灌注樁系是指在工程現場(chǎng)通過(guò)機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔,并在其內放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁,依照成孔方法不同,灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類(lèi)。
鉆孔灌注樁施工注意事項
1、準備階段
(1)施工人員對施工地點(diǎn)地質(zhì)情況、樁位、樁徑、樁長(cháng)、標高等了解清楚。
(2)樁位放樣。測量人員將4根直徑400mm的鋼管打入強風(fēng)化層作為定位樁。
(3)將吊裝工字鋼焊接的鋼圍堰導向樁與定位樁分層聯(lián)結固定,確保導向框位置準確。
(4)插打鋼護筒。鋼護筒壁厚12mm,根據各墩不同地質(zhì)情況決定護筒長(cháng)度,護筒下沉深度穿過(guò)覆蓋層。
(5)插打鋼板樁圍堰。采用拉伸——Ⅲ型鋼板樁沿導向框排列。用Dz-60Y型振動(dòng)錘振動(dòng)下沉,直至穿過(guò)覆蓋層為止。
2、鉆孔階段
(1)安設鉆機,使鉆桿中心重合,其水平位移及傾斜度誤差按規范要求調整。
(2)用沖擊鉆鉆孔時(shí),應待相鄰孔位上已灌注好的混凝土凝固并已達到一定強度時(shí),才能開(kāi)鉆。
(3)鉆孔過(guò)程采用正循環(huán)回轉鉆進(jìn)施工技術(shù),在黏土層,適當少投泥土,靠鉆進(jìn)自行造漿,在砂土層則加大泥漿濃度固壁。鉆進(jìn)速度始終和泥漿排出量相適應。
(4)孔內始終保持0.2kg/cm2的靜水壓力,護筒內水位始終高于水庫水位,遇松散地層時(shí),適當增大泥漿相對密度和稠度,盡量減輕沖液對孔壁的影響,同時(shí)降低轉速和鉆壓以滿(mǎn)足施工質(zhì)量控制要求。
(5)鉆進(jìn)過(guò)程嚴禁孔內掉進(jìn)鉆頭、鉆桿及其他異物,經(jīng)常檢查鉆頭的磨損情況。
(6)鉆進(jìn)過(guò)程隨時(shí)留取渣樣,每米不少于1組,在離設計標高1.0~1.5m范圍內,每30cm留1組,每根樁渣樣不少于3組。
3、清孔階段
(1)清孔是鉆孔樁施工中保證成樁質(zhì)量的重要一環(huán)。通過(guò)清孔盡可能使沉渣全部清除,使混凝土與基巖接合完好,以提高樁底承載力。
(2)終孔后,將鉆頭提至距孔底的0.2-O.3m處,使之空轉,然后將殘存在孔底的鉆渣吸出;必要時(shí)投入適量純堿以提高泥漿比重和膠結能力,使沉渣排出孔外。
(3)當鋼筋籠下沉固定后,再次復檢孔深和沉渣厚度等。若沉渣超標,可用導管中附屬的風(fēng)管再次清孔,直至全部符合設計要求和工藝標準。
(4)清孔結束前,將泥漿比重調整到規定范圍,以保證水下混凝土的順利灌注,同時(shí)保證成樁質(zhì)量。
4、鋼筋籠的制作及安裝注意事項
(1)鋼筋籠制作時(shí),主筋連接,樁身縱向受力鋼筋的接頭應設置在樁身受力較小處;接頭位置宜相互錯開(kāi),且在35d的同一接頭連接區段范圍內鋼筋接頭不得超過(guò)鋼筋數量的50%;主筋與箍筋應點(diǎn)焊。
(2)鋼筋籠應整體吊裝,吊裝時(shí)不得碰損孔壁。鋼筋籠吊放前,必須清除槽底沉渣,孔底沉渣厚度≤200mm。鋼筋籠吊放到設計位置時(shí),應檢測其水平位置和高程是否達到設計要求,檢測合格后應立即固定鋼筋籠,鋼筋籠入孔后至澆筑混凝土完畢的時(shí)間不超過(guò)4小時(shí)。
(3)鋼筋籠在制作、運輸、吊裝過(guò)程中應采用有效措施防止鋼筋籠變形。
(4)在鋼筋籠上有預埋鋼筋處應采用聚乙烯泡沫板覆蓋預埋件,以便于需要時(shí)鑿出預埋件。
5、灌注混凝土注意事項
(1)砼坍落度16~22cm、粗骨料粒徑小于40mm。
(2)混凝土灌注在二次清孔結束后30分鐘內立即進(jìn)行。
(3)采用Φ250法蘭式導管自流式灌注混凝土。導管聯(lián)結要平直,密封可靠;導管下口距孔底30cm~50cm為宜。
(4)首盤(pán)澆筑:初灌量必須保證導管底部埋入混凝土中50cm以上,且連續灌注。
(5)正常灌注混凝土時(shí),導管底部埋于砼中深度宜為2~6m之間。
(6)一次拆卸導管不得超過(guò)6m,每次拆卸導管前均要測量砼面高度,計算出導管埋深,然后拆卸。不要盲目提升、拆卸導管,導管最小埋深2.0m。
人工挖孔樁施工安全措施從事挖孔作業(yè)的工人必需經(jīng)健康檢查和井下、用電、吊裝及簡(jiǎn)單機械操做等安全作業(yè)培訓且考核合格后,方可進(jìn)入現場(chǎng);要認真研究鉆探資料,分析地質(zhì)情況,對可能出現流砂、管涌涌水以及有害氣體等情況制定針對性的安全措施;施工時(shí),施工人員必須帶戴安全帽,穿絕緣膠鞋,孔內有人時(shí),孔上必須有人監督防護;孔周?chē)O置安全防護欄;每孔必須設置安全繩及應急軟爬梯;孔下照明要用安全電壓;使用潛水泵必須有防漏電裝置;設置鼓風(fēng)機,以便向孔內強制輸送清潔空氣,排除有害氣體等;施工前,做好安全的準備工作,劃定安全距離,設置警戒哨,閃電雷鳴時(shí)禁止裝藥、接線(xiàn),施工操作時(shí)嚴格按安全操作規程辦事,后向孔內強制輸送清潔空氣,排除有害氣體,待有害氣體排完后方可下井。
人工挖孔樁的優(yōu)缺點(diǎn):1)優(yōu)點(diǎn):近年來(lái),在各類(lèi)建(構)筑物基礎中,應用人工挖孔樁越來(lái)越多,這是由于它具有一系列優(yōu)點(diǎn):1、單樁承載力高,充分發(fā)揮樁端土的端承力。
單樁可以承受幾千KN乃至幾萬(wàn)KN荷載,能滿(mǎn)足高層建筑及重型設備基礎的需要。嵌入地層一定深度,抗震性能好。
2、挖孔樁成孔直徑,施工時(shí)下放鋼筋籠方便,樁底虛土厚度清理較干凈,為提高單樁承載力打下了基礎。3、人工開(kāi)挖,質(zhì)量易于保證。
在機械成孔困難狹窄地區亦能順利成孔。4、當土質(zhì)復雜時(shí),可以邊挖掘邊用肉眼驗證土質(zhì)情況。
5、無(wú)噪音,無(wú)振動(dòng),無(wú)廢泥漿排出等公害。6、可利用多人同時(shí)進(jìn)行若干根樁施工,樁底部易于擴大。
2)缺點(diǎn):與一般灌注樁相比,挖孔樁存在以下問(wèn)題:1、挖孔樁直徑大,每m3混凝土所提供的承載力比小直徑灌注樁小,因而混凝土用量較大。2、人工消耗較大,人工開(kāi)挖效率低。
3、在擴底時(shí)往往因支護方案不當,造成擴底部位土層坍方。
混凝土灌注樁是一種直接在現場(chǎng)樁位上就地成孔,然后在孔內澆筑混凝土或安放鋼筋籠再澆注混凝土而成的樁。
與預制樁相比,具有施工低噪音、低振動(dòng)、樁長(cháng)和直徑可按設計要求變化自如、樁端能可靠地進(jìn)入持力層或嵌入巖層、單樁承載力大、擠土影響小、含鋼量低等特點(diǎn)。但成樁工藝較復雜,成樁速度比預制打入樁慢,成樁質(zhì)量與施工有密切關(guān)系。
按其成孔方法不同,可分為鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁、爆擴灌注樁等。 ⑴灌注樁施工準備工作 1)確定成孔施工順序 鉆孔灌注樁和機械擴孔對土沒(méi)有擠密作用,一般可按鉆機行走最方便等現場(chǎng)條件確定成孔施工順序。
沉管灌注樁和爆擴灌注樁對土有擠密、振動(dòng)影響,可結合現場(chǎng)施工條件確定施工順序:間隔一個(gè)或兩個(gè)樁位成孔;在鄰樁混凝土初凝前或終凝后成孔;五根以上單樁組成的群樁基礎,中間的樁先成孔,外圍的樁后成孔;同一個(gè)樁基礎的爆擴灌注樁,可采用單爆或聯(lián)爆法成孔。 2)成孔深度的控制 摩擦型樁:摩擦樁以設計樁長(cháng)控制成孔深度;端承摩擦樁必須保證設計樁長(cháng)及樁端進(jìn)入 持力層深度;當采用錘擊沉管法成孔時(shí),樁管入土深度以標高控制為主,以貫入度控制為輔。
端承型樁:當采用錘擊法成孔時(shí),沉管深度控制以貫入度為主,設計持力層標高控制為 輔。 3)鋼筋籠的制作 制作鋼筋籠時(shí),要求主筋環(huán)向均勻布置,箍筋的直徑及間距、主筋的保護層、加勁箍的間距等均應符合設計規定。
箍筋和主筋之間一般采用點(diǎn)焊。分段制作的鋼筋籠,其接頭宜采用焊接并應遵守《混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規范》。
鋼筋籠吊放入孔時(shí),不得碰撞孔壁。灌注混凝土時(shí)應采取措施固定鋼筋籠的位置,避免鋼筋籠受混凝土上浮力的影響而上浮。
也可待澆筑完混凝土后,將鋼筋籠用帶帽的平板振動(dòng)器振入混凝土灌注樁內。 4)混凝土的配制 配制混凝土所用的材料與性能要進(jìn)行選用。
灌注樁混凝土所用粗骨料可選用卵石或碎石,其最大粒徑不得大于鋼筋凈距的1/3,對于沉管灌注樁且不宜大于50mm;對于素混凝土樁,不得大于樁徑的1/4,一般不宜大于70mm。坍落度隨成孔工藝不同而有各自的規定。
混凝土強度等級不應低于C15,水下澆注混凝土不應低于C20。水下澆注混凝土具有無(wú)振動(dòng)、無(wú)排污的優(yōu)點(diǎn),又能在流砂、卵石、地下水、易塌孔等復雜地質(zhì)條件下順利成樁,而且由于其擴散滲透的水泥漿而大大提高了樁體質(zhì)量,其承載力為一般灌注樁的1.5~2倍。
⑵鉆孔灌注樁 鉆孔灌注樁是指利用鉆孔機械鉆出樁孔,并在孔中澆注混凝土(或先在孔中吊放鋼筋籠)而成的樁。根據鉆孔機械的鉆頭是否在土壤的含水層中施工,又分為泥漿護壁成孔和干作業(yè)成孔兩種施工方法。
1)泥漿護壁成孔灌注樁 泥漿護壁成孔灌注樁適用于地下水位較高的地質(zhì)條件。先由鉆孔設備進(jìn)行鉆孔,待孔深達到設計要求后清孔,方入鋼筋籠,然后進(jìn)行水下澆注混凝土而成樁。
為防止在鉆孔過(guò)程中塌孔,在孔中注入相對密度有一定要求的泥漿進(jìn)行護壁。按設備又分沖抓、沖擊、回轉鉆及潛水鉆成孔法。
前兩種適用于碎石土、砂土、粘性土及風(fēng)化巖地基,后一種則適用于粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土及砂土。 ①施工設備 泥漿護壁成孔灌注樁所用的成孔機械主要有沖擊鉆機、回轉鉆機、潛水鉆機等。
在此主要介紹潛水鉆機。 回轉鉆機是由動(dòng)力裝置帶動(dòng)鉆機回轉裝置轉動(dòng),由其帶動(dòng)帶有鉆頭的鉆桿轉動(dòng),由鉆頭切削土壤。
根據泥漿循環(huán)方式的不同,分為正循環(huán)回轉鉆機和反循環(huán)回轉鉆機。正循環(huán)回轉鉆機成孔的工藝為由空心鉆桿內部通入泥漿或高壓水,從鉆桿底部噴出,攜帶鉆下的土渣沿孔壁向上流動(dòng),將土渣從孔口帶出流入泥漿沉淀池。
反循環(huán)回轉鉆機成孔的工藝為泥漿或清水由鉆桿與孔壁間的環(huán)狀間隙流入鉆孔,然后由吸泥泵等在鉆桿內形成真空,使之攜帶鉆下的土渣由鉆桿內腔返回地面而流向泥漿池。反循環(huán)工藝的泥漿上流的速度較高,能攜帶較大的土渣。
潛水鉆機是一種旋轉式機械,由防水電機、減速機構和鉆頭等組成。動(dòng)力和變速機構裝設在具有絕緣和密封裝置的電鉆外殼內,且與鉆頭緊密連接在一起,因而能共同潛入水下作業(yè)。
目前使用的潛水鉆機(QSZ一800型),鉆孔直徑400~800mm,最大鉆孔深度50m。潛水鉆機既適用于水下鉆孔,也可用于地下水位較低的干土層中鉆孔。
沖擊鉆主要用于在巖土層中成孔,成孔是將沖錐式鉆頭提升一定高度后以自由下落的沖擊力來(lái)破碎巖土層,然后用淘渣筒來(lái)淘取孔內的渣漿。 ②施工方法 泥漿護壁成孔灌注樁的施工工藝流程如圖2-24所示。
圖2-24 泥漿護壁成孔灌注樁工藝流程圈 (a)鉆孔;(b)清孔;(c)放入鋼筋籠;(d)水下澆筑混凝土 1-鉆機;2-護筒;3-泥漿護壁;4-壓縮空氣;5-清水;6-鋼筋籠;7-導管;8-混凝土;9-地下水位 測定樁位 根據建筑的軸線(xiàn)控制樁定出樁基礎的每個(gè)樁位,可用小木樁標記。樁位放線(xiàn)允許偏差20mm。
灌注混凝土之前,應對樁基軸線(xiàn)和樁位復查一次,以免木樁標記變動(dòng)而影響施工。 埋設護筒 護筒一般由4~8mm厚鋼板制成的圓筒,其內徑應大于鉆頭直徑,當用回轉鉆時(shí),宜大100mm;用沖擊鉆時(shí),宜大200mm,以方便鉆頭提升等操作。
1、降水
可以確保挖孔作業(yè)在無(wú)水條件下順利進(jìn)行。
2、土石方開(kāi)挖
對下穿段的土石方采用大開(kāi)槽明挖法挖至設計基底標高以上30cm左右,可以減少抗拔樁的挖孔深度,以利縮短施工工期。
3、測量放線(xiàn)
開(kāi)始挖孔前,用施工前復測的基線(xiàn)或軸線(xiàn)控制樁,采用十字交叉法準確定出每一孔樁位置,在樁外不易損壞處設置龍門(mén)樁,用于恢復中心點(diǎn)、控制孔中心。
4、開(kāi)挖第一節樁孔土方
根據設計樁徑及護壁厚度在地面上放出開(kāi)挖線(xiàn),樁尺寸放大20cm開(kāi)挖,目的是設護壁用。開(kāi)挖樁孔由人工從上到下逐層用鎬、鐵鍬進(jìn)行,遇到硬土層,用錘、釬破碎。挖土順序為先挖中間,后挖周邊,開(kāi)挖深度一般為1.0~1.2米,土方垂直吊運至地面集中堆放,以便集中運出施工現場(chǎng)。
5、開(kāi)挖第二節樁孔土方
(1)第一節護壁做好后,將樁控制軸線(xiàn)和標高測設在護壁上口,然后用十字線(xiàn)對中,吊線(xiàn)墜向井底投設。開(kāi)挖第二節樁孔土方,并以護壁上口基準點(diǎn)測量孔深。
(2)吊運土方時(shí)應注意安全,孔內人員必須戴好安全帽、系好安全帶,做好應有的安全保護工作,孔口應設活動(dòng)安全蓋板。上下吊桶應以特定信號響應。挖孔達到設計深度后,應進(jìn)行孔底處理,必須做到孔底表面無(wú)松渣、泥、沉淀土。
6、拆第一節護壁模板,支第二節護壁模板
拆除第一節護壁模板,支第二節護壁模板,上下節護壁搭接長(cháng)度不得小于50mm。
7、澆筑第二節護壁混凝土
將拌制好的混凝土送至孔底后,由孔下人員進(jìn)行澆筑,并振搗密實(shí)。
8、逐層循環(huán)作業(yè)
(1)逐層往下循環(huán)作業(yè)至設計深度。
(2)每節護壁應在當日施工完畢,護壁模板宜在24小時(shí)后進(jìn)行拆除。
(3)護壁同一水平面的井圈,任意直徑的極差不得大于50mm。
9、擴孔
本工程抗拔樁下部有擴大頭,擴大頭直徑為1.9米,高為1.0米,應先將擴底部分樁身的圓柱體挖好,再挖擴底部,從上向下削土達到設計要求。
10、成孔檢查
(1)施工中每挖好一節樁孔,應吊中、輪圓一次。當挖好第一節樁孔時(shí),應在距樁口500mm外測平,并設測平樁,以控制樁孔的深度。
(2)成孔以后,對樁身直徑、樁頭尺寸、孔底標高、井壁垂直、虛土厚度進(jìn)行全面檢查,做好施工記錄。
11、鋼筋籠制作、安放
12、鋼筋隱蔽驗收
鋼筋屬于隱蔽工程,所以在每項工序后都必須經(jīng)過(guò)監理的驗收,驗收合格后才能進(jìn)行下一道工序。驗收的內容主要有:
(1)柱梁鋼筋的型號、尺寸大小、數量是否與圖紙相符。
(2)鋼筋的搭接連接的位置與長(cháng)度、鋼筋的錨固長(cháng)度。
(3)箍筋的型號、箍數、間距、加密區的位置及間距,拉鉤的彎曲角度、拉鉤的綁扎位置。
(4)鋼筋的機械連接、焊接質(zhì)量,在有特殊圖紙沒(méi)詳細標注砌墻時(shí),應按圖紙總說(shuō)明設置鋼筋等問(wèn)題。
13、澆筑混凝土
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