论深层钻孔桩桩基施工要点

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　　摘要：本文首先从施工的流程出发,接下来就施工前的准备进行了简单的介绍，进一步分析了钻进技术、钢筋笼的制作和吊装就位，以及水下混凝土浇注。
　　关键词：钻孔桩；桩基；施工
　　1工程概况
　　 施工管段工程地下水位较高,地质结构复杂多变。地质结构为:粘砂土层1.1m~2.0m厚,砂土层2.9m~6.1m厚,砂砾层4.0m~5.0m厚,砾砂层4.8m~5.9m厚,其下为砾砂岩。最大钻孔深度为26m,设计孔径为1000m。
　　 2钻孔桩施工工艺流程
　　
　　
　　 3施工准备
　　 3.1 平整场地,放线定桩位,钢护筒的埋设,挖泥浆池、沉淀池、排浆沟,确定钻机移位路线和方法等。
　　 3.2 钢护筒的制作与埋设
　　 护筒的作用是固定桩孔位置,防止地面水流入,保护孔口,增高桩孔内的水压力,防止塌孔和开孔时引导钻头方向。井口钢护筒采用4mm厚钢板制作,高为1.5m~2m,直径较孔径大10cm。人工开挖后由机械吊装到位,顶面高出地面40cm~60cm,周边采用粘土填塞密实。
　　 3.3 钻机就位
　　 采用16t汽车吊吊装就位。钻机就位后,其稳固性、底座的水平调整非常重要,它是成孔规则、孔径垂直的关键。因此,钻机的固定应牢固可靠,安装完毕后钻盘底座采用水准仪抄平调整。
　　 3.4 泥浆的配制
　　 采用膨润土作原料,并用搅拌设备搅拌均匀,拌好后,在储灰池内静置24h以上,最低不少于8h,新制泥浆的比重控制在1.04~1.15,以便充分水化。
　　 4钻进技术
　　 4.1 从各桥址基础断面图看出,基础下地质结构复杂多变,在操作过程中应注意经常查看钻机底座的水平状态,并根据实际情况,在整个钻进过程中控制好各项参数(如表1)。
　　
　　
　　 4.2 于地面下10m左右的初始钻进精度对以下整孔精度影响很大,必须慢速均匀钻进,严格控制垂直度和偏斜度。钻进速度根据地质情况、机械性能及其他环境条件以及排渣、供浆能力选定。钻进速度宜小于排渣、供浆速度,以免造成埋钻等。
　　 4.3 在钻进过程中,要不断向孔内补充新泥浆,以保持泥浆的稠度和比重。泥浆顶面应高出地下水位线500mm以上,以保持孔壁的稳定。同时应严密注视地质条件的变化,并随时调整泥浆的性能和配合比。
　　 4.4 钻进过程要经常检查,发现偏斜应采用控制好钻速,慢慢提升下降往复扫孔纠偏。随时注意钻机有无异常情况,如发现摇摆、跳动或钻进困难时要放慢进尺,以免造成设备损坏。
　　 4.5 钻进过程中泥浆的控制管理是非常重要的,利用泥浆吸附在孔壁上,将土壁上孔隙填渗密实,避免孔内壁漏水,保持护筒内水压稳定等以保证孔壁的稳定,利用泥浆来排渣以利钻进。钻进过程中泥浆比重控制在1.25~1.3,如果比重较小稠度变低,泥浆与孔壁的吸附减小,就不能形成较好的护壁,导致孔壁的失稳而出现塌孔危险；在混凝土浇注过程中,混凝土是利用与泥浆的比重差浇下去的,泥浆与混凝土的比重差应控制在1.1以上,因此混凝土浇注时控制在1.15~1.2。如果比重较大稠度较高,混凝土浇注时不利于泥浆的排出,而造成混凝土浇注的困难。
　　 4.6 新制泥浆静置24h后,要进行一次全项目检测,钻进过程中,泥浆比重和粘稠度每进尺3~5m测定一次；清孔前后各检测一次；灌注前应再测定一次比重,不符合要求时应及时调整。
　　 5钢筋笼制作和吊装就位
　　 5.1 钢筋笼制作
　　 钢筋笼采用现场加工成形,主筋弯钩向外侧以免影响导管提升。笼长大于15m时,采用两节井口对接；小于15m时采用一次加工成形,笼长在10m以上15m以下时,为了防止吊装时钢筋笼弯曲变形,制作时在主筋内侧每2m加设一道直径25mm的加强箍,每隔一箍在箍内设一井字加强支撑,并与主筋牢固焊接组成骨架。
　　 5.2 吊装就位
　　 成形后由人工水平抬运至指定位置再采用两台吊车吊装。吊装时,主机吊顶部加强箍4点,辅机吊下部4点递送,在桩位上部空中翻转,直立扶稳后辅机脱钩,由主机缓慢下落就位。下落时,钢筋笼的轴线应铅垂并缓慢通过桩孔中心,不得碰撞孔壁以防塌孔。在下到设计标高时,用22mm连接钢筋沿四周将钢筋笼与孔口护筒牢固焊接,以免钢筋笼上浮。
　　 6水下混凝土灌注
　　 6.1 下导管
　　 导管采用300mm,5mm厚无缝钢管作成。管长1m~1.8m,在井口通过钻机自身的起吊设备吊装,管与管之间通过丝扣连接,接头处的密闭采用直径为5mm的橡胶环。组装完成时导管的下口应距离孔底300mm,以利第一次混凝土灌注后管口的全面包裹。
　　 6.2 混凝土灌注
　　 混凝土采用现场机械拌制,坍落度控制在18mm~22mm之间,碎石粒径不大于40mm。混凝土的施工强度等级采用比设计值提高5MPa以补充泥浆中混凝土强度的降低。在混凝土浇筑过程中,应尽量减小其运距。初入管要尽量集中下落,混凝土下落后应注意观察泥浆的外出情况浇筑过程要连续及时,不得中途间断。浇注完后,清除顶部浮浆一层,采用比设计高500mm~600mm留待以后凿除,以利下部施工。集中下落首开导管时下料斗内必须要初存有足够的混凝土,以保证完全排出导管内的泥浆,防止泥浆卷入混凝土中并使导管在混凝土中的埋深不小于800mm左右。其混凝土量的计算如下:
　　V=h1×πd2/4+hC×A
　　h1=hwΥw /Υc
　　 式中:d―导管直径(mm)；hC―混凝土的初始浇筑深度(m)；hd―导管底至孔底的高度为0.5m；he―导管的埋设深度为1.5m；A―桩孔的横截面积m2；hw―管内的和桩孔的混凝土顶面的高度差；hw―桩孔的混凝土顶面与泥浆顶面的高差；Υw―孔内泥浆的比重为1.2kN/m3；Υc―混凝土拌合物的比重为2.4kN/m3。
　　 见成桩工艺图:
　　
　　 6.3 导管提升应及时,并与混凝土的上升相一致,太晚会造成混凝土堵管危险。混凝土的浇筑是利用从导管下口流出的混凝土将表层混凝土不断向上推动而避免与泥浆直接接触,同时将多余的泥浆置换返回沉淀池的过程,因此导管在混凝土中的埋入深度必须控制在1.5m左右。为保持导管在混凝土中的埋入深度,浇筑过程中,采用测绳随时检查混凝土面的实际高度,准确掌握导管下口与混凝土面的相对位置并作好记录,以防拔管过快埋入深度不够而出现缩颈或断桩现象；混凝土浇筑到顶部下3m~4m时,导管内的混凝土不易流出,此时将导管的埋入深度减小到1m或适当放慢浇筑速度,或将导管上下抽动,但上下抽动的距离为30cm以内不能过大。
　　 7结束语
　　 通过该项工程的实践,锻炼了队伍,积累了一定的经验,为以后类似工程的顺利施工打下了坚实的基础。同时深深体会到,每项作业操作前,其施工准备非常重要。只要准备充分,施工中严格按照施工工艺与质量控制要点操作,再加上精心组织合理安排,工种之间密切配合,施工过程就能顺利进行,工程质量就能得到可靠保证。
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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