進(jìn)行校核,以確保臺(tái)帽平面位置的準(zhǔn)確。利用水準(zhǔn)儀對(duì)臺(tái)帽的底標(biāo)高進(jìn)行控制。且報(bào)業(yè)主或監(jiān)理,待業(yè)主或監(jiān)理驗(yàn)收合格后方可開始下一道工序的施工。立模結(jié)束后,用同樣的方法對(duì)臺(tái)帽的頂面角點(diǎn)位置和標(biāo)高進(jìn)行校核,確保臺(tái)帽的平面位置和高程均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求。
???? (三) 鉆孔灌注樁施工主要工序
????? 1、鉆孔灌注樁施工工藝流程 放粗樣→清表→精放樣→投壓外護(hù)筒→鉆機(jī)就位→對(duì)中開鉆(鉆進(jìn)、成孔、 清孔) →下鋼筋籠(帶下內(nèi)護(hù)筒) →填土袋于內(nèi)外護(hù)筒之間→下導(dǎo)管(二次清孔) →砼澆筑
????? 2、405k+635處小橋施工準(zhǔn)備
????? 施工準(zhǔn)備包括:選擇鉆機(jī)、鉆具、場地布置等。鉆機(jī)是鉆孔灌注樁施工的主要設(shè)備,可根據(jù)地質(zhì)情況和各種鉆孔機(jī)的應(yīng)用條件來選擇。按照施工圖上的地質(zhì)情況,405k+635處小橋采用正循環(huán)GPS-1500鉆機(jī)。
???? 3、鉆孔機(jī)的安裝與定位
???? 安裝鉆孔機(jī)的基礎(chǔ)如果不穩(wěn)定,施工中易產(chǎn)生鉆孔機(jī)傾斜、樁傾斜和樁偏心等不良影響,因此要求安裝地基穩(wěn)固。對(duì)地層較軟和有坡度的地基,用裝載機(jī)推平、人工夯實(shí),再墊上鋼板或枕木加固。筑島高度高于施工水位1.0m。
???? 為防止樁位不準(zhǔn),施工中很重要的是定好中心位置和正確的安裝鉆孔機(jī),對(duì)有鉆塔的鉆孔機(jī),先利用鉆機(jī)的動(dòng)力與附近的地籠配合,將鉆桿移動(dòng)大致定位,再用千斤頂將機(jī)架頂起,準(zhǔn)確定位,使起重滑輪、鉆頭或固定鉆桿的卡孔與護(hù)筒中心在一垂線上,以保證鉆機(jī)的垂直度。鉆機(jī)位置的偏差不大于2cm。對(duì)準(zhǔn)樁位后,用枕木墊平鉆機(jī)橫梁,并在塔頂對(duì)稱于鉆機(jī)軸線上拉上纜風(fēng)繩。
???? 4、埋設(shè)護(hù)筒
????? 鉆孔成敗的關(guān)鍵是防止孔壁坍塌。當(dāng)鉆孔較深時(shí),在地下水位以下的孔壁土在靜水壓力下會(huì)向孔內(nèi)坍塌、甚至發(fā)生流砂現(xiàn)象。鉆孔內(nèi)若能保持壁地下水位高的水頭,增加孔內(nèi)靜水壓力,能為孔壁、防止坍孔。護(hù)筒除起到這個(gè)作用外,同時(shí)好有隔離地表水、保護(hù)孔口地面、固定樁孔位置和鉆頭導(dǎo)向作用等。
????? 護(hù)筒要求堅(jiān)固耐用,不漏水,其內(nèi)徑應(yīng)比鉆孔直徑大(旋轉(zhuǎn)鉆約大20cm),每節(jié)長度約2~3m。用鋼護(hù)筒。護(hù)筒采用4mm厚鋼板彎制成型,護(hù)筒的制作應(yīng)有一定的強(qiáng)度和剛度,拼縫和接頭不漏水,可在外圍加強(qiáng)環(huán)箍。護(hù)筒埋設(shè)采用挖埋法,根據(jù)土質(zhì)不同選擇不同的埋深,使護(hù)筒中心和樁中心盡量在同一垂線上。就位后在四周底部分層回填粘土并夯實(shí),夯填土應(yīng)均勻?qū)ΨQ,防止護(hù)筒位移。
????? 5、泥漿制備
????? 鉆孔泥漿由水、粘土(膨潤土)和添加劑組成。具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤滑鉆具,增大靜水壓力,并在孔壁形成泥皮,隔斷孔內(nèi)外滲流,防止坍孔的作用。調(diào)制的鉆孔泥漿及經(jīng)過循環(huán)凈化的泥漿,應(yīng)根據(jù)鉆孔方法和地層情況來確定泥漿稠度,泥漿稠度應(yīng)視地層變化和操作要求機(jī)動(dòng)掌握,泥漿太稀,排渣能力小、護(hù)壁效果差;泥漿太稠會(huì)削弱鉆頭沖擊功能,降低鉆進(jìn)速度。
???? 6、鉆孔
????? 循環(huán)鉆鉆機(jī)施工,在施工中必須嚴(yán)格按照操作要求進(jìn)行,才能保證成孔質(zhì)量,首先要注意開孔質(zhì)量,為此必須對(duì)好中線及垂直度,并壓好護(hù)筒。在施工中要注意不斷添加泥漿,還要隨時(shí)檢查成孔是否有偏斜現(xiàn)象。所以鉆好的孔應(yīng)及時(shí)清孔,下放鋼筋籠和灌注水下混凝土。鉆孔的順序也應(yīng)實(shí)事先規(guī)劃好,既要保證下一個(gè)樁孔的施工不影響上一個(gè)樁孔,又要使鉆機(jī)的移動(dòng)距離不要過遠(yuǎn)和相互干擾。
????? 采用三班工作制連續(xù)作業(yè),初鉆時(shí),應(yīng)稍提鉆桿在護(hù)筒內(nèi)打漿,開動(dòng)泥漿泵進(jìn)行循環(huán),泥漿均勻后開始鉆進(jìn),進(jìn)尺要適當(dāng)控制,在護(hù)筒刃腳處應(yīng)低檔慢速鉆進(jìn),至刃腳下1m后,方可按土質(zhì)情況以正常速度鉆進(jìn),鉆進(jìn)中應(yīng)密切注視護(hù)筒底土質(zhì)是否有漏漿,并采取相應(yīng)措施防止塌陷。鉆進(jìn)時(shí),鉆機(jī)的主吊鉤宜始終空懸吊住鉆具,防止鉆具的全部重量由孔底承受,從而避免鉆桿折斷,并保證鉆孔的質(zhì)量。
????? 鉆架使用時(shí)間過長,可能發(fā)生位移,或孔內(nèi)有探頭石和其他情況,會(huì)使所鉆的孔偏離設(shè)計(jì)孔位,因此每隔兩小時(shí)要用水平尺檢查鉆機(jī)平臺(tái)一次,并及時(shí)調(diào)整鉆機(jī)。設(shè)專人負(fù)責(zé)記錄鉆進(jìn)中的一切情況,并且將鉆孔原始記錄如實(shí)上報(bào)項(xiàng)目部。
????? 7、清孔
????? 鉆孔的深度、直徑、位置和孔形直接關(guān)系到成樁質(zhì)量與樁身曲直。為此,在鉆孔過程中,應(yīng)隨時(shí)對(duì)孔深、孔位、孔形、孔徑等進(jìn)行檢查。在終孔檢查完全符合設(shè)計(jì)要求時(shí),應(yīng)立即進(jìn)行孔底清理,避免隔時(shí)過長以致泥漿沉淀,要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于25cm;清孔分兩次進(jìn)行,清孔采用掏渣與補(bǔ)水結(jié)合進(jìn)行,主要目的是降低泥漿比重,泥漿比重逐漸降低后,泥漿向孔口溢出,進(jìn)入泥漿池。第二次清孔在下放鋼筋籠和導(dǎo)管安裝完畢后進(jìn)行,利用灌注混凝土的導(dǎo)管輸入泥漿循環(huán)清孔,兩次清孔間隔為2小時(shí)左右。
???? 8、循環(huán)鉆鉆孔注意事項(xiàng)
??? (1)、校正好中心后,鉆機(jī)就位,平面位置偏差應(yīng)控制在5cm以內(nèi)。
???? (2)、在鉆進(jìn)過程中保持孔內(nèi)水位,泥漿相對(duì)密度控制在1.2左右,以起到護(hù)壁作用,防止出現(xiàn)塌孔。鉆進(jìn)時(shí)根據(jù)地質(zhì)變化及時(shí)調(diào)整進(jìn)尺速度。
??? (3)、鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,進(jìn)行正循換漿清孔,清孔后泥漿指標(biāo)達(dá)到《技術(shù)規(guī)范》要求,相對(duì)密度1.05~1.2,粘度17~20s,含砂率小于4%。
??? (4)、經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后放入鋼筋籠,插入導(dǎo)管,核對(duì)鉆進(jìn)總深度,孔底沉渣厚度不大于25㎝,經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后澆筑水下混凝土。
??? 9 、鋼筋籠制作
??? (1)鋼筋籠的分段:考慮樁長和吊車(16T)的起吊能力,對(duì)鋼筋籠進(jìn)行適 當(dāng)加固,鋼筋籠可分3 至4 段制作,安裝時(shí)在孔口進(jìn)行搭接焊焊接(單面焊、焊 接接頭長度應(yīng)不小于10d) 。
???? 鋼筋籠制作規(guī)范要求:
a、????????? 主筋間距偏差值允許+20mm。
b、????????? ?箍筋間距偏差為+10 mm。
c、?????????? 鋼筋籠直徑偏差為+5mm。
d、????????? 鋼筋籠長度偏差為+10mm。
???? (2)、鋼筋籠的運(yùn)輸安裝:結(jié)合樁位場地、鋼筋籠集中加工用平車運(yùn)輸至樁 位附近。鋼筋籠吊裝采用三點(diǎn)起吊法,防止鋼筋籠在立起過程中變形,第一個(gè)鋼 筋籠入孔至孔口附近時(shí)用2〔10〕扁擔(dān)穿過鋼筋籠擔(dān)在孔口,然后吊裝第二個(gè)鋼第6頁 共10 頁 筋籠進(jìn)行焊接,最后成型放入孔內(nèi)。
????? 質(zhì)量要求:
???? A:焊縫長度滿足規(guī)范要求為10d,焊縫接頭錯(cuò)開1m。
???? B:鋼筋籠底面高程誤差控制在+50mm,中心偏位不超過50mm。
??? 10、安放導(dǎo)管
???? 施工前,先對(duì)每節(jié)導(dǎo)管進(jìn)行編號(hào),導(dǎo)管采用直徑283mm,壁厚5mm,節(jié)長3m 快速接頭的導(dǎo)管,導(dǎo)管使用前應(yīng)進(jìn)行水密、承壓和接頭抗拉試驗(yàn),合格后將導(dǎo)管對(duì)準(zhǔn)孔位中心,逐節(jié)連接導(dǎo)管,直到導(dǎo)管口距孔底30~50cm 為止,為防止少 接導(dǎo)管,裝漏斗前,用吊車緩慢下移,以確保導(dǎo)管滿足長度要求,上口設(shè)漏斗, 安裝隔水栓球。
???? 11、導(dǎo)管提升及埋升控制
????? 灌注水下砼時(shí),應(yīng)經(jīng)常探測孔內(nèi)砼面高度,以控制導(dǎo)管埋深和樁頂高度,如控制不準(zhǔn),將造成導(dǎo)管提漏、導(dǎo)管埋置過深拔不出來斷樁事故。因此探測是一項(xiàng)重要工作,應(yīng)采用較為準(zhǔn)確的方法和探測工具。施工中擬采用重錘探測法,用測繩系以重錘, 放入孔內(nèi), 憑探測者手中所提測錘在砼頂面與接觸砼頂面以后不同 重量的感覺而判斷。導(dǎo)管埋深宜控制在2-6 米時(shí)較好,防止出現(xiàn)拔導(dǎo)管時(shí)拔不出 來或漏拔的事故。拔管前須仔細(xì)測探砼面深度。用測錘測探時(shí),須由兩人用兩個(gè) 測錘測探,防止誤測。導(dǎo)管絲扣連接必須擰緊,不得漏氣,并保證拼接平直,內(nèi) 壁光滑。水下砼應(yīng)連續(xù)澆筑,不得中斷,確保樁身質(zhì)量的完整性,為保證設(shè)計(jì)樁 頂?shù)幕炷翉?qiáng)度,灌樁的樁頂標(biāo)高應(yīng)高比設(shè)計(jì)高出一定的高度,至少為0.5 米~1.0 米。
???? 三、結(jié)論
??????? 鉆孔灌注樁雖然具有低噪音、小震動(dòng)、無擠土,對(duì)周圍環(huán)境及鄰近建筑物 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),在橋梁、房屋、水工建筑物等工程中得到廣泛應(yīng)用,已成 為一種重要的樁型。但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,鉆孔灌注樁的樁長和樁徑不斷 加大, 單樁承載力也越來越高, 同時(shí), 也使單柱單樁的設(shè)計(jì)成為可能。 對(duì)于長樁、 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,且費(fèi)用較高。因此,有必要對(duì)鉆孔灌注樁的 常見質(zhì)量事故加以分析,找出質(zhì)量事故發(fā)生的原因,研究相應(yīng)對(duì)策,盡可能防止 質(zhì)量事故發(fā)生。
???? 四、參考文獻(xiàn)
?? ? (1)、匡希龍,彭富強(qiáng).《橋涵工程》[M].施工技術(shù),2008.1,65-73.
?(2)、交通部第一公路工程局.《公路施工手冊(cè).橋涵》[M].1985.4,415-647.
??? (3)、公路橋隧設(shè)計(jì)規(guī)范匯編.《公路橋涵地基與基礎(chǔ)計(jì)規(guī)范》(JTJ024-85)[S].
??? (4)、李世華,羅桂連.《橋梁工程》[M].建筑工業(yè),2007.6,109-113.
(5)、李新梅,賴強(qiáng).《橋梁施工與養(yǎng)護(hù)技術(shù)》[M],工程施工,2005.11,28-36.
(6)、張彬.《橋梁工程施工速學(xué)手冊(cè)》[M].橋梁工程,2009.1 165-174.
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