淺析深長鉆孔灌注樁的施工

1、淺析深長鉆孔灌注樁的施工論文關(guān)鍵詞深長鉆孔樁施工論文摘要介紹深長樁的特點、施工方法及施工注意事項。甬臺溫高速公路平蒼段第一合同段，位于瑞安飛云江江南岸海濱相軟土地基上，其樁基所承地基各層全部為淤泥或粘土地層，經(jīng)過勘測單位鉆探驗證，地層深達原地表下97米仍然為粘土層，屬不良工程地質(zhì)。為此，設(shè)計單位對橋梁樁基大部分都設(shè)計了深長樁（指孔徑比60），最深的樁深達94米。設(shè)計樁徑為1.0m，1.2m兩種形式。我公司中標承建這一工程，是第一次施工超長樁。為了保證樁基順利施工，我們參考了有關(guān)資料，詳細閱讀研究設(shè)計文件，結(jié)合以往在溫州地區(qū)70米左右樁基施工的成功經(jīng)驗，制訂了一套深長樁施工辦法，以便于科學(xué)施工管

2、理。一、根據(jù)各層地質(zhì)情況，選擇成孔樁機超長樁基礎(chǔ)所在地層的地質(zhì)大都為淤泥或粘土，偶有少量卵礫石或強風(fēng)化巖層，地質(zhì)條件極差，施工時由于為深長樁，成孔時間較長，很容易造成坍孔現(xiàn)象。因此，從孔深、孔垂直度、孔內(nèi)水頭保持等因素考慮，我部選擇了大扭矩的回旋鉆機來施工；對于直徑1.0m的樁基礎(chǔ)，采用了15型以上扭矩的回旋鉆機；對于直徑1.2m深長樁，采用了20型以上扭矩的回旋鉆機。回旋鉆機施工，根據(jù)樁基地質(zhì)各層情況，分別采用正循環(huán)或反循環(huán)施工辦法。對于進入卵礫石層較厚，且采用卵礫石顆粒粒徑較大者，我們采用反循環(huán)施工方法，而且采用鎢鋼鉆頭。對于地質(zhì)層比較軟弱，且下伏的卵礫石層含礫石為主，采用正循環(huán)施工方法。

3、因為正循環(huán)施工的優(yōu)點是在鉆孔過程能夠保持較高的泥漿比重，從而保證成孔過程孔壁不宜坍塌，而且較大泥漿比重便于排除孔內(nèi)較大顆粒浮渣，對首次清孔排渣有利，加上淤泥與粘土層容易自動產(chǎn)生較大比重的泥漿，不需要外購粘土材料。同時，正循環(huán)施工與反循環(huán)施工比較，對場地依賴較小，對環(huán)境影響也小。二、選擇大產(chǎn)量攪拌機大生產(chǎn)量攪拌機是保證樁砼在水泥凝固前澆筑完畢的必要條件之一。要保證砼成樁砼的質(zhì)量，砼澆筑時間越短，樁孔越不容易產(chǎn)生孔壁坍塌、樁身縮勁、導(dǎo)管卡管、埋管等施工事故，而且是頂面沉渣越少；反之，混凝土澆筑時間越長，由于初期澆筑上涌混凝土已經(jīng)凝固，這樣樁頂混凝土的流動性減低，混凝土下灌就越困難，也越容易產(chǎn)生卡管

4、、埋管等到施工事故，進一步說，容易造成斷樁等質(zhì)量事故。所以，足夠產(chǎn)量的混凝土是保證混凝土下灌連續(xù)作業(yè)的一個重要因素。根據(jù)施工經(jīng)驗，砼下灌時間在6-8小時以內(nèi)（摻加緩凝劑來延長水泥凝固時間），基本可以保證成樁連續(xù)作業(yè)量。超長樁砼設(shè)計數(shù)量為106立方米（94米樁）750型攪拌機每小時產(chǎn)量為25立方米，8小時為200立方米，考慮拆導(dǎo)管等時間影響以機械突發(fā)性故障，我們采用了2臺750型攪拌機，或1臺750型攪拌機加1臺500型攪拌機來攪拌鉆孔樁用砼，以保證混凝土生產(chǎn)滿足施工需要。三、混凝土運輸機械滿足樁砼連續(xù)施工需要砼運輸是否及時可靠也是保證混凝土在水泥凝固前澆筑完畢的必要條件。傳統(tǒng)的、小型號的、人工

5、的運輸機具在高等級高速公路施工中早已退出市場，因此，選擇混凝土攪拌車或混凝土輸送泵來運輸混凝土半成品，是我公司首選混凝土機械。其中，混凝土攪拌車可以直接運輸?shù)綐段?，而輸送泵可以保證水上混凝土的輸送下灌。而且采用3立方米的混凝土攪拌車，每次下灌1攪拌車混凝土，正好可以拆除1節(jié)2.5米長的混凝土導(dǎo)管，使混凝土攪拌運輸時間與拆導(dǎo)管時間同步，使機械設(shè)備得到充分利用，混凝土下灌時間最短，最科學(xué)。四、鉆孔（排渣）與灌注時選擇合理的泥漿稠度鉆孔過程中，較大容重的泥漿是保證成孔不易坍塌的必要條件。由于本工程地質(zhì)為淤泥與粘土，這兩種土本身就是造泥漿的材料，因此，鉆孔時加清水自動造漿。而保證成孔最佳泥漿比重為1.

6、4，所以成孔施工時基本不排除泥漿。本工程淤泥與粘土各層天然孔內(nèi)土方平均容重約為1.65，要將土方自動造成比重1.4的泥漿，需要加清水的數(shù)量與泥漿關(guān)系如下：V水+V土=V漿（土中空隙忽略不計）1.0V水+R土V土=1.4V漿式中：V水用水量V漿泥漿體積V土孔內(nèi)可成漿天然土方量（含空隙及土中含水量）R土孔內(nèi)可成漿天然土方容重，平均為1.65根據(jù)上述公式計算，每鉆進1米D1.2米的樁孔，形成保持比重為1.4的浮渣護壁泥漿，需要加水0.7立方米，產(chǎn)生泥漿1.8立方米。樁成孔后，在澆筑混凝土前，須將泥漿稀釋到1.2(因較深，需要量保持較高護壁水頭，便于澆筑混凝土?xí)r保護孔壁，泥漿清孔后比重采取較大規(guī)范在1

7、.1左右，但對這么深的孔，按照規(guī)范規(guī)定很難保證孔壁不縮勁；但是，如果采用更大比重的泥漿，勢必降低短期內(nèi)樁周摩擦系數(shù)，影響樁上后續(xù)工程施工，否則，基樁承載力要降低）。泥漿比重從1.4稀釋到1.2，每米樁孔需要加水按照下式計算：1.0V水+1.4V漿=1.2(V水+V漿）直徑1.2的樁孔，每米泥漿數(shù)量V漿為1.13立方米，泥漿比重從1.4稀釋到1.2，須加V水1.13立方米。合計起來，從鉆孔到澆筑混凝土，每延米樁長產(chǎn)生的泥漿數(shù)量為：1.8+1.13=2.93(立方米）。因此，對于本合同94米的樁，每根樁施工產(chǎn)生的泥漿為275立方米。根據(jù)橋下紅線寬28米，跨徑20米，考慮機械工作操作空間橋下周轉(zhuǎn)泥漿

8、池體積為：20*10*1.5=300，基本滿足1根樁施工泥漿周轉(zhuǎn)。這里，為加速沉渣在沉定池中過濾下沉，泥漿池以每2個同時使用為佳，其中1個作為泥漿池，另外1個作為沉定池，通過樁孔沉定池泥漿池樁孔的循環(huán)流動，可以加速排除孔內(nèi)浮渣。五、鉆孔及清孔由于深長樁所處的地質(zhì)一般都夾著深厚的淤泥層，而淤泥層中間往往又夾著幾米深的流砂層，淤泥層特別是流砂層是造成坍孔的主要地質(zhì)層，再加上由于樁身很長，成孔、清孔、灌注等時間均較長，這樣就更容易造成坍孔。因此在鉆孔過程中要注意以下事項：始終要保持孔外既定的水位差和泥漿濃度以起到護壁固壁作用而防止坍孔，若發(fā)現(xiàn)有漏水（漏漿）現(xiàn)象，應(yīng)找出原因及時處理。如為護筒本身發(fā)生漏

9、水，應(yīng)堵塞洞或用粘土在護筒周圍夯實加固，或重埋護筒；若因孔壁土質(zhì)松散，泥漿加固孔壁作用較差，應(yīng)在孔內(nèi)重新回填粘土，待沉淀后再鉆進，加強泥漿護壁。在鉆孔過程中，應(yīng)根據(jù)土質(zhì)等到情況控制區(qū)鉆進速度、調(diào)整泥漿稠度、密度，以防止坍孔、鉆孔偏斜、卡鉆和旋轉(zhuǎn)鉆機負荷超載等施工事故發(fā)生。在淤泥層特別在流砂層中不能因為好鉆，就使勁加快鉆進速度，而應(yīng)該放慢鉆頭旋轉(zhuǎn)速度，使鉆頭有更多的時間接觸孔壁，使泥漿能充分地糊在孔壁四周起著護壁的作用。對于地質(zhì)資料中顯示流砂層較厚的樁基，鉆至流砂層時還應(yīng)該往孔里拋粘土或水泥以加稠泥漿，更好地起到護壁作用。鉆孔宜一氣呵成，不宜中途停鉆以避免坍孔，若坍孔嚴重應(yīng)回填重鉆。清孔時每臺鉆

10、機均要配務(wù)一臺空壓機，第一次清孔時首先用空壓機接上管子先沖擊孔底和鉆機空鉆的方法相結(jié)合清孔，但僅清孔內(nèi)浮渣與含砂率，不降低泥漿比重。待導(dǎo)管下放后進行二次清孔才開始稀釋泥漿。六、加強混凝土灌注導(dǎo)管及增大初罐量一般15型、20型回旋鉆機出廠所配導(dǎo)管設(shè)計樁長在80米以內(nèi)。但本工程超長樁到94米，所以導(dǎo)管耐壓受力較大；而且；樁超長后，導(dǎo)管及管內(nèi)含混凝土本身自重也增加，為此，我們另外設(shè)計加工了導(dǎo)管，將導(dǎo)管管壁從一般8mm增加到10mm，相應(yīng)加長螺絲接口。因?qū)Ч艿脑鲩L增厚，其重量也增大，因則，對下灌混凝土的起重設(shè)備也相應(yīng)增大-采用樁機下灌混凝土，將起重用鋼絲繩加粗，滑輪組增多；采用大噸位汽車起重機下灌混凝

11、土，汽車起重機要求20噸以上。砼灌注時，首先要計算好初罐量，由于為深長樁，孔底水頭高度較大，砼初罐量也相應(yīng)較大，所以灌注時要配備足夠容量的料斗以確保砼初罐量。七、鋼筋籠制作及安裝超長樁設(shè)計采用超長鋼筋籠，而且本設(shè)計要求埋置超聲波檢測管，所以鋼筋籠操作時間過長不可避免，對成孔影響很大，雖然能夠通過二次清孔可以保證樁底沉定厚度，但過長操作時間難以保證孔壁不發(fā)生縮勁等影響。為此我們采用以下兩種方法：1、鋼筋籠制作成每節(jié)長度為18m，安裝時用吊車安裝。2、在接長鋼筋籠時3臺焊接機械同時焊接，盡量縮短操作時間。八、第五種混凝土材料的使用常規(guī)水下混凝土采用高水灰比、高水泥用量，這樣澆筑的砼較難保證穩(wěn)定的強度；而且，我合同段經(jīng)過招標采用的“京陽牌”水泥具有早強早凝特點，對混凝土灌注施工時間很難保證。為此，我們采用混凝土第五種材料-即，除了水泥、水、砂、碎(或礫)石外，另外摻加一定數(shù)量的緩凝泵送減水劑，減少用水量，降低水灰比，保證混凝土坍落度，延長混凝土凝固時間，從而保證樁身施工質(zhì)量。采用了上述七種針對超長樁的施工方法，我合同段在所有476根超長樁的施工后經(jīng)過檢測，類樁為458根，類樁18根，優(yōu)良率為96.2%，與我合同平時施工一般深度樁基的優(yōu)良率基本持平，可見上述施工方法對超長樁的施工是可行