水利水電工程師關于泵吸反循環鉆孔灌注樁施工工藝


鉆孔灌注樁施工
1、本工程樁基采用泵吸反循環鉆孔灌注樁,持力層選用中風化泥質粉砂巖,巖石飽和單軸抗壓強度標準值frk=6.0MPa,樁端進入持力層1d且不小于1m,且需穿透軟弱夾層。
2、一柱一樁樁中心對應于柱形心,樁身混凝土強度等級為C30,承臺混凝土強度等級為C40,樁主筋保護層厚度為50mm。
3、樁基施工完成后,應按省有關規定對樁身質量和樁基承載力進行檢測,檢驗合格后,才能進行下一道工序的施工。
4、本工程樁直徑有600mm、1000mm、1200mm、1400mm、1500mm、1800mm等。
鉆孔樁工藝流程
見下流程圖。
鉆孔灌注樁主要施工方法
(一) 放樣定位
工程開工前,根據軸線及樁位布置情況,在場地內建立測量控制網,然后依據控制網測放各樁位中心點。
(二) 埋設護筒
護筒直徑應比樁孔直徑大100mm,長度應滿足護筒底進入黏土層不少于0.5m 的要求,護筒頂端高出地面0.3m,護筒埋設的傾斜度控制在1%以內,護筒埋設偏差不超過30mm,護筒四周用黏土回填,分層夯實。
(三) 鉆機就位
鉆機就位必須穩固、周正、水平,確保“天車、轉盤中心、樁位中心”三點成一線,鉆機的轉盤中心與樁位中心誤差不大于10mm。
清理
施工準備
放樣定位
清除障礙物埋設護筒
鉆機就位
鉆進成孔
一次清孔泥漿外運
吊放鋼筋籠
下導管二次清孔
安放球膽測導管埋深
水下混凝土灌注
水中養護
沉渣是否滿足要求?
提導管
撈渣凈化泥漿
P<1.15?
挖設泥漿循環系統
試塊制作
設備材料進場
鋼筋籠制作
是否合格?
鋼筋籠存放
處理泥漿
抗壓試驗
起拔護筒
否
是
圖6-6 鉆孔灌注樁工藝流程圖
(四) 鉆進成孔
針對本工程的地質特點: 樁基以中風化泥質粉砂巖作為樁端持力層。結合以往施工經驗,我方采用回轉鉆進方法進行成孔:在護筒埋設并定位后,首先使用GPS-20型回轉鉆機鉆進,該鉆機扭矩大,轉速高,成孔效率也比一般鉆機高,適合在強風化層或卵石層中鉆進。
在成孔過程中采用泥漿護壁。對于回轉鉆進,利用鉆進過程中鉆頭對泥土的攪拌作用自然造漿,根據實際需要可對泥漿的比重進行調節,在施工過程中泥漿比重一般控制在1.2~1.3 之間,泥漿在循環過程中在孔壁表面形成泥皮,它和泥漿的自重對孔壁起到保護作用,防止孔壁坍塌。通過試成孔施工,泥漿護壁效果比較好,完全可以滿足施工的需要。
(五)一次清孔
在鉆機鉆至設計孔深后,將鉆頭提離孔底300~500mm,慢轉,開足泵量進行一次清孔,重點是攪碎孔底較大顆粒的泥塊,同時上返孔內尚未返出孔外的鉆渣。時間為3h 左右。
(六)鋼筋籠制作與安放
1.鋼筋籠制作
鋼筋籠在現場分節制作,主筋與加強筋全部焊接,螺旋筋與主筋采用隔點焊加固,鋼筋籠制作符合設計要求外,還應符合下表規定。
鋼筋籠制作允許偏差表
項目允許偏差
1主筋間距±10
2箍筋間距±20
3鋼筋籠直徑±10
4鋼筋籠長度±50
制作好的鋼筋籠,即進行逐節驗收,合格后掛牌存放。
2.鋼筋籠孔內安放
鋼筋籠在孔口焊接,單面焊10d,焊縫高度≥0.3d,焊縫寬度≥0.7d。兩段籠子應保持順直,同截面接頭不得超過配筋的50%,間距錯開,不少于35d。鋼筋焊接完好后,應緩慢下放至孔內,嚴禁砸籠,隔4m 在鋼筋籠四周均勻設立4 個水泥保護塊,鋼筋籠下放至預定位置后,應在孔口固定,以防其上竄或下沉。
(七) 下導管
1.導管的選擇
采用絲扣連接的導管,其內徑φ250,底管長度為4m,中間每節長度一般為2.5m。在導管使用前,必須對導管進行外觀檢查、對接檢查和壓水試驗。
(1)外觀檢查:檢查導管有無變形、坑凹、彎曲,以及有無破損或裂縫等,并應檢查其內壁是否平滑,對于新導管應檢查其內壁是否光滑及有無焊渣,對于舊導管應檢查其內壁是否有混凝土粘附固結。
(2)對接檢查:導管接頭絲扣應保持良好。連接后應平直,同心度要好。
(3)壓水試驗:在連接后導管內先加70%的清水,然后一端密封,另一端通過空壓機加壓到0.5~0.6MPa,維持壓力不變,滾動導管看是否漏水,時間約為15min。
經以上檢驗合格后方可投入使用,對于不合格導管應嚴禁使用。導管長度應根據孔深進行配備,滿足二次清孔及水下混凝土澆筑的需要,即二次清孔時能下至孔底;水下澆筑時,導管底端距孔底0.5m 左右,混凝土應能順利從導管內灌至孔底。
2.導管下放導管在孔口連接處應牢固,設置密封圈,吊放時,應使位置居中,軸線順直,穩定沉放,避免卡掛鋼筋籠和刮撞孔壁。
(八) 二次清孔
1、二次清孔采用反循環法。
將泥漿從已下的導管中注入樁底,從而形成流動,因為導管的內斷面積大大小于導管外壁與樁壁間的環狀斷面積,便形成了流速、流量極大的反循環,攜帶沉渣從導管內反出,從而起到極好的清孔效果。
2、二次清孔采用泵吸反循環法。
如發現孔底有大的碎塊,一般的反循環法無法清理,則可采用泵吸反循環清孔是利用空壓機的壓縮空氣,通過風管(水管)送至孔內氣漿混合器,高壓氣與泥漿混合,在導管內形成一種密度小于泥漿的漿氣混和物,漿氣混合物因其比重小而上升,在導管內混合器底端形成負壓,下面的泥漿在負壓的作用下上升,并在壓氣動量的聯合作用下,不斷補漿,上升至混合器的泥漿與氣體形成氣漿混合物后繼續上升,從而形成流動,因為導管的內斷面積大大小于導管外壁與樁壁間
的環狀斷面積,便形成了流速、流量極大的反循環,攜帶沉渣從導管內反出,從而起到極好的清孔效果。經實際試驗,直徑在10 ㎝以內的卵石及碎石都可從孔底反出。
泵吸反循環清孔工作操作要領及注意事項:
1.導管下放深度以出漿管底距沉淤面30~40cm 為宜,風管(水管)下放深度一般以氣漿混合器至泥漿面距離與孔深之比的0.55~0.65 來確定。
2.空壓機的主要參數:風量6~9m3/min,風壓0.7MPa。出水管直徑> φ110,送風管直徑(水管) φ25。混合器用φ25 水管制作,在1m左右長度范圍內打6 排,每排4 個φ8 孔即可。
3.開始送風時應先孔送漿(補漿),停止清孔時應先關氣后斷漿。清孔過程中,特別要注意補漿量,嚴防因補漿不足(水頭損失)而造成
塌孔。
4.送風量應從小到大,風壓應稍大于孔底水頭壓力,當孔底沉渣較厚、塊度較大,或沉淀板結時,可適當加大送風量,并搖動出水管(導管),以利排渣。
5.隨著鉆渣的排出,孔底沉淤厚度較小,出水管(導管)應同步跟進,以保持管底口與沉淤面的距離。
6.清孔后,孔內泥漿比重應小于1.20,黏度18~20s,孔底沉渣厚度≤5cm。
(九)混凝土澆筑
灌注的樁標高應加一定的高度,一般應比設計高出不小于1.0米;預加高度在澆筑墩柱砼前鑿除,在鑿除時須防止損毀樁身。
1.混凝土的選用:商品砼的選用有信譽的砼攪拌站為砼供應方,砼到達現場后首先核對報碼單,無誤即在現場作坍落度核對,允許±1~2cm誤差,超過者立即通知攪拌站調整,嚴禁在現場任意加水,并按規定留足抗壓、抗滲試件。從攪拌車卸出的混凝土不得發生離析現象,否則需重新攪拌合格后方可卸料。
2.混凝土攪拌輸送:混凝土水平及垂直運輸采用汽車泵,汽車泵型號sy5620TH13-37(或由商品混凝土站提供),每臺砼泵的最大工作能力約為120m3/h。 輸送泵管路拐彎宜緩,接頭嚴密,不得有硬彎。輸送混凝土過程中,接長管路時宜分段進行,接好一段,泵出混凝土后方可接長下一段。
3.水下混凝土澆筑:澆筑前,對不同直徑、深度的樁孔分別計算出混凝土
澆筑初灌量。施工中要保證澆筑初灌量。澆筑時導管埋深控制在2~6m,拆管前專人測量孔內混凝土面,并做記錄,澆筑混凝土接近樁頂標高時,應控制最后一次澆筑量,確保樁頂標高符合設計要求。
4.試塊制作:在澆樁過程中,隨機抽取1~2 盤混凝土做試塊,每支樁應做一組試塊,制作好的試塊在12h 后拆模,放置靜水中養護。試塊評定采用數理統計法評定。
(十) 起拔護筒
混凝土澆筑結束后,即起拔護筒,并將澆筑設備機具清洗干凈,堆放整齊。
(十一)回填樁孔
樁孔混凝土澆筑完成后,應將上部未灌混凝土部分利用場地內護筒、溝、池、槽開挖出來的泥土、礦渣等進行回填,回填滿后,用混凝土重新將孔口封住,變成整塊硬地坪場地。
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