沖孔灌注樁施工工藝

1、沖孔灌注樁施工工藝一、鉆孔灌注樁簡介二、沖孔灌注樁的特點三、沖孔灌注樁施工流程四、沖孔灌注樁質(zhì)量控制要點五、沖孔灌注樁常見病害的防治一、 鉆孔灌注樁簡介鉆孔灌注樁簡介鉆孔灌注樁的問世：鉆孔灌注樁的問世： 在100多年前由于工業(yè)發(fā)展以及人口增長，高層建筑不斷增加，但是因為好多城市的地基條件比較差，不能直接承受高層建筑所傳來的壓力，地表以下存在著厚度很大的軟土或中等強度的粘土層，建造高層建筑如仍沿用當(dāng)時通用的摩擦樁，必然產(chǎn)生很大的沉降。于是工程師借鑒了掘井技術(shù)發(fā)明了在人工挖孔中澆筑鋼筋混凝土而成樁。 于是在隨后的50年之后，即20世紀(jì)40年代初隨著大功率鉆孔機具的研制成功首先在美國問世，二戰(zhàn)后，世

2、界各地特別是歐美發(fā)達國家經(jīng)濟復(fù)蘇與發(fā)展，時至今日，隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異發(fā)展，鉆孔灌注樁在高層、超高層的建筑物和重型構(gòu)筑物中被廣泛應(yīng)用。鉆孔灌注樁的定義：鉆孔灌注樁的定義：在工程現(xiàn)場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人工挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而成的樁。鉆孔灌注樁的分類：鉆孔灌注樁的分類：按成孔方法不同，灌注樁可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁和沖孔灌注樁等幾類。鉆孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。鉆孔灌注樁的用途：鉆孔灌注樁的用途：用作樁基礎(chǔ)（抗壓樁及抗拔樁），支護體系（常與攪拌樁及高壓旋噴樁配合使用）。沖孔灌注樁1、用沖擊方法破碎巖土，尤其是破碎有裂

3、隙的堅硬土和大的卵石所消耗的功率小，破碎效果好；同時，沖擊土層時的沖擠作用形成的孔壁較為堅固；2、在較大的卵石層、漂礫石層中施工成孔率較高；3、設(shè)備簡單、操作方便，鉆進參數(shù)容易掌握，設(shè)備移動方便，機械故障小。4、鉆進時孔內(nèi)泥漿循環(huán)的作用，使得懸浮鉆渣循環(huán)至地面排除，并保持了孔壁穩(wěn)定，泥漿用量小。5、沖進過程中，只有提升鉆具時才需動力，鉆具自由下落是不消耗動力的，能耗小。和回轉(zhuǎn)鉆相比，當(dāng)設(shè)備功率相同時，沖擊鉆能施工較大直徑的樁孔。優(yōu)點：優(yōu)點：二、沖孔灌注樁的特點缺點：缺點：1、利用鋼絲繩牽引沖擊頭進行沖擊鉆進時，大部分作業(yè)時間消耗在提放鉆頭和掏渣土上，鉆速度較低。隨樁身加深，掏渣時間和孔底清渣時

4、間相對較長。2、容易出現(xiàn)樁孔不圓的情況，擴孔l率較高。3、遇巖層不均勻時容易出現(xiàn)斜孔、卡鉆等事故。4、由于沖擊錘能量的限制，孔深和孔徑均比回旋鉆施工適應(yīng)性小。適用范圍：適用范圍：沖擊鉆成孔適用于填土層、粘土層、粉土層、淤泥層和碎石層；也適用于卵石層、巖溶發(fā)育巖層和裂隙發(fā)育的巖層施工，而后者往往是回旋鉆進和其他鉆進方法施工困難的地層。樁孔直徑以600-1500mm，深30-50m為宜。施工流程施工流程三、沖孔灌注樁施工流程鉆孔定位埋設(shè)護筒鉆機就位沖孔施工清孔吊放鋼筋籠安裝導(dǎo)管二次清孔澆筑混凝土測量檢查1、鉆孔定位施工過程中采用聯(lián)測，復(fù)測方法以控制樁位。測量給定孔位中心點后，釘一中心木樁，在木樁頂

5、釘一鐵釘確定孔位中心點，再按“十字線”法向四周返出四個點釘“騎馬樁”，并記錄與中心點的距離，當(dāng)中心樁挖掉后以這四個點測量孔位中心點，確?？孜粶?zhǔn)確無誤。2、埋設(shè)護筒沖孔灌注樁護筒一般采用鋼護筒，也有部分采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的，護筒作用1、定位；2、保護孔口，以及防止地面石塊掉入孔內(nèi)；3、保持泥漿水位（壓力），防止坍孔；4、樁頂標(biāo)高控制依據(jù)之一；5、防止鉆孔過程中的沉渣回流。護筒必須進入原土200mm；回填必須對稱進行，以免護筒跑位；保證樁位位置地下無障礙物。3、鉆機就位鉆機就位平、穩(wěn)、對、正等，鉛錘吊對位、水平尺操平，鉆機基礎(chǔ)穩(wěn)固。沖擊鉆就位應(yīng)對準(zhǔn)護筒中心，要求偏差不大于20mm，鉆機就位后，進行

6、孔位復(fù)測，復(fù)測完畢合格后方可進行施工。 泥漿：泥漿的作用：1、成孔過程中，泥漿的作用除了護壁外，就是向外帶渣體，沖擊鉆成孔，因為大顆粒是用撈筒向外撈的，泥漿的作用主要是帶小渣粒。2、清孔時，通過泥漿向外帶渣，幾乎是泥漿的唯一作用。泥漿密度的控制： 樁基泥漿實際有三大控制指標(biāo)：比重、稠度、含沙（渣）量。比重清孔時泥漿應(yīng)不斷置換,在保證不塌孔的前提下,盡量降低泥漿的密度、粘度。清孔時泥漿密度宜為1.151.2 。根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況，要求一清控制沉渣，比重1.25左右為宜。 泥漿的比重越大，孔壁越安全。片面的降低含沙量而不斷的抽取泥漿會造成泥漿的稀釋，如果泥漿的比重小于1.1，接近1的時候，這時的孔是

7、十分危險的，隨時都會塌孔，后果很嚴(yán)重。 稠度 稠度和比重在一定程度上越大，越有利于孔壁的安全，其懸浮能力和排渣能力越強，但是這個量越大，施工的成本越高，能耗也越高。同時，含泥砂量亦會大，其附著于鋼筋上而影響與砼間握裹力。含砂（渣）量 泥漿的沉渣是一個時間相關(guān)的量，如果在灌注的階段，比如終孔到灌注的2小時內(nèi)不超過5cm就可以灌注，不影響施工質(zhì)量。 含沙量越大就越容易沉渣，所以施工時要控制其量小于8%。但是如果片面的追求含沙量低于8%的標(biāo)準(zhǔn)，就會影響到泥漿的比重。 在端承類灌注樁的施工中，沉渣的厚度不能超過5cm，如果超過5cm就會影響到灌注樁的端承效果及鋼筋與砼間握裹力。4、沖孔施工開孔時應(yīng)低錘

8、密擊，錘高0.40.6m，并及時加石塊或粘土泥漿護壁，使孔壁擠壓密實，直至孔深達護筒下34m時，才加快速度，加大沖程，將錘提高到1.52m以上，轉(zhuǎn)入正常連續(xù)沖擊，在造孔時要及時將孔內(nèi)殘渣排出孔外，以免孔內(nèi)殘渣太多，出現(xiàn)埋鉆現(xiàn)象。樁機沖進過程中應(yīng)進行兩次驗收，分別為遇巖深度驗收和入巖深度驗收，根據(jù)地質(zhì)報告的資料與實際沖機施工資料進行對比分析巖樣是否一致。5、清孔孔內(nèi)泥漿清孔保證孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)符合要求：粘度小于28秒，比重小于1.25Kg/L，含砂量8%，孔底沉渣50mm。清孔的方法：1、抽漿法 2、換漿法 3、掏渣法清孔后沉渣厚度的測量方法,有吊錘測量、超聲波、電阻檢測等,其中簡便常用的是吊錘

9、測量法。方法是: 用吊錘吊至孔底,輕觸沉渣面,并記錄深度;再牽繩使吊錘抖擊孔底沉渣,使其液化,直至堅硬巖面(或其它堅硬土層) ,再次記錄深度。2 次記錄深度的差值即為沉渣厚度。當(dāng)沉渣厚度較小時,可通過吊錘感觸到孔底堅硬清爽的狀況。需要指出,沉渣厚度的檢測不宜在二次清孔停水泵后立即進行,而宜以停泵后滯后5min 左右的測量值作為控制。這是因為:清孔后至混凝土澆注前往往有幾分鐘的時間間隔,如果這時泥漿粘度過高或含砂率過高,就會在這段時間內(nèi)在孔底積起較厚沉渣或淤泥。 6、吊放鋼筋籠1、鋼筋籠整體吊裝2、當(dāng)鋼筋籠過長時可進行分段吊裝，需要焊接時，可先將下段掛在孔內(nèi)，吊高第二段進行焊接，而后放下。骨架外

10、側(cè)應(yīng)綁扎水泥墊塊或在鋼筋籠主筋上焊有一定數(shù)量的加筋環(huán)用以確定保護層。吊放時應(yīng)垂直放入，避免鋼筋籠末端碰到孔壁造成土塊塌落至孔低。若鋼筋籠在泥漿面以下，應(yīng)在鋼筋籠頂端焊接標(biāo)志物，露出泥漿面，以確定鋼筋籠是否到底。吊入后校正位置垂直，勿使扭曲變形。7、安放導(dǎo)管導(dǎo)管用法蘭盤進行連接，“O”型圈密封，嚴(yán)防漏水，當(dāng)清孔完成，應(yīng)立即吊裝導(dǎo)管，導(dǎo)管應(yīng)事前拼分成幾段，依次放好，以便吊裝。導(dǎo)管要求垂直平正，不應(yīng)彎曲，以免妨礙隔水栓的下落，接口密實，不漏水不露漿。導(dǎo)管安放時，先使導(dǎo)管接觸孔底，灌注混凝土前提離孔底30cm高。下導(dǎo)管完畢，需進行二次清孔工作，現(xiàn)將泥漿調(diào)稀至密度為1.1g/cm3左右，二次清孔清孔結(jié)束

11、時必須測定孔低沉渣厚度，要求沉渣厚度10cm（一般是5cm左右）時，才能灌注水下混凝土，否則，繼續(xù)清孔直到合格為止。8、二次清孔9、灌注混凝土在水下灌注混凝土前必須安裝隔水栓，料斗裝滿后，打開隔水栓，讓混凝土順導(dǎo)管向下走（初灌量尤其重要，一定要保證混凝土下落后，埋沒導(dǎo)管下端1-2m深），澆筑開始后，應(yīng)連續(xù)不斷灌混凝土至漏斗，勿使在導(dǎo)管內(nèi)中斷，以防回水進入管內(nèi)，并注意控制導(dǎo)管內(nèi)混凝土的高度，經(jīng)常保持1.5m，當(dāng)管外的混凝土埋管達2-2.5m深時，即可將導(dǎo)管提升，提升時不得過頭，務(wù)必使導(dǎo)管下端埋于混凝土中1m以上的深度，以免翻漿。導(dǎo)管法灌注水下混凝土：是將密封連接的鋼管作為水下混凝土的通道，其底部

12、以適當(dāng)?shù)纳疃嚷裨诠嗳氲幕炷涟韬衔飪?nèi)，在一定的落差壓力作用下，形成連續(xù)密實的混凝土樁身。10、測量檢查混凝土面灌到預(yù)定高度，一般可用測量繩檢查，檢查時要注意：1、必須保證測量繩準(zhǔn)確，由于使用時間較長或其他原因，測量繩上的標(biāo)尺數(shù)字可能模糊不清或發(fā)生滑動，這樣會影響測量精度。2、測錘必須重些，且體積不能過大，否則會浮在泥漿表面，影響測量精度3、測量時如泥漿較稠，一定要上下抖動測量繩，使測錘靠自重向下移動，接觸到真正的混凝土面。質(zhì)量控制混凝土工程沉渣厚度泥漿質(zhì)量1、泥漿質(zhì)量：沖孔灌注樁主要靠泥漿的靜壓力來平衡土對孔壁的側(cè)壓力。泥漿占有重要地位，它直接影響樁的質(zhì)量。泥漿形成的護壁皮薄而堅韌，可使樁身混

13、凝土與原始地層接觸緊密，提高樁身摩擦力。特別是澆灌混凝土?xí)r，要控制泥漿的性能指標(biāo)（密度1.05-1.2，粘度17-20s，含沙率4%），以減小被壓和混凝土灌注時的阻力，保證首灌混凝土的沖擊力擠開孔底沉淤，并有利于克服夾泥、斷樁等質(zhì)量問題。但對剛開始時的雜填土層和一些特殊的地層（如砂層、卵石層）應(yīng)適當(dāng)加大泥漿比重和粘度，以防止漏漿和塌孔2、沉渣厚度：沖孔灌注樁承載力達不到設(shè)計要求，多為孔底沉渣過后照成。規(guī)范規(guī)定：當(dāng)樁以端承載力為主時，沉渣厚度應(yīng)100mm。一般控制在50mm以內(nèi)。沉渣少，嵌巖密實，有利于減少樁在長期荷載下的最終沉降量，以及減少整個建筑物的不均勻沉降3、混凝土質(zhì)量：1、原材料、配合

14、比的控制。2、首灌：首灌混凝土和易性和流動性一定要好。首灌混凝土量要經(jīng)過計算確定，要保證首灌后混凝土埋管2.0m左右，否則會影響首灌混凝土的沖擊力和排淤能力，進而影響樁尖嵌巖質(zhì)量，對于一些泡水易軟化的軟質(zhì)巖還應(yīng)控制從終孔到首灌的時間。3、導(dǎo)管埋深的控制。導(dǎo)管埋深對混凝土的澆灌質(zhì)量有很大影響。根據(jù)混凝土的流動擴散規(guī)律，埋深過小往往會使管外混凝土面上的泥漿和泥渣卷入混凝土中形成夾層，造成斷樁；埋深過大則混凝土不宜流出，易堵管。導(dǎo)管埋深應(yīng)控制在2-6m范圍，最小應(yīng)2m。五、沖孔灌注樁病害五、沖孔灌注樁病害孔壁坍塌孔壁坍塌卡鉆卡鉆沉渣過厚沉渣過厚斷樁斷樁沖孔灌注樁病沖孔灌注樁病害害斜孔斜孔灌注時灌注時

15、浮浮籠籠1、孔壁坍塌：原因：泥漿濃度不夠，護筒埋深不夠，成孔速度太快，孔內(nèi)水位高度不夠，在地質(zhì)不好的情況下處理不及時技術(shù)措施：在松散的砂土鉆進時，控制鉆進速度，選用較大密度、粘度、膠體率的優(yōu)質(zhì)泥漿；確定護筒埋設(shè)已進入硬土層；鉆進時及時補充泥漿，保證孔內(nèi)水位高于承壓水位。2、斜孔：原因：當(dāng)遇到巖面傾斜，一邊軟一邊硬，如稍有不注意就會造成斜孔。技術(shù)措施：在有傾斜狀的軟硬地層鉆進時，往孔內(nèi)填入片石，使孔底表面略平，先進行低錘快擊造成一個較緊密的平臺后，再提高錘正常沖擊加快速度。3、卡錘：原因：鉆進速度太快，地質(zhì)情況不明，巖面傾斜、孤石和溶洞時等技術(shù)措施：在松散的砂土鉆進時，控制鉆進速度，選用較大密度

16、、粘度、膠體率的優(yōu)質(zhì)泥漿；確定護筒埋設(shè)已進入硬土層；鉆進時及時補充泥漿，保證孔內(nèi)水位高于承壓水位。4、沉渣過厚：原因：泥漿指標(biāo)不符合要求，含砂率過大；下放鋼筋籠時間過長或鋼筋籠碰撞孔壁，造成塌孔。技術(shù)措施：清孔時嚴(yán)格控制泥漿指標(biāo)，保證清孔后，孔內(nèi)泥漿各項指標(biāo)符合設(shè)計要求；盡量縮短下放鋼筋籠的時間，應(yīng)徐徐放下，不得快速沖下，如鋼筋籠下放完畢后，孔內(nèi)沉渣扔超出要求，應(yīng)采取二次清孔的方法，直至沉渣符合要求為止。5、灌注時浮籠：原因：灌注混凝土?xí)r，埋管過深，或混凝土供應(yīng)不上，混凝土已初凝，混凝土抱死導(dǎo)管；澆筑速度過快，混凝土塌落度小等。技術(shù)措施：經(jīng)常上下提動導(dǎo)管，控制埋管深度在2-6m，混凝土供應(yīng)要連續(xù)；混凝土塌落度不能太小，宜在18-22cm。6、斷樁：原因：導(dǎo)管提升過猛，其再次插入混凝土?xí)r將泥漿帶入；混凝土澆筑時間長或混凝土澆筑中間停頓時間長，而導(dǎo)致初凝混