高玉飛
河南省第一建筑工程集團有限責任公司(450009)
淺談旋轉鉆機樁基施工技術要點
高玉飛
河南省第一建筑工程集團有限責任公司(450009)
介紹了旋轉鉆機樁基施工的工藝流程、施工操作要點、主要施工機具和勞動力組織設置,并對質量控制要點進行了分析,可以為同類工程提供參考和借鑒。
旋轉鉆機,樁基施工,工藝流程,操作要點,施工機具,勞動力組織,質量控制
測量放線→工作平臺搭設→埋設護筒→鉆機就位→循環(huán)清渣→鉆進→清孔→放鋼筋籠→設置導管→灌注水下混凝土→養(yǎng)護。
2.1施工準備
1)熟悉設計圖紙,進行現(xiàn)場踏勘,編制實施性施工組織設計。
2)完成“三通一平”,搞好排水設施的設置。
3)進行測量放線,確定樁孔位置和承臺開挖范圍,平整場地,搭設鉆機工作平臺。深水作業(yè)時需設置護筒下沉導向架。
4)鋼板通過卷板機卷制護筒,護筒直徑較樁徑大10~20 cm,長度符合設計。每段鋼護筒上下端及節(jié)間連接處采用δ=12 mm左右的鋼筋焊接加強。為了使泥漿得到循環(huán),護筒頂設置400 mm×200 mm的出漿口。
5)護筒的埋設
護筒的埋設方法根據(jù)現(xiàn)場具體情況采用挖孔埋設、射水下沉、抓泥下沉、振動下沉等方法。
①當?shù)叵滤辉诘孛嬉韵鲁^1 m時對于砂類土,先在樁位處挖至少比護筒底深50 cm,直徑比護筒大40~50 cm的圓坑,然后在坑底分層夯填50 cm厚的黏土,再使護筒就位并四周夯填黏土。若在黏性土中夯填,應使坑底與護筒底同深,平整坑底后即可埋設。
②當?shù)叵滤惠^高時,先將含水量較大的松軟地層換置黏土,換填深度低于護筒底50 cm,頂面寬度滿足施工操作的需要,然后挖孔埋設護筒。
③對于深水中設置護筒,先利用作業(yè)平臺設置護筒導向架,然后逐段吊裝并與前段護筒焊接密貼后下沉至河床,再重擊振動下沉。
④護筒安裝前定出樁孔中心和護筒下沉檢查控制點,用扒桿和吊車使護筒就位,檢查調(diào)整護筒,使樁孔中心與護筒中心重合。用水平尺或垂球檢查護筒的垂直度,然后進行對稱夯填黏土或振動下沉。
6)泥漿及泥漿池
制漿最佳黏土為膠體率不低于95%、含砂率不得大于4%、造漿能力不低于2.5 L/kg的黏土。將黏土投入孔中加水,通過鉆機的沖錐反復沖擊而成泥漿。泥漿的比重以1.1~1.3為宜,對于松散易坍地層,適當加大泥漿比重。在砂礫層中泥漿比重控制在1.4~1.5,在黏土層泥漿比重控制在1.2~1.3。施工中隨時測定泥漿比重、黏度、含砂率等指標,以便達到浮渣、護壁的效果。
泥漿池的位置根據(jù)施工現(xiàn)場情況而定,設在鉆孔附近2~5 m左右,孔內(nèi)循環(huán)出來的泥漿通過泥漿槽流入泥漿池沉淀,再流經(jīng)貯漿池后進入鉆孔內(nèi)。
2.2鉆孔
旋轉鉆機施工分為正循環(huán)及反循環(huán)施工。
1)鉆機就位(正反循環(huán)基本相同)
立好鉆架,調(diào)整和安設好起吊系統(tǒng),將鉆頭吊起徐徐放進筒內(nèi),然后調(diào)平鉆機,對準鉆孔,裝上轉盤,使轉盤中心同鉆架上的起吊滑輪在同一鉛垂線上,鉆桿位置偏差不得大于2 cm。起吊時鉆桿穿過轉盤聯(lián)結鉆頭,固定鉆桿,準備鉆進。
2)鉆進
①開鉆:對正循環(huán)施工,應稍提鉆桿,啟動泥漿泵和轉盤,使之空轉一段時間,讓泥漿從泥漿池輸進鉆桿內(nèi)腔,經(jīng)鉆頭的出漿口在護筒內(nèi)射出進行造漿。待泥漿均勻后鉆機以低檔速進行鉆進,鉆至護筒腳下1 m后,再按正常速度鉆進。鉆進過程中,必須保持鉆孔垂直。
對反循環(huán)施工,先將鉆頭提高距孔底約20 cm,將真空泵加足清水,然后啟動真空泵,抽出管路內(nèi)的氣體,待泥漿泵充滿水后,關閉真空泵,啟動泥石泵,打開出水控制閥,把管路中的泥水混合物排到沉淀池,形成反循環(huán)。啟動鉆機,慢速開始鉆進。待一節(jié)鉆桿鉆完時,停鉆沉淀,關閉泥石泵,接長鉆桿鉆進。
②鉆進:對正循環(huán)鉆進時,進尺適當控制,在護筒刃腳處,低檔慢速鉆進,使刃腳處有堅固的泥皮擴壁。鉆至刃腳下1 m后,再按土質以正常速度鉆進。每進尺5~8 m檢查一次鉆孔直徑和垂直度,工具用圓鋼筋籠(外徑D等于設計樁徑,高度為3~4 D)吊入孔內(nèi),圓籠中心與鉆孔中心一致。如上下各處均無掛阻,則鉆孔直徑和傾斜度符合要求。鉆進過程中,將主吊鉤稍提高一些,使孔底承受的鉆壓不超出鉆錐重量和壓重塊重量之和扣除浮力后的80%。這樣可使鉆桿不受壓力,僅受一部分拉力,使鉆錐回轉平穩(wěn),避免和減少斜孔、彎孔和擴孔現(xiàn)象。
③泥漿的補充和凈化:開鉆前調(diào)制足夠數(shù)量的泥漿,鉆進過程中如泥漿有損耗、漏失,迅速補充。按時檢查泥漿指標,遇土層變化應增加檢查次數(shù),調(diào)整泥漿指標。每鉆進2 m或地層變化處應在泥漿中撈取鉆渣樣品,查明土類并記錄,以便與設計資料核對。
調(diào)制泥漿時,先在孔內(nèi)制漿,開啟泥漿泵,讓泥漿由孔口流入沉淀池內(nèi),待泥漿在沉淀池內(nèi)沉淀后經(jīng)泥漿槽進入孔中,使從孔底懸浮鉆渣的泥漿上升溢出護筒口再通過出漿口流至沉淀池,在沉淀池將粗粒鉆渣沉淀凈化后再循環(huán)流至孔中。各出漿口的標高要順序降低。反循環(huán)時貯漿池出口標高高于鉆孔護筒標高。
2.3清孔
鉆孔至設計高程后,立即采用換漿法進行清孔。其方法是向孔內(nèi)注入比重較小的泥漿正循環(huán)浮出孔內(nèi)泥渣或反循環(huán)抽出孔底泥渣。經(jīng)檢查孔底泥渣厚度大于10 cm(摩擦柱不大于30 cm)后,即拆除鉆頭鉆桿,進行鋼筋籠安裝。
2.4鋼筋籠制作和放置
根據(jù)鋼筋籠設計長度,鋼筋籠分一段或多段加工,分段連接或整體就位。制作鋼筋籠時,其加勁筋在固定的模型上制作以確保其尺寸,然后在加勁筋上標出鋼筋籠主筋位置,并與主筋焊接,形成牢固的圓筒形骨架,把外箍筋按間距纏繞在鋼筋籠骨架上,并與主筋連接制成鋼筋籠。為保證鋼筋籠有足夠的保護層,在其外側扎掛混凝土墊塊或焊接鋼筋耳朵。鋼筋籠從加工場運到孔位后,用吊車起吊使鋼筋籠豎直于地面上,慢慢放入孔中。鋼筋籠達到設計位置后用鋼管和鋼筋將其固定在護筒上,待混凝土灌完并初凝后,再將這些約束拆除。長度大于12 m的鋼筋籠在孔口焊接時,為縮短清孔至灌注混凝土的間隔時間,采用兩臺電焊機同時施焊。
2.5灌注水下混凝土
用導管灌注水下混凝土,導管直徑Φ200或Φ300,為便于導管拼裝和拆除,單節(jié)導管長度分為3 m、2 m、1 m三種規(guī)格,各節(jié)導管間用Φ16螺栓將法蘭盤連接,拼接好的導管長度與護筒頂至孔底深度大致相等。導管在地面上拼裝好,用吊車放入孔中再連接灌注漏斗,導管在灌注前下到孔底,將分隔球系好放置于漏斗頸部,把漏斗盛滿混凝土,先通過導管射水(或射風)沖射孔底3~5 min,翻動沉淀物,然后立即聯(lián)接導管和盛料漏斗,砍斷分隔球,灌下第一斗混凝土。在砍球的同時將導管提升一點,便于混凝土漏下封住導管口。第一次灌注的混凝土要保證能封住導管底,并使其埋入混凝土內(nèi)不小于1 m,這就要求漏斗有足夠容積以滿足封管要求。水下混凝土開灌后要保持連續(xù)不間斷進行,灌注過程中同時計算及實測混凝土頂面高度,隨時獲取埋管的準確深度。樁身混凝土灌注至設計樁頂標高以上0.5~1 m時則停止灌注,抽出導管。水下混凝土粗骨料不大于40 mm,含砂率40%~50%,水灰比0.5~0.6,坍落度18~22 cm,初凝時間控制在6 h以上,具有較好的和易性。同一墩位的鉆孔樁灌完后,按規(guī)定進行無傷探測或抽芯檢測。
鉆機、泥石泵、泥漿泵、吊車、運輸車、混凝土泵車。
正循環(huán)回轉鉆每臺班配備4~5人,其中班長兼指揮、記錄1人,司機及裝卸鉆桿、清渣2人,電工1~2人。
反循環(huán)回轉鉆每臺班配備5~6人,其中班長兼指揮、記錄1人,司機及裝卸鉆桿、清渣、調(diào)制泥漿及供水3人,電工1~2人。
1)護筒底及周圍分層對稱填黏土,防止護筒移位及漏漿。
2)鉆機就位準確,支墊平穩(wěn)牢固,鉆機頂端用纜風繩對稱拴牢拉緊。旋轉鉆機的起重滑輪和固定鉆桿的卡機必須在同一垂直線上,保持鉆孔垂直。
3)護筒中心豎直線應與設計樁中心線重合。
4)嚴格控制泥漿濃度,比重在1.1~1.3。
5)澆筑混凝土前樁底泥漿厚度,摩擦樁≤300 mm,柱樁≤100 mm,傾斜度≤1%孔深。
6)水下混凝土灌注過程中測準混凝土頂面高度,控制埋管深度在1.5~5 m。
7)泥漿池不漏漿,不漫流,不污染環(huán)境。