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大直徑鉆孔樁在工程中應(yīng)用
大直徑鉆孔樁在工程中應(yīng)用【1】
摘要：本文針對工程對大直徑鉆孔樁在工程中應(yīng)用進(jìn)行了分析,包括鋼護(hù)筒加工制作、泥漿制備與循環(huán)、鉆進(jìn)成孔、終孔驗(yàn)收、鋼筋籠制安、導(dǎo)管拼接、試壓、水下混凝土灌注。
關(guān)鍵詞：鉆孔樁;導(dǎo)管拼接;試壓
1 工程概述
某引橋采用70m跨連續(xù)剛構(gòu),下部結(jié)構(gòu)采用單樁獨(dú)柱構(gòu)造,無承臺,墩身施工時(shí)以樁基施工施沉鋼護(hù)筒作為擋水結(jié)構(gòu),有效規(guī)避自然條件約束,節(jié)省投入,施工質(zhì)量得到保證。
為滿足結(jié)構(gòu)承載力和穩(wěn)定性要求，減少阻水?dāng)嗝?南岸水中區(qū)引橋樁基礎(chǔ)采取Φ3.8m大直徑鉆孔灌注樁,單樁最長達(dá)108m,樁孔深度達(dá)118m。
2鋼護(hù)筒加工制作
鋼護(hù)筒節(jié)段均在項(xiàng)目部后場加工區(qū)設(shè)置鋼護(hù)筒加工廠房進(jìn)行鋼護(hù)筒管節(jié)的制作,組裝。
導(dǎo)向架就位,測量放出導(dǎo)向架平面位置,然后導(dǎo)向架就位：上層導(dǎo)向架固定在鉆孔平臺頂面,下層導(dǎo)向架固定在鉆孔平臺下層平聯(lián)頂面并與平聯(lián)采用螺栓或焊接連接。
鋼護(hù)筒吊放,鋼護(hù)筒節(jié)段運(yùn)至施工現(xiàn)場后,利用200t履帶吊和100t履帶吊抬吊。
200t履帶吊吊車鉤住鋼護(hù)筒頂口,100t履帶吊鉤住鋼護(hù)筒底口。
通過兩個(gè)吊車同時(shí)操作豎起鋼護(hù)筒,為保證吊裝安全100t履帶吊始終保持40t的拉力。
通過兩個(gè)吊車吊鉤一起一落,將鋼護(hù)筒由水平狀態(tài)轉(zhuǎn)為豎直狀態(tài)。
為保證鋼護(hù)筒頂口不變型,鋼護(hù)筒內(nèi)支撐在鋼護(hù)筒豎直后在進(jìn)行拆除且制作扁擔(dān)吊具,避免局部拉應(yīng)力導(dǎo)致鋼護(hù)筒頂口變形。
鋼護(hù)筒豎起后松下100t履帶吊吊鉤,通過200t吊車將鋼護(hù)筒下放至導(dǎo)向框內(nèi)。
3泥漿制備與循環(huán)
棧橋上鋪設(shè)有自來水管道,可給各個(gè)墩位處供應(yīng)自來水,因此采用淡水泥漿進(jìn)行鉆孔樁成孔施工護(hù)壁。
鉆孔泥漿的制配采取在平臺上造漿機(jī)內(nèi)造漿,利用未開孔的鋼護(hù)筒作為泥漿池。
在泥漿制配循環(huán)過程中,每拌漿400m3對孔內(nèi)以及循環(huán)池出口處的泥漿進(jìn)行檢測一次,根據(jù)檢測結(jié)果對泥漿進(jìn)行調(diào)整,增減水、膨潤土、以及外加劑的用量。
4鉆進(jìn)成孔
鉆機(jī)就位前對主要機(jī)具及其配套設(shè)備進(jìn)行檢修，合格后開始安裝鉆機(jī)及起吊系統(tǒng),鉆機(jī)底盤找平后,在護(hù)筒頂口就位。
開鉆前用水準(zhǔn)儀矯正轉(zhuǎn)盤,保證水平，在鉆進(jìn)過程中經(jīng)常檢查鉆盤,發(fā)現(xiàn)傾斜或移位,及時(shí)糾正。
同時(shí)安裝供電、供水、泥漿循環(huán)管路等,所有配套設(shè)備到位后開始調(diào)試運(yùn)行鉆機(jī),保證所有設(shè)備在開鉆后正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
為保證鉆孔施工過程中的孔壁絕對安全,因此在鉆孔施工過程中注意進(jìn)行孔、內(nèi)外液面監(jiān)測,水頭差控制在2-5m內(nèi),在水頭差超過5m時(shí)采用3PIN泥漿泵補(bǔ)充或抽出孔內(nèi)泥漿,調(diào)整水頭差。
考慮到嘉紹大橋潮水漲落速率較大,正常月份高潮位與低潮位潮差約為6m,漲潮歷時(shí)約4h,落潮歷時(shí)約9h,因此配備1臺3PIN泥漿泵可以滿足正常鉆進(jìn)時(shí)泥漿循的環(huán)與水頭差補(bǔ)給。
5終孔驗(yàn)收
成孔質(zhì)量檢測利用超聲波檢測儀對鉆孔進(jìn)行實(shí)時(shí)成像智能化測距,可實(shí)時(shí)測得鉆孔孔徑、孔深、垂直度、孔徑縮頸部位及程度,利用測得結(jié)果可對任意深度的平面圖及任意方位剖面圖進(jìn)行回放,在檢測同時(shí)直觀地顯現(xiàn)孔狀態(tài),檢測結(jié)束后自動生成檢測結(jié)果報(bào)告。
6鋼筋籠制安
鋼筋籠加工制作在后場鋼筋加工場地上進(jìn)行,采用長線臺座法加工,加工場區(qū)設(shè)置2條長度均為110m長的臺座,臺座由混凝土基礎(chǔ)及弧形鋼筋定位架構(gòu)成。
鋼筋定位架由按鋼筋位置開槽口弧形鋼板以及支撐型鋼組成，通過螺栓固定在混凝土基礎(chǔ)上。
鋼筋定位架安裝固定時(shí)用經(jīng)緯儀控制軸線,水準(zhǔn)儀控制水平標(biāo)高，保證鋼筋定位架軸線在同一水平面和同一條線上。
為了保證鋼筋籠制作時(shí)上下斷面的齊平,在臺座一端設(shè)置擋板并用型鋼支撐牢固。
鋼筋籠內(nèi)管道的安裝,在鋼筋籠制作好后在鋼筋籠分解前進(jìn)行聲測管的安裝。
聲測管總長度按頂標(biāo)高+10.0m,底標(biāo)高與設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高相同考慮,聲測管分節(jié)長度跟鋼筋籠分節(jié)情況一致,為了保證在鋼筋籠現(xiàn)場對接時(shí)聲測管能夠準(zhǔn)確對準(zhǔn)位置,鋼筋籠內(nèi)每根管道對準(zhǔn)安裝位置,用鐵絲將管道與鋼筋綁扎,每3m左右綁扎一道讓并設(shè)置定位鋼筋,管道與鋼筋籠的綁扎要牢固,同時(shí)讓管道在一定范圍內(nèi)移動;現(xiàn)場對接時(shí)先將管道對好再調(diào)整管道的位置,保證管道順暢再進(jìn)行焊接連接;鋼筋籠拆分和運(yùn)輸,鋼筋籠加工制作好后進(jìn)行各節(jié)鋼筋籠間連接接頭拆開,按照現(xiàn)場沉放先后進(jìn)行順序進(jìn)行反向方向拆分,拆分后鋼筋籠在運(yùn)輸前,用塑料套筒將直螺紋位置套上,防止在運(yùn)送過程中破壞絲牙。
7導(dǎo)管拼接、試壓
本工程導(dǎo)管采用單根內(nèi)徑Ф305mm,壁厚10mm的無縫鋼管制成,快速螺紋接頭,導(dǎo)管接頭處設(shè)2道密封圈,保證接頭的密封性,導(dǎo)管須經(jīng)水密試驗(yàn)不漏水,其容許最大內(nèi)壓力必須大于Pmax。
水密性試驗(yàn)方法是把拼裝好導(dǎo)管先灌滿水,兩端封閉,一端焊接出水管接頭,另一端焊接進(jìn)水管接頭并與壓力泵出水管相接，啟動壓力泵給導(dǎo)管注入壓力水,當(dāng)壓力泵壓力表壓力達(dá)到導(dǎo)管須承受計(jì)算壓力時(shí)穩(wěn)壓10min后接頭及接縫處不滲漏即為合格。
8水下混凝土灌注
水下混凝土澆注是鉆孔灌注樁施工主要工序,是影響樁身質(zhì)量關(guān)鍵。
灌注前須仔細(xì)測量沉渣,若混凝土灌注前沉渣超過設(shè)計(jì)要求,須進(jìn)行第二次清孔,滿足設(shè)計(jì)要求經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師認(rèn)可后才能灌注水下混凝土。
混凝土封底灌注采用隔水栓撥球法即在漏斗底部導(dǎo)管的頂口安裝泡沫隔水栓,再用塞子封住導(dǎo)管口。
塞子通過鋼絲繩掛在龍門吊吊鉤上，漏斗通過另一套鋼絲繩掛在履帶吊吊鉤上,兩根鋼絲繩長度不同,導(dǎo)管封底時(shí)可提升塞子一定高度而小料斗不受影響,當(dāng)混凝土堵塞導(dǎo)管時(shí)可提升漏斗從而提高導(dǎo)管懸空,增大壓差便于混凝土下落。
當(dāng)集料斗內(nèi)混凝土方量達(dá)到24m3后，開啟集料斗料門通過溜槽給漏斗供料,當(dāng)漏斗內(nèi)灌滿混凝土后立即吊出塞子,使混凝土沿導(dǎo)管下落，同時(shí)保持集料斗儲料不間斷地通過漏斗和導(dǎo)管灌注至水下完成首批混凝土灌注。
為防止鋼筋籠上浮,當(dāng)灌注混凝土頂面局鋼筋籠底部1m左右時(shí)降低混凝土澆注速度。
當(dāng)拌合物上升至骨架底口4m以上時(shí)提升導(dǎo)管使其底口高于鋼筋籠底口2m以上然后即可恢復(fù)灌注速度。
封底成功后隨即轉(zhuǎn)入正常灌注階段。
混凝土經(jīng)泵送,不斷地通過集料斗、澆注料斗及導(dǎo)管灌注至水下直至完成整根樁灌注。
正常灌注階段導(dǎo)管埋深控制在2-6m且每15-30min測量一次混凝土面標(biāo)高,測點(diǎn)為4個(gè),當(dāng)測點(diǎn)出現(xiàn)較大高差時(shí)及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深,同時(shí)混凝土在護(hù)筒刃腳以下時(shí)須保持護(hù)筒內(nèi)泥漿面高于水位2m。
灌注至擴(kuò)大截面處時(shí)導(dǎo)管提升至擴(kuò)大截面下約2m,稍加大混凝土灌注速度和混凝土塌落度,當(dāng)混凝土面高于擴(kuò)大截面處3m后將導(dǎo)管提升至擴(kuò)大截面處上1m繼續(xù)灌注至樁頂。
當(dāng)混凝土灌注臨近結(jié)束時(shí)核對混凝土的灌入數(shù)量,確定所測混凝土高度是否準(zhǔn)確,當(dāng)確定混凝土頂面標(biāo)高到位后停止灌注及時(shí)拆除灌注導(dǎo)管。
灌注完成時(shí)砼面應(yīng)不小于設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0.8m保證樁頭混凝土質(zhì)量。
在灌注過程中由混凝土置換出來孔內(nèi)泥漿經(jīng)連通管引流至待鉆護(hù)筒內(nèi)回收利用，對于混凝土澆注至樁頂部分含水泥漿廢漿用泥漿泵泵至排渣筒內(nèi)上,運(yùn)送處理場內(nèi)進(jìn)行處理。
9 結(jié)論
本文通過對大直徑鉆孔樁施工工藝進(jìn)行了分析,在施工工藝的每個(gè)施工環(huán)節(jié)只要嚴(yán)格按照施工工藝,采用科學(xué)合理的施工才能確保工程質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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[3]周慶,鄭吉成.鉆孔灌注樁施工常見故障和處理對策[J],施工技術(shù),2012(1), 28-31
大直徑鉆孔灌注樁(后注漿)在工程中的應(yīng)用【2】
【提要】 結(jié)合具體的工程實(shí)例，介紹大直徑鉆孔灌注樁(后注漿)的原理及在工程中的應(yīng)用，以供工程設(shè)計(jì)參考。
【關(guān)鍵詞】 大直徑鉆孔灌注樁 后注漿
1. 工程概況及特點(diǎn)
工程為乙級高級電信樓，位于北京市順義區(qū)后沙峪鎮(zhèn)，機(jī)場北線高速與天北路交界的東南側(cè)，地下一層，地上五層。
地下一層層高2.9m(局部5.3m)，首層層高7m，二～四層層高6.2m，五層層高5.5m，建筑總高度31.1m。
總建筑面積52673m2，結(jié)構(gòu)形式為鋼框架-支撐體系。
根據(jù)地勘報(bào)告可知，擬建場地地面以下40.00m深度范圍內(nèi)的地層劃分為人工填土層及第四紀(jì)沖洪積沉積層兩大類，第四系地層由粘性土、粉土和砂土構(gòu)成，呈互層狀分布。
按地層巖性及其物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)可將地基土層劃分為9個(gè)大層。
各土層承載力標(biāo)準(zhǔn)值見表一。
2. 基礎(chǔ)選型及比較
1)天然地基獨(dú)立基礎(chǔ)
按照建筑設(shè)計(jì)條件，本工程基底持力層為粘質(zhì)粉土-砂質(zhì)粉土②層、粉質(zhì)粘土-重粉質(zhì)粘土②1層和粘土②2層，局部為粉質(zhì)粘土-重粉質(zhì)粘土③1層。
地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值110～160kpa，由于柱下荷載達(dá)15000kN，對地基基礎(chǔ)的承載能力要求很高，采用獨(dú)立基礎(chǔ)時(shí)，基底天然地層的地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值較低，采用天然地基和復(fù)合地基均不能滿足設(shè)計(jì)對地基承載力和變形的要求，天然地基和復(fù)合地基方案均不可行。
2)樁基
由于天然地基難以滿足工程要求，故考慮采用鉆孔灌注樁。
根據(jù)地勘報(bào)告，以細(xì)中砂⑧層作為樁端持力層，各土層樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值及樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值見表二。
3. 后注漿原理
樁底樁側(cè)后壓漿技術(shù)是國內(nèi)外近年來發(fā)展的樁基改良技術(shù)。
樁底注漿有的在樁底放置
膠囊，通過向膠囊注漿形成擴(kuò)大頭;有的在樁底放置注漿箱體等等。
樁側(cè)注漿多數(shù)是在鋼筋籠上預(yù)埋袖閥管，成樁后48 小時(shí)內(nèi)高壓漿沖破保護(hù)層實(shí)施有損注漿。
后壓漿技術(shù)的特點(diǎn)是采用外置式后壓漿閥，成樁后實(shí)施無損注漿，其作用機(jī)理是：在樁體形成2天后，由樁端和樁側(cè)的預(yù)埋管閥壓入水泥漿，通過漿液的滲透、劈裂壓密等方式，加固泥皮和樁底沉渣的固有缺陷，改善樁土界面，并使樁周一定范圍內(nèi)的土體得到加固，土體強(qiáng)度增加，增大樁側(cè)摩阻力和端承力，從而大幅度地提高單樁極限承載力和減少沉降量。
4. 后注漿應(yīng)注意的問題
1. 單樁承載力較高時(shí)，應(yīng)注意樁身與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相匹配。
2. 采用后注漿工藝時(shí)，應(yīng)保證注漿水泥量的充足，同時(shí)為了提高注漿效果，應(yīng)嚴(yán)格控制注漿流量，并宜分多次注漿，其間隔時(shí)間宜通過試注漿確定。
3. 已有工程經(jīng)驗(yàn)表明采用后注漿技術(shù)時(shí)，單樁承載力提高幅度值變化很大，與施工工藝密切相關(guān)，應(yīng)注意施工管理及樁基檢測;設(shè)計(jì)取值時(shí)應(yīng)留有足夠的安全度。
5. 結(jié)語
工程實(shí)踐表明，在相同的工程地質(zhì)條件下，與普通的鉆孔灌注樁相比，采用可靠的樁底、樁側(cè)后注漿施工工藝時(shí)，不但能夠提高成孔、成樁質(zhì)量，而且可消除孔底沉渣、孔壁泥皮影響，維持孔壁穩(wěn)定，從而提高基樁承載能力，減小沉降變形，具有明顯的經(jīng)濟(jì)及社會效益。
【參考文獻(xiàn)】
(1)(JGJ 94-2008)建筑樁基技術(shù)規(guī)范 【S】
(2)(DBJ 11-501-2009)北京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)勘察設(shè)計(jì)規(guī)范【S】
(3) 樁基工程手冊編寫委員會 樁基工程手冊 【M】北京：中國建筑工業(yè)出版社 1995
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