旋挖鉆孔灌注樁

 

 

旋挖鉆孔樁

    工程術(shù)語(yǔ)，一般是指由旋挖鉆機(jī)施工的樁型，全稱旋挖鉆孔灌注樁，工程上簡(jiǎn)稱旋挖樁。由于使用機(jī)械作業(yè)，對(duì)工人人數(shù)要求不高，可節(jié)省很大的人工費(fèi)用。

     在我國(guó)是近幾年才推廣使用的一種較******的樁基施工工藝。廣泛應(yīng)用于我國(guó)的公路、鐵路、橋梁和大型建筑的基礎(chǔ)樁施工。早期大部分所用的旋挖鉆機(jī)都是由德國(guó)和意大利進(jìn)口或者是日本二手旋挖鉆機(jī)。近幾年，隨著青藏鐵路、北京鳥巢等項(xiàng)目的推動(dòng)，國(guó)外進(jìn)口品牌不斷涌入，我國(guó)同類產(chǎn)品也在逐步發(fā)展起來。

 

旋挖鉆孔樁施工工藝

 

     旋挖鉆機(jī)成孔首先是通過底部帶有活門的桶式鉆頭回轉(zhuǎn)破碎巖土，并直接將其裝入鉆斗內(nèi)，然后再由鉆機(jī)提升裝置和伸縮鉆桿將鉆斗提出孔外卸土，這樣循環(huán)往復(fù)，不斷地取土卸土，直至鉆至設(shè)計(jì)深度。對(duì)粘結(jié)性好的巖土層，可采用干式或清水鉆進(jìn)工藝，無需泥漿護(hù)壁。而對(duì)于松散易坍塌地層，或有地下水分布，孔壁不穩(wěn)定，必須采用靜態(tài)泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)工藝，向孔內(nèi)投入護(hù)壁泥漿或穩(wěn)定液進(jìn)行護(hù)壁

 

 

旋挖鉆孔樁工藝流程

      （一）放樣定位

　　工程開工前，根據(jù)軸線及樁位布置情況，在場(chǎng)地內(nèi)建立測(cè)量控制網(wǎng)，然后依據(jù)控制網(wǎng)測(cè)放各樁位中心點(diǎn)。

　?。ǘ┬跈C(jī)***位

　　鉆機(jī)***位必須穩(wěn)固、周正、水平，定位，鉆頭中心與樁位中心誤差不大于10mm。

　　（三）埋設(shè)護(hù)筒

　　護(hù)筒直徑應(yīng)比樁孔直徑大200mm，長(zhǎng)度應(yīng)滿足護(hù)筒底進(jìn)入黏土層不少于0.5m 的要求，護(hù)筒頂端高出地面0.3m，護(hù)筒埋設(shè)的傾斜度控制在1%以內(nèi)，護(hù)筒埋設(shè)偏差不超過30mm，護(hù)筒四周用黏土回填，分層夯實(shí)。

　?。ㄋ模┬跈C(jī)成孔
　　結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)，我方采用現(xiàn)代工具旋挖機(jī)進(jìn)行成孔：在護(hù)筒埋設(shè)并定位后，使用SR-250 型轉(zhuǎn)挖機(jī)鉆進(jìn)，該鉆機(jī)扭矩大，轉(zhuǎn)速高，成孔效率高，適合在中風(fēng)化層中鉆進(jìn)。

　　鉆機(jī)在***位時(shí)應(yīng)重新測(cè)量、定位，在成孔過程中采用泥漿護(hù)壁。利用鉆進(jìn)過程中鉆頭對(duì)泥土的攪拌作用自然造漿，根據(jù)實(shí)際需要可對(duì)泥漿的比重進(jìn)行調(diào)節(jié)，在施工過程中泥漿比重一般控制在1.2～1.3 之間，泥漿在循環(huán)過程中在孔壁表面形成泥皮，它和泥漿的自重對(duì)孔壁起到保護(hù)作用，防止孔壁坍塌。通過成孔施工，泥漿護(hù)壁效果比較好，******可以滿足施工的需要?？赏ㄟ^掏渣筒掏渣以及給孔內(nèi)加清水的方法來調(diào)節(jié)泥漿的比重，根據(jù)實(shí)際施工需要，泥漿比重一般控制在1.3 以上，這樣有利于鉆進(jìn)和孔壁的穩(wěn)定。

　?。ㄎ澹┣蹇祝ㄈ缬袛U(kuò)大頭才需清孔）

　　在鉆機(jī)鉆至設(shè)計(jì)孔深后，將鉆頭降至孔底，慢轉(zhuǎn)，******是清出擴(kuò)大頭擴(kuò)出的余泥。

　?。╀摻罨\制作與安放
　　1．鋼筋籠制作
　　鋼筋籠在現(xiàn)場(chǎng)分節(jié)制作，主筋與加強(qiáng)筋全部焊接，螺旋筋與主筋采
　　用隔點(diǎn)焊加固，鋼筋籠制作符合設(shè)計(jì)要求外，還應(yīng)符合表2 規(guī)定。
　　制作好的鋼筋籠，即進(jìn)行逐節(jié)驗(yàn)收，合格后掛牌存放。
　　2．鋼筋籠孔內(nèi)安放

　　鋼筋籠長(zhǎng)（超過16m）在孔口焊接，單面焊10d，焊縫高度≥0.3d，焊縫寬度≥0.7d。兩段籠子應(yīng)保持順直，同截面接頭不得超過配筋的50%，間距錯(cuò)開，不少于35d。鋼筋焊接完好后，應(yīng)緩慢下放入孔內(nèi)，嚴(yán)禁砸籠。

　?。ㄆ撸┫聦?dǎo)管
　　1．導(dǎo)管的選擇
　　采用絲扣連接的導(dǎo)管，其內(nèi)徑φ250～φ280，底管長(zhǎng)度為4m，中間每節(jié)長(zhǎng)度一般為2.5m。在導(dǎo)管使用前，必須對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行外觀檢查、對(duì)接檢查。
　?。?）外觀檢查：檢查導(dǎo)管有無變形、坑凹、彎曲，以及有無破損或裂縫等，并應(yīng)檢查其內(nèi)壁是否平滑，對(duì)于新導(dǎo)管應(yīng)檢查其內(nèi)壁是否光滑及有無焊渣，對(duì)于舊導(dǎo)管應(yīng)檢查其內(nèi)壁是否有混凝土粘附固結(jié)。
　?。?）對(duì)接檢查：導(dǎo)管接頭絲扣應(yīng)保持良好。連接后應(yīng)平直，同心度要好。
　　經(jīng)以上檢驗(yàn)合格后方可投入使用，對(duì)于不合格導(dǎo)管嚴(yán)禁使用。導(dǎo)管長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)孔深進(jìn)行配備，滿足清孔及水下混凝土澆筑的需要，即清孔時(shí)能下至孔底；水下澆筑時(shí)，導(dǎo)管底端距孔底0.5m 左右，混凝土應(yīng)能順利從導(dǎo)管內(nèi)灌至孔底。
　　2．導(dǎo)管下放

　　導(dǎo)管在孔口連接處應(yīng)牢固，設(shè)置密封圈，吊放時(shí)，應(yīng)使位置居中，軸線順直，穩(wěn)定沉放，避免卡掛鋼筋籠和刮撞孔壁。

　　（八）混凝土澆筑
　　1．混凝土車攪拌運(yùn)輸；混凝土坍落度控制在18～22cm；用攪拌車混凝土直接到孔口倒入料斗內(nèi)。
　　2．水下混凝土澆筑：澆筑前，對(duì)不同直徑、深度的樁孔分別計(jì)算出混凝土澆筑初灌量。施工中要******澆筑初灌量。澆筑時(shí)導(dǎo)管埋深控制在2～6m，拆管前專人測(cè)量孔內(nèi)混凝土面，并做記錄，澆筑混凝土接近樁頂標(biāo)高時(shí)，應(yīng)控制***后一次澆筑量，確保樁頂標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。

　　3．試塊制作：在澆樁過程中，隨機(jī)抽取1～2 盤混凝土做試塊，每支樁應(yīng)做一組試塊，制作好的試塊在12h 后拆模，放置靜水中養(yǎng)護(hù)。試塊評(píng)定采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法評(píng)定。

 

　?。ň牛┢鸢巫o(hù)筒

　　混凝土澆筑結(jié)束后，即起拔護(hù)筒，并將澆筑設(shè)備機(jī)具清洗干凈，堆放整齊。

　　（十）回填樁孔

　　樁孔混凝土澆筑完成后，應(yīng)將上部未灌混凝土部分利用場(chǎng)地內(nèi)護(hù)筒、溝、池、槽開挖出來的泥土、礦渣等進(jìn)行回填，回填滿后，用混凝土重新將孔口封住，變成整塊硬地坪場(chǎng)地。

　　成孔內(nèi)容
　　1．成孔前：需對(duì)鉆具參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，包括鉆頭高度、直徑、主桿長(zhǎng)度、加桿長(zhǎng)度、孔口及平臺(tái)標(biāo)高、孔底標(biāo)高。
　　2．在鉆進(jìn)過程中應(yīng)記錄以下參數(shù)：泥漿比重、黏度、鉆進(jìn)速度、轉(zhuǎn)速及進(jìn)尺速度，各地層鉆進(jìn)異常情況描述。
　　3．終孔孔深及時(shí)記錄，調(diào)節(jié)泥漿比重與時(shí)間記錄，測(cè)量孔深記錄，提鉆時(shí)間記錄。

沖孔灌注樁施工方法

　　鉆孔灌注樁的施工，因其所選護(hù)壁形成的不同，有泥漿護(hù)壁方式法和全套管施工法兩種。

泥漿護(hù)壁施工法

　　沖擊鉆孔，沖抓鉆孔和回轉(zhuǎn)鉆削成孔等均可采用泥漿護(hù)壁施工法。該施工法的過程是：平整場(chǎng)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。施工順序

　　(1)施工準(zhǔn)備

　　施工準(zhǔn)備包括：選擇鉆機(jī)、鉆具、場(chǎng)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。

　　(2)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，可用推土機(jī)推平，在墊上鋼板或枕木加固。

　　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，******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******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。

　　(3)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。

　　制作護(hù)筒的材料有木、鋼、鋼筋混凝土三種。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，潛水鉆、沖擊或沖抓錐約大40cm），每節(jié)長(zhǎng)度約2~3m。一般常用鋼護(hù)筒。

　　(4)泥漿制備

　　鉆孔泥漿由水、粘土(膨潤(rùn)土)和添加劑組成。具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤(rùn)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)視地層變化或操作要求機(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。

　　(5)鉆孔

　　鉆孔是一道關(guān)鍵工序，在施工中必須嚴(yán)格按照操作要求進(jìn)行，才能******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和抽渣(沖擊式用)，還要隨時(shí)檢查成孔是否有偏斜現(xiàn)象。采用沖擊式或沖抓式鉆機(jī)施工時(shí)，附近土層因受到震動(dòng)而影響鄰孔的穩(wěn)固。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******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。

　　(6)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，除了鉆孔過程中密切觀測(cè)監(jiān)督外，在鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度后，應(yīng)對(duì)孔深、孔位、孔形、孔徑等進(jìn)行檢查。在終孔檢查******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(zhǎng)以致泥漿沉淀，引起鉆孔坍塌。對(duì)于摩擦樁當(dāng)孔壁容易坍塌時(shí)，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；當(dāng)孔壁不易坍塌時(shí)，不大于20cm。對(duì)于柱樁，要求在射水或射風(fēng)前，沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的鉆機(jī)不同而靈活應(yīng)用。通?？刹捎谜h(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)、反循環(huán)旋轉(zhuǎn)機(jī)真空吸泥機(jī)以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥機(jī)清孔，所需設(shè)備不多，操作方便，清孔也較******，但在不穩(wěn)定土層中應(yīng)慎重使用。其原理***是用壓縮機(jī)產(chǎn)生的高壓空氣吹入吸泥機(jī)管道內(nèi)將泥渣吹出。

　　(7)灌注水下混凝土

　　清完孔之后，***可將預(yù)制的鋼筋籠垂直吊放到孔內(nèi)，定位后要加以固定，然后用導(dǎo)管灌注混凝土，灌注時(shí)混凝土不要中斷，否則易出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。

       全套管施工法

　　全套管施工法的施工順序。其一般的施工過程是：平場(chǎng)地、鋪設(shè)工作平臺(tái)、安裝鉆機(jī)、壓套管、鉆進(jìn)成孔、安放鋼筋籠、放導(dǎo)管、澆注混凝土、拉拔套管、檢查成樁質(zhì)量。

　　全套管施工法的主要施工步驟除不需泥漿及清孔外，其它的與泥漿護(hù)壁法都類同。壓入套管的垂直度，取決于挖掘開始階段的5~6m深時(shí)的垂直度。因此應(yīng)該隨使用水準(zhǔn)儀及鉛垂校核其垂直度。

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