钻孔灌注桩施工
1.钻孔灌注桩的特点
钻孔灌注桩桩长可以根据持力土层的起伏面变化,并按使用期间可能出现的最不利内力组合配置钢筋,钢筋用量较少,便于施工,故应用较为普遍。
2.钻孔灌注桩施工的主要工序
钻孔灌注桩施工的主要工序有:埋没护筒、制备泥浆、钻孔、清底、钢筋笼制作与吊装以及灌注水下混凝土等。
(1)埋设护筒:护筒能稳定孔壁、防止坍孔,还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和起到钻头导向作用等。
护简要求坚固耐用,不漏水,其内径应比钻孔直径大(旋转钻约大20cm,潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm),每节长度约2~3m.一般常用钢护筒,在陆上与深水中均能使用,钻孔完成,可取出重复使用。在深水中埋设护筒时,先打入导向架,再用锤击或振动加压沉入护筒。护筒人土深度视土质与流速而定。护筒平面位置的偏差不得大于5cm,倾斜度不得大于1%.
(2)泥浆制备:钻孔泥浆由水、黏土(膨润土)和添加剂组成,具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具,增大静水压力,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流,防止坍孔的作用。
通常采用塑性指数大于25,粒径小于0.005mm的黏土颗粒含量大于50%的黏土过泥浆搅拌机或人工调和,贮存在泥浆池内,再用泥浆泵输入钻孔内。
(3)钻孔:一般采用螺旋钻头或冲击锥等成孔,或用旋转机具辅以高压水冲成孔用的方法是:止循环回转法,反循环回转法,潜水电钻法,冲抓锥法,冲击锥法。
1)正循环回转法:系利用钻具旋转切削土体钻进,泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头,通过钻杆中心从钻头喷人钻孔内,泥浆挟带钻渣沿钻孔上升,从护筒顶部排浆孔排出至沉淀池,钻渣在此沉淀而泥浆流人泥浆池循环使用。其特点是钻进与排渣同时连续进行,在适用的土层中钻进速度较快,但需设置泥浆槽、沉淀池等。施工占地较多,且机具设备较复杂。
2)反循环回转法:与正循环法不同的是泥浆输入钻孔内,然后从钻头的钻杆下口吸进,通过钻杆中心排出至沉淀池内。其钻进与排渣效率较高,但接长钻杆时装卸麻烦,钻渣容易堵塞管路。另外,囚泥浆是从上向下流动,孔壁坍塌的可能性较正循环法的大,为此需用较高质量的泥浆。
(4)孔径检查与清孔:钻孔的直径、深度和孔形直接关系到成桩质量,是钻孔桩成败的关键。为此,除了钻孔过程中严谨操作、密切观测监督外,在钻孔达到设计要求深度后,应采用适当器具对孔深、孔径、孔形等认真检查,符合设计要求后,填写“终孔检查证”。
1)清孔的方法有抽浆法、换浆法、掏渣法、喷射清孔法以及用砂浆置换钻渣清孔法等,应根据设计要求、钻孔方法、机具设备和土质条件决定。其中抽浆法清孔较为彻底,适用于各种钻孔方法的灌注桩。对孔壁易坍塌的钻孔,清孔时操作要细心,防止坍孔。
2)清孔的质量要求:对摩擦桩:孔底沉淀土的厚度,中、小桥不得大于(0.4~0.6)d(d为桩的直径),大桥按设计文件规定。清孔后的泥浆性能指标:含砂率为4%~8%,相对密度为1.10一1.25,黏度为18~20s.对支承桩(柱桩、嵌岩桩),宜用抽浆法清孔,并宜清理至吸泥管出清水为止。灌注混凝土前,孔底沉淀土厚度不得大于50mm.若孔壁易坍塌,必须在泥浆中灌注混凝土时,建议采用砂浆置换钻渣清孔法,清孔后的泥浆含砂率不大于4%.其他泥浆性能指标同摩擦桩要求。对于沉淀土厚度的测量,用冲击、冲抓锤时,沉淀土厚度从锥头或抓锥底部所到达的孔底平面算起。沉淀土厚度测量方法可在清孔后用取样盒(开口铁盒)吊到孔底,待到灌注混凝土前取出,直接测量沉淀在盒内的沉渣厚度。
(5)灌注混凝土:在土中形成一定直径的井孔,达到设计标高后,将钢筋骨架(笼)吊入井孔中,灌注混凝土。
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