(一)施工准备
(1)技术准备、材料准备、作业条件准备,同前述“干作业成孔灌注桩施工工艺”。
(2)施工机具准备。
1)主要施工机械:回旋钻机、潜水钻机等,其中以回旋钻机应用最多。
回旋钻机是由动力装置带动钻机的回旋装置转动,并带动带有钻头的钻杆转动,由钻头切削土壤,切削形成的土渣,通过泥浆循环排出桩孔,如图5-18所示。
潜水钻机是一种旋转式钻孔机械,其动力、变速机构和钻头连在一起,加以密封,因而可以下放至孔中地下水水位以下进行切削土壤成孔,如图5-19所示。
2)工具用具、检测设备,同前述“干成孔灌注桩施工工艺”。
图5-18 回旋钻机
1—座盘;2—斜撑;3—塔架;4—电机;
5—卷扬机;6—塔架;7—转盘;8—钻杆;
9—泥浆输送管;10—钻头
图5-19 潜水钻机
1—钻头;2—潜水钻机;3—电缆;4—护筒;
5—水管;6—滚轮支点;7—钻杆;8—电缆盘;
9—卷扬机;10—控制箱
(二)施工工艺流程
泥浆护壁灌注桩施工工艺流程,如图5-20所示。
(三)施工操作要求
(1)桩位放线。
1)根据轴线控制桩进行桩位放线,在桩位打孔,内灌白灰,并在其上插入钢筋棍。
2)桩位的放样允许偏差:群桩20 mm;单排桩10 mm。
图5-20 泥浆护壁灌注桩施工工艺流程
泥浆护壁灌注桩工艺
(2)泥浆制备。
1)护壁泥浆一般由水、高塑性黏土或膨润土按一定比例配置而成,可通过机械在泥浆池搅拌均匀,相对密度一般在1.10~1.25。
2)泥浆具有保护孔壁、防止塌孔的作用,同时在泥浆循环过程中还可携带土渣排出钻孔,并对钻头具有冷却与润滑作用。
(3)埋设护筒。
1)护筒可用4~8 mm厚钢板制作,其内径应大于钻头直径100 mm,上部宜开设1~2个溢浆孔。
2)埋设护筒时,护筒中心线对正桩位中心,其偏差不宜大于50 mm。
3)护筒埋设深度:在黏性土中不宜小于1.0 m;砂土中不宜小于1.5 m,护筒上口应高于地面500 mm,护筒外分层回填夯实。护筒有导正钻具、控制桩位、防止孔口坍塌、抬高孔内静压水头和固定钢筋笼等作用。(www.daowen.com)
(4)钻机就位。钻机就位时,必须使钻具中心和护筒中心重合,保持平稳,不发生倾斜、位移。为准确控制钻孔深度,应在机架上画出控制标尺,以便在施工中进行观测、记录。
(5)钻孔排渣。桩架及钻杆定位后,钻头可潜入水、泥浆中钻孔;边钻孔边向桩孔内注入泥浆,通过正循环或反循环排渣法将孔内切削土粒、石渣排至孔外,如图5-21所示。
1)正循环排渣法:泥浆由钻杆内部注入,并从钻杆底部喷出,携带钻下的土渣沿孔壁向上流动,由孔口将土渣带出流入沉淀池,经沉淀的泥浆流入泥浆池再注入钻杆,由此进行循环。
图5-21 泥浆循环成孔工艺
(a)正循环;(b)反循环
1—钻头;2—泥浆循环方向;3—沉淀池;4—泥浆池;5—泥浆泵;6—砂石泵;
7—水阀;8—钻杆;9—钻机回旋装置
2)反循环排渣法:泥浆由钻杆与孔壁间的环状间隙流入钻孔,然后由砂石泵在钻杆内形成真空,使钻下的土渣由钻杆内腔吸出至地面而流向沉淀池,沉淀后再流入泥浆池。
正循环钻孔工艺
反循环钻孔工艺
(6)清孔。
1)清孔分两次进行:钻孔深度达到设计要求,对孔深、孔径、桩孔垂直度等进行检查,符合要求后进行第一次清孔;钢筋骨架、导管安放完毕,混凝土灌注之前,应进行第二次清孔。
2)在清孔过程中,采用正循环、泵吸反循环等方法不断置换泥浆,使孔内泥浆达到要求。
3)浇注混凝土前,孔内的泥浆比重应小于1.25;含砂率不得大于8%;黏度不得大于28 s。
空气提浆清孔
(7)检查成孔质量。
1)孔深测定:用测绳、线锤测量孔深及沉渣厚度。沉渣厚度端承桩不超过50 mm,摩擦桩不超过100 mm。沉渣厚度等于钻孔深度与测量深度的差值。
2)桩位偏差:灌注桩的桩径、垂直度及桩位偏差应符合表5-10的规定。
3)填写《钻孔桩钻孔施工记录》。
(8)安放钢筋笼。吊装安放钢筋笼,同前述“干成孔灌注桩施工工艺”。
(9)灌注水下混凝土。
1)混凝土运输宜选用混凝土泵或混凝土搅拌运输车;混凝土具有良好的和易性和流动性。
2)灌注水下混凝土一般采用钢制导管回顶法施工,导管内径为200~350 mm,视桩径大小而定。
3)导管安放前计算孔深和导管的总长度,第一节导管的长度一般为4~6 m,标准节一般为2~3 m,导管接口采用法兰连接,连接时必须加垫密封圈或橡胶垫,确保导管口密封性。
4)开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为300~500 mm;首批灌注导管埋入混凝土灌注面以下不应少于0.8 m;混凝土坍落度宜控制在160~220 mm;在灌注过程中,导管埋深宜控制在2~6 m,严禁导管提出混凝土面,并应控制提拔导管速度,应有专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差,填写水下混凝土灌注记录;混凝土应连续灌注,严禁中途停止。
5)应控制最后一次灌注量,超灌高度宜为0.5~1.0 m,凿除泛浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。
6)每浇筑50 m3必须有1组试件,小于50 m3的桩,每连续12 h浇筑必须有1组试件。对单柱单桩的桩必须有1组试件。
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