樁基施工簡介

1、橋梁樁根底施工及限制要點(diǎn)一、橋梁樁根底分類按成樁方式分可分為灌注樁和沉入樁.灌注樁按成孔方式不同又 可分為鉆孔灌注樁和挖空灌注樁.沉入樁按樁材料分,又可分為鋼管 樁,鋼筋混凝土樁和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁. 按支承力不同可分為摩擦 樁和端承樁或嵌巖樁,前者主要依靠樁周摩擦力反抗墩柱的壓力, 后者主要靠樁底支承力反抗墩柱壓力.鉆孔灌注樁依鉆孔方法和原理 可分為：螺旋鉆孔、正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔、潛水鉆機(jī)鉆 孔,沖抓鉆孔、沖擊鉆孔、鉆斗鉆也稱旋挖鉆成孔等.在公路橋梁中最常見的鉆孔方法有正 反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔和沖擊 鉆孔,近年來鉆斗鉆旋挖鉆孔開展也很快.二、本工程擬采用的鉆孔方法及特點(diǎn)2.1 鉆孔方法

2、的選擇主要依據(jù)地層條件而定, 在第四紀(jì)砂、土層 中前述各種鉆孔方法都可采用,而在堅硬巖層中,一般只能采用沖擊 鉆孔方法.本工程多數(shù)摩擦樁基地層為第四紀(jì)砂質(zhì)粉粘土層, 此類樁基擬主 要采用本地普遍使用的正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆孔, 也可使用旋挖鉆機(jī).而 西線二標(biāo)和太湖連接線局部樁基設(shè)計的是嵌巖樁,樁基端部坐落在堅 硬的風(fēng)化砂巖,此類樁基上能使用沖擊鉆樁鉆孔.2.2 正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)特點(diǎn)及成孔時限制要點(diǎn)正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔的原理是用泥漿以高壓通過空心鉆桿,從鉆桿底 部射出,底部的鉆頭鉆鉗在回轉(zhuǎn)時將土層切削攪松成鉆渣,被泥 漿懸浮隨著泥漿上升溢出流到井外泥漿溜梢,經(jīng)過沉淀池凈化,泥漿 再循環(huán)使用,井壁靠水頭和泥漿保

3、護(hù).正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的主要部件為轉(zhuǎn)盤、電動機(jī)、卷揚(yáng)機(jī),鉆架是由 主機(jī)、泥漿泵、鉆桿、提水龍頭和鉆鉗組成.鉆盤是鉆機(jī)的主要部件, 其中央裝有可拆卸的方套,方套夾住方鉆桿隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動,隨著鉆孔的 加深,方鉆桿可在方套中逐漸下降,當(dāng)方鉆桿上端將降到轉(zhuǎn)盤頂面時, 提升方鉆桿加接圓鉆桿繼續(xù)鉆進(jìn),直至設(shè)計深度.卷揚(yáng)機(jī)分主、副, 主卷揚(yáng)機(jī)用于提吊鉆桿,調(diào)節(jié)鉆桿壓力,升降鉆具,安裝鉆架和灌注 水下硅時吊提硅料斗,副卷揚(yáng)機(jī)用于拖拉機(jī)具,圓鉆桿及其他輔助吊 裝工作.泥漿泵是將泥漿池中的泥漿通過高壓連接膠管和空心鉆桿壓 入孔底實現(xiàn)泥漿循環(huán)、清渣,泥漿泵是鉆機(jī)的易損配件,應(yīng)有備份. 鉆桿分有方鉆桿和圓鉆桿,均為空心管,方

4、鉆桿也叫主動鉆桿,在鉆 機(jī)中只配一節(jié),長度59nl它是由轉(zhuǎn)盤推動帶動圓鉆桿和鉆鉗轉(zhuǎn)動 的部件,圓鉆桿是方鉆桿與鉆鉗的連接傳遞動力的主要部件, 也是泥 漿循流環(huán)的通道,要求具有高的抗拉、壓強(qiáng)度和抗扭曲強(qiáng)度,所需鉆 桿總長度依據(jù)鉆孔深度而定.提水龍頭也叫搖頭,它的作用是鉆進(jìn)時 承受鉆桿和鉆鉗的重量,吊著鉆鉗在鉆孔中保持豎直鉆進(jìn),使起吊系 統(tǒng)和輸送泥漿膠管不隨鉆桿一起回轉(zhuǎn),保證泥漿不斷輸向孔底.鉆鉗, 也稱鉆頭,常用的有魚尾鉗、刺尾鉗和雙腰帶籠式鉗,前兩種鉆鉗鉆 進(jìn)效率高,但難于保證鉆孔的豎直度易造成大的擴(kuò)孔系數(shù),一般不采 用.我們要求使用雙腰帶籠式鉆鉗,這種鉗頭上下部備有一道導(dǎo)向圈,故鉆進(jìn)平穩(wěn),導(dǎo)

5、向性能良好,擴(kuò)孔較小,上、下導(dǎo)圈的距離應(yīng)不小于 鉆頭直徑.為加快清孔時盡快降低泥漿中的含砂率, 縮短清孔時間,應(yīng)該要 求每臺鉆機(jī)配有一臺旋流除渣器.采用此類鉆機(jī)鉆孔時,我們主要限制以下事項：上、下腰帶間距原那么上不得小于樁基直徑；鉆鉗直徑原那么上不應(yīng)小于樁基直徑.為減少擴(kuò)孔系數(shù)也可略小于 樁基直徑23cm;鉆機(jī)安裝時一定要嚴(yán)格限制轉(zhuǎn)盤的水平度,以保證鉆桿的豎直 度,從而保證樁孔數(shù)值；鉆機(jī)地面一定要堅硬穩(wěn)定,預(yù)防在鉆進(jìn)過程中機(jī)臺產(chǎn)生傾斜造成 孔斜,在鉆孔過程中也需經(jīng)常檢查；鉆桿連接一定要牢固,預(yù)防掉鉆.2.3 沖擊鉆機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及成孔時限制要點(diǎn)沖擊鉆機(jī)是用卷揚(yáng)機(jī)通過鋼絲繩和轉(zhuǎn)向渦輪提升鉆鉗,上、下

6、往復(fù)沖擊,將土石劈裂、劈碎,局部被擠入井壁在砂土層中,大部分鉆渣由泥漿懸浮帶出井口.沖擊鉆機(jī)適用于在各種地層中成孔, 尤 其是適合于堅硬巖層中成孔,別的鉆機(jī)無法鉆進(jìn)的地層,都可使用沖 擊鉆機(jī)解決,可以說是“無堅不摧,但在松軟地層中,其鉆進(jìn)效率 不如其它鉆機(jī).對西線二標(biāo)及太湖連接線的嵌巖樁,目前沖擊鉆機(jī)是唯一的選 擇,使用這種鉆機(jī)成孔時,要注意如下事項：鉆機(jī)安裝地基一定要堅硬穩(wěn)固,預(yù)防施工過程中由于地基不均勻 沉降造成樁孔偏位,擴(kuò)大系數(shù)增大,樁孔不豎直等.在鉆進(jìn)過程中一定如經(jīng)常檢查吊槌的鋼絲繩是否偏離中央點(diǎn),偏離時要及時調(diào)整.檢查鋼絲繩磨損情況,預(yù)防斷繩掉槌.檢查沖錘直徑大小,原那么上不得小于樁

7、基直徑,但為減少擴(kuò)孔系 數(shù),可比樁徑適當(dāng)小23cm如巖后更應(yīng)經(jīng)常檢查沖錘直徑.檢查轉(zhuǎn)向裝置是否靈活有效,嚴(yán)防產(chǎn)生十字孔造成卡錘事故.2.4 鉆斗鉆機(jī)旋挖鉆機(jī)成孔特點(diǎn)及考前須知旋挖鉆的成孔原理根本上與回轉(zhuǎn)鉆機(jī)相同, 不同之處只在于施挖 鉆不是利用泥漿將鉆渣懸浮出井口,而是將鉆渣裝入帶有切削功能的 鉆斗中,提出井口.現(xiàn)在的旋挖鉆機(jī)都是具有履帶自引裝置及液壓控 制,倒流、鉆進(jìn)速度快,一般地層不需要用泥漿護(hù)壁,但通常都需要 由水頭來保證井壁的穩(wěn)定,但此類鉆機(jī)只能用于成孔,需另配硅灌樁 設(shè)備.三、樁基施工工藝框圖四、 樁基常見的質(zhì)量問題及預(yù)防處理4.1 成孔質(zhì)量問題4.1.1 塌孔原因：在松軟砂層中鉆進(jìn)

8、進(jìn)尺太快,泥漿濃度、粘度低使孔壁未 形成堅實泥皮護(hù)壁；下鋼筋籠時碰撞孔壁；在水上鉆進(jìn)時護(hù)筒的長度 缺乏,護(hù)筒底漏漿形成反穿孔；護(hù)筒埋置太淺,下部孔口漏水、坍塌 或被孔口附近水浸泡軟或鉆進(jìn)直接接在護(hù)筒上,由于振動使孔口坍 塌,擴(kuò)展成較大坍孔；泥漿濃度比重低,清孔時間過久或清孔停 頓時間過長.預(yù)防舉措：在有砂層地方進(jìn)行鉆進(jìn)時,鉆進(jìn)速度要慢 ,小沖程泥 漿濃度要大；下鋼筋籠是要豎直緩慢,預(yù)防碰撞孔壁；水上鉆進(jìn)時要 計算護(hù)筒長度,護(hù)筒底應(yīng)盡可能買入粘性土層中；陸上孔的護(hù)筒也應(yīng) 有一定長度,并用粘性土填埋,預(yù)防鉆機(jī)與護(hù)筒接觸；第一次清孔是 泥漿比重不宜調(diào)整太小,鋼筋籠安裝時間不能過長清完孔要及時灌注 水

9、下硅.當(dāng)塌孔時只能回填再鉆進(jìn).4.1.2 鉆孔偏斜原因：鉆孔中遇到軟硬地層交界或孤石、探頭石；鉆機(jī)底部未安 置水平或產(chǎn)生不均勻沉陷、位移；鉆桿彎曲接頭不正.預(yù)防舉措：鉆機(jī)一定要堅硬平穩(wěn),鉆機(jī)安裝水平經(jīng)常檢查調(diào)整； 鉆桿一定要調(diào)直,主動鉆桿要設(shè)置導(dǎo)向桿,預(yù)防主動鉆桿擺動太大. 在有軟硬交界地層處鉆進(jìn)時,鉆速要慢,或回填片石,小沖程反復(fù)沖 孔直至穿過界石區(qū)域.4.1.3 縮孔、擴(kuò)孔原因：縮孔主要與地層膨脹性土層有關(guān),擴(kuò)孔主要是由于鉆 頭擺動或鉆孔偏心未能及時調(diào)整.預(yù)防舉措：遇到縮孔是可屢次反復(fù)快轉(zhuǎn)慢進(jìn)掃空, 能到達(dá)設(shè)計孔 徑為止.采取舉措預(yù)防主要鉆桿擺動,減輕鉆頭壓力,預(yù)防鉆頭擺動.4.1.4 梅

10、花孔原因：出現(xiàn)在沖擊鉆成孔的情況下,由于沖擊錐頂轉(zhuǎn)向裝置失靈, 只在一個方向上、下沖擊；鋼絲繩太松或沖程太小,沖錘來不及轉(zhuǎn)動 組里太大,鉆頭轉(zhuǎn)動困難.預(yù)防舉措：經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)向裝置靈活性,選用適當(dāng)粘度的泥漿,在 小沖程鉆進(jìn)時用大小沖程交替沖擊,修整孔形.出現(xiàn)梅花孔后,可用 片石亂世混合粘土回填后重新沖擊.4.1.5 鉆孔漏漿原因：在透水性強(qiáng)的砂礫或流沙中,特別在有地下水流流動的地 層中鉆進(jìn)時,在水上鉆進(jìn)時鋼護(hù)筒埋設(shè)過淺或護(hù)筒焊縫不嚴(yán)密；在陸地上護(hù)筒回填土不密實.預(yù)防舉措：對地層原因在成的漏漿應(yīng)使用較稠或高質(zhì)量泥漿,沖擊鉆還可以回填粘土摻片石、卵石反復(fù)沖擊,將其插入孔壁；對因護(hù) 筒原因的漏漿應(yīng)增強(qiáng)埋

11、深,預(yù)防護(hù)筒底腳落在透水層上,預(yù)防鉆機(jī)、 鋼平臺接觸鋼護(hù)筒.發(fā)生嚴(yán)重漏漿時只能拔出重打.4.2 灌樁中最常見影響樁基質(zhì)量的問題4.2.1 成孔問題包括孔底沉渣厚度大,泥漿比重太大,泥漿含砂率太高,清孔或 泥漿循環(huán)時間太長.孔底沉渣厚度太大有可能出現(xiàn)m類樁頭, 其對于大直徑嵌巖樁更 常見,而泥漿比重含砂率大,清孔泥漿循環(huán)時間長那么會造成樁基硅中 裹泥,是II類樁主要原因.4.2.2 機(jī)具問題包括導(dǎo)管漏漿,導(dǎo)管底卷刃,導(dǎo)管壁有泥砂漿塊,導(dǎo)管連接不好, 卡球,提板事故中間斷電及機(jī)械事故.出現(xiàn)上述問題輕那么影響灌樁速 度,影響樁基質(zhì)量,重那么造成灌樁中斷,報廢.4.2.3 施工組織問題包括首批硅缺乏,

12、硅供給不連續(xù)、不及時,灌樁場地狹窄,埋管 過深或過淺,鋼筋籠上浮等.4.2.4 硅質(zhì)量問題包括和易性不好,坍落度太小或太大,硅離析,攪拌時間缺乏出 現(xiàn)生料,含有石塊、水泥塊等.這是影響樁基質(zhì)量的主要因素.4.3 樁基最常見質(zhì)量問題及其產(chǎn)生原因和預(yù)防舉措方法4.3.1 斷樁斷樁屬IV類樁,一般情況下都要求報廢、重打,假設(shè)斷樁夾泥位置 較淺時,多數(shù)情況,可通過將上部人工鑿除后接樁,假設(shè)位置明確,連 續(xù)性好也可通過壓漿方法挽救.造成斷樁的原因,多是由于硅量判斷錯誤提升導(dǎo)管時管底脫離硅 面或埋管太淺,硅、泥水混和物反竄進(jìn)導(dǎo)管內(nèi),又整體灌注硅.或者 是由于導(dǎo)管破損泥漿進(jìn)管.但大多數(shù)都是由于料的質(zhì)量,或供

13、料原因, 灌樁時間過長或中間引起卡管,埋管等灌注事故造成.4.3.2 樁底沉渣超厚,或樁底局部沉渣堆積,鍋底樁對嵌巖樁 等,此類樁往往被判定為田類樁,通常都要求壓漿處理.造成此類質(zhì)量問題的原因主要是清孔不徹底,尤其是第一次清空 是,孔底沉渣厚度大,首批硅無法將沉渣沖翻到硅面所致,特別是大 直徑樁最容易出現(xiàn)此類問題.預(yù)防方法：一是第一次清孔時要嚴(yán)格檢查孔底有無沉渣,不能在孔底不干凈情況下便勉強(qiáng)下鋼筋籠,另外在一清時主要是降低泥漿中 的含砂率,不要將泥漿比重調(diào)得太小,預(yù)防在停泵安裝鋼筋籠時渣和 砂沉積到孔底,同時盡量縮短鋼筋籠焊接安裝時間. 二是在灌硅前一 定要再次檢測孔底沉渣情況,只有當(dāng)孔底干勁

14、之后才能開始灌樁,對 于大直徑樁而言,灌首批硅時,導(dǎo)管底離孔底高度一定要適宜,太大 或太小都不利于利用硅下沖的力量將孔底泥砂沖散翻卷到硅面上.4.3.3 樁身局部夾泥,這是II類樁主要原因之一.造成此類樁的 主要原因,泥漿循環(huán)時間太長清孔或未及時灌樁,使鋼筋外裹泥 皮太厚,尤其是在增強(qiáng)箍筋與主筋交匯處形成局部泥堆積灌樁時將這 局部泥塊裹入硅內(nèi),局部沖破導(dǎo)致將硅面以上的沉積泥沙被卷入硅 中.預(yù)防方法是在保證清孔質(zhì)量的前提下,盡量縮短清孔時間,更要 及時灌樁,灌樁要連續(xù),間斷時間不能太長,縮短灌樁時間,三是完成灌注最后拔出導(dǎo)管時要緩慢,不能太快,預(yù)防硅面上的泥沙涌入硅 內(nèi).4.3.4 樁身出現(xiàn)蜂窩

15、或局部硅離析、松散、溝梢造成原因多是因硅和易性不好或坍落度太大,在攪拌車下料時出現(xiàn)粗細(xì)集料別離堆厚所致.4.3.5 樁頭硅強(qiáng)度低,不密實造成原因是樁頂硅超灌量缺乏,依據(jù)樁長不同超灌高度不同,一 般取80100cm不得小于50cm造成長度缺乏原因多是由于最后測 量硅面不準(zhǔn)、未料少報所致,為了準(zhǔn)備測定硅面高度,最后確定末車 料時,最好用硬棍竹桿、木桿、花桿等測定,用重錘測量時由于 最后硅面泥漿等混合物比擬硬,難于判定硅.4.3.6 鋼筋籠偏位這是一種最常見的質(zhì)量問題,特別是對于本工程埋置式承臺樁因 鋼筋籠頂面均沒入泥漿內(nèi),假設(shè)安裝時不采取舉措,很容易出現(xiàn)鋼筋籠 偏心現(xiàn)象.預(yù)防方法：鋼筋籠安裝是要限

16、制籠中央與樁中央一致,并預(yù)固定可采用在最上面一個增強(qiáng)箍筋四周焊短鋼筋支撐在鋼護(hù)筒壁上二是鋼筋籠不要落到孔底,采用定位骨架吊在鋼護(hù)筒上.五.灌樁施工組織5.1灌樁前準(zhǔn)備導(dǎo)管檢查及密閉性試驗,漏斗容量為何保證首批混凝土量, 下料方式及下料平臺坡道.硅及其運(yùn)輸?shù)穆鋵嵡闆r灌樁人員是否到齊, 孔 底沉渣及泥漿指標(biāo)檢查,報監(jiān)理,量測工具,記錄表格包括已下導(dǎo) 管記錄垂球方式檢查落實.首批硅量計算:V-4過？Hc4式中:V一首批硅所需數(shù)量,m3 hi一井孔混凝土到達(dá)最小埋管要求時,導(dǎo)管內(nèi)硅平衡導(dǎo)管外泥漿壓所需的圖度,hiHw w / c ；H一灌注首批硅時所需井孔內(nèi)硅至孔底高度,Hc要求最小埋管高度1.0m+

17、導(dǎo)管底離孔底高度,一般 m左右;H一井孔內(nèi)硅以上泥漿深度,成D一井孔直徑,成 d一導(dǎo)管內(nèi)徑,mw泥漿容重,KN/m3;c 一硅容重,KN/m3, 一般取24KN/m計算.如果用攪拌車連續(xù)卸料,一般攪拌車都在 8m到上,可以保證首 批硅所需重,但一定要保證料斗剪球下料后攪拌車能連續(xù)快速下料, 中間不能停頓.每次灌樁視同運(yùn)輸?shù)缆非闆r至少需 3輛以上攪拌車.5.2 灌注首批磴首車硅到現(xiàn)場后,首先要檢查硅料的情況,觀察其工作性能,檢 查坍落度,與此同時卸下水龍頭,裝料斗隔水栓,將料車開到卸料位 置,開始向料斗中卸料,當(dāng)料斗快滿時迅速提起隔水栓向孔底下料同 時要求攪拌車加大油門快速連續(xù)下料至整車料下完.5.3 正常灌注磴一般情況時在第二車料下完以后再測量硅面高度, 計算埋管深度 及拆導(dǎo)管長度.移開料斗提升導(dǎo)管,按計算拆管長度拆管,重載裝料 都正常灌注硅.每下完一車料后均需測量硅面厚度,決定是否拆導(dǎo)管 及