摘 要:旋挖钻孔灌注桩采用静态泥浆护壁,可提高工效,减少泥浆污染,缩短工期,符合城市文明施工的需要。本文就某厂房桩基旋挖钻孔灌注桩施工作浅述。
关键词:旋挖钻孔 灌注桩 泥浆护壁
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0067-01
1 工艺原理
旋挖成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土卸土,直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层,可采用干式或清水钻进工艺,无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层,或有地下水分布,孔壁不稳定,必须采用静态泥浆护壁钻进工艺,向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。
2 施工方法
2.1 桩位放样
桩位放样,按“从整体到局部的原则”进行桩基的位置放样,进行钻孔的标高放样时,应及时对放样的标高进行复核。采用全站仪准确放样各桩点的位置,使其误差在规范要求内。
2.2 钻机就位
钻机就位时,要事先检查钻机的性能状态是否良好。保证钻机工作正常。
2.3 钻孔施工
钻机成孔一般为清水施工工艺,无需泥浆护壁;若有地下水分布,且孔壁不稳定,可制作护壁泥浆或稳定液进行护壁。
钻孔施工时,将钥匙开关打到电源档,旋挖钻机的显示器显示旋挖钻机标记画面,按任意键进入工作画面。先进行旋挖钻机的钻桅起立桅及调垂,从桅杆工作画面中可实时观察到桅杆的X轴、Y轴方向的偏移。操作旋挖钻机的电气手柄将桅杆从运输状态位置起升到工作状态位置,在此过程中,旋挖钻机的控制器通过采集电气手柄及倾角传感器信号,通过数学运算,输出信号驱动液压油缸的比例阀实现闭环起立桅控制。实现桅杆平稳同步起立桅。同时采集限位开关信号,对起立桅过程中钻桅左右倾斜角度进行保护。在钻孔作业之前需要对桅杆进行定位设置,在桅杆相对零位±5°范围内才可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业;而桅杆超出相对零位±5°范围时,只能通过显示器上的点动按钮或左操作箱上的电气手柄进行手动调垂工作。在施工过程中,有时也需要斜孔作业。操作人员需要通过显示器上的自动定位按钮进行自设定零位,然后再进行相同的调垂操作。
钻孔时通过显示器按钮直接进入主工作界面,然后进行钻孔作业。钻孔时先将钻斗着地,通过显示器上的清零按钮进行清零操作,记录钻机钻头的原始位置,此时,显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字,操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置,从而操作钻孔作业。在作业过程中,操作人员可通过主界面的三个虚拟仪表的显示一一动力头压力、加压压力、主卷压力,实时监测液压系统的工作状态。开孔时,以钻斗自重并加压作为钻进动力,一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度,长条形柱动态显示钻头的运动位置,孔深的数字显示此孔的总深度。当钻斗被挤压充满钻渣后,将其提出地表,操作回转操作手柄使机器转到土方车的位置,将钻渣装入土方车,完毕后,通过操作显示器上的自动回位对正按钮机器自动回到钻孔作业位置。此工作状态可通过显示器的主界面中的回位标识进行监视。开孔后,以钻头自重并加压作为钻进动力。当钻斗被挤压充满钻渣后,将其提出地表,装入土方车,同时观察监视并记录钻孔地质状况。
2.4 成孔检查
成孔达到设计标高后对孔深、垂直度进行检查,不合格时采取相应处理。而检测方法是测绳对孔深进行检查,在孔底虚土要求超过规范的厚度或出现孔蹋现象,必须要重新进行清孔到规范满足时。在质量合格时要尽快混凝土灌注。在导管安装完和混凝土灌注前要在次对孔的深度进行测量,如有孔蹋现象时要提出重新对钢筋笼清孔的处理。
2.5 钢筋笼制作及吊放
(1)经检验合格后的钢筋应根据其规格、型号分别堆放,并作标识。(2)钢筋笼焊接前,应先进行钢筋调直,钢筋切割,箍筋制作,螺旋筋制作,钢筋清污处理。(3)焊接质量外观检查包括:焊点处熔化金属均匀;压入深度符合要求;焊点无脱落、漏焊、裂纹、明显烧伤等缺陷。(4)钢筋笼制作允许偏差:主筋间距±10mm;箍筋间距或螺旋筋螺距±20mm;钢筋笼直径±10mm;钢筋笼长度±50mm。(5)为了保证笼顶标高达到设计要求,在主筋上焊接两根Φ8吊筋,吊筋与主筋采用双面搭接焊,焊接长度≥5d,焊接要牢固。为保障保护层厚度,钢筋笼每3m同一截面周围对称焊制一组(3个)弓形支耳与主筋焊接,最大外径小于孔径20mm。(6)钢筋笼吊放应缓慢进行,要对准孔位,避免碰撞孔壁,不得强行下放。(7)钢筋笼吊放入孔内,位置允许偏差应符合下列规定:钢筋笼定位标高偏差为50mm,笼中心与桩孔中心偏差为10mm,主筋的混凝土保护层厚度不应小于50mm,保护层允许偏差为20mm。(8)钢筋笼下端主筋的端部应加焊加强筋一道,以防止下端钢筋笼在下入时插入孔壁或在导管提升时卡挂导管。
2.6 灌注混凝土
严格按照施工规范进行水下混凝土拌制和灌注。水泥、砂、碎石和水按配合比拌合,保证搅拌时间和混凝土的塌落度。在灌注水下混凝土的过程中,选用符合规范要求的初关漏斗,派专人勤测混凝土的液面上升高度,并结合混凝土理论浇灌方量,合理拆卸导管,避免断桩或埋管。
3 常见问题预防和处理技术措施
(1)孔深未达到设计要求:根据钻进速度变化和钻进工作状态确定。(2)孔底沉渣过厚:测量实际孔深与钻孔深比较;清孔、下钢筋笼和浇混凝土连续进行。(3)坍孔:在松散砂土中钻进不宜太快;及时补充泥浆,必要时加大泥浆比重,粘度,或抬高水头高度;实施连续作业;回填粘性土,反转护壁后,再钻进。(4)孔径不足:检查钻头直径;在流塑土层造成的缩径,宜采用上下反复扫孔加优质泥浆护壁。(5)钻孔漏浆:加大泥浆比重及粘度或倒入粘土反转;护筒防护范围内,封闭接缝,稳住水头加长护桶长度。(6)钢筋笼上浮:浇灌混凝土导管不能埋得太深;保持合适的泥浆比重,防止流砂涌入托起钢筋笼。(7)桩身砼蜂窝、孔洞、缩径、夹泥、断桩:严格控制混凝土坍落度、和易性; 连续浇注,每次浇注量不宜太小,成桩时间不宜过长;导管埋入砼不得小于1m,不能漏水,第一节底管应大于等于4m;钢筋笼主筋接头焊平,导管法兰连接处罩以圆锥形铁皮罩,防止拔管时挂住钢筋笼。(8)堵管:配制和易性好的混凝土;上下窜动导管可振捣、疏通;保持连续灌注。(9)断桩:导管提升过高,应加强测量混凝土面高度;堵管时造成的断桩,宜采用合理方法接桩。
4 结语
因此在采用可靠的施工质量和在施工时成孔具备的高效率、速率快以及对施工时适应性很强且具有环保的优点,这就是旋挖钻机施工的方法。由于旋挖钻机孔壁比较毛躁,致使桩侧内增加摩擦阻力,克服了回旋钻机桩侧摩阻力低,以及孔底沉渣多,泥浆管理差的缺点。尽管旋挖机投资较高,但适应性强,最终的经济效益综合指标还是远大于回旋钻机,可见旋挖钻机是一种理想的施工工艺。