5.6 泥漿護(hù)壁成孔灌注樁5 6,2。泥漿是由水.膨潤(rùn)土?;蝠ね?和添加劑等組成的漿體 在鉆孔樁施工過(guò)程中 泥漿的作用為利用其與地下水之間的壓力差控制水壓力 使泥漿能在孔壁上形成泥皮而加固孔壁.防止坍塌,同時(shí)穩(wěn)定孔內(nèi)水位.另外,泥漿還能起到帶出孔內(nèi)巖土碎屑的作用。因此.無(wú)論在成孔階段以及灌注成樁階段.泥漿都對(duì)成樁質(zhì)量有重要的影響。泥漿的主要性能有泥漿比重,黏度.靜切力.含砂率。膠體率、失水率,酸堿度等指標(biāo)。實(shí)踐證明泥漿是泥漿護(hù)壁成孔灌注樁成孔質(zhì)量好壞的重要環(huán)節(jié),在施工過(guò)程中應(yīng)注意檢測(cè)泥漿的各項(xiàng)指標(biāo),其中比重及黏度是最直觀,最重要的指標(biāo),泥漿比重過(guò)大既影響鉆速、又使孔壁泥皮增厚 泥漿比重過(guò)小則護(hù)壁性能差。容易塌孔.泥漿中的黏性可使土渣.巖屑懸浮而不發(fā)生沉淀,且能阻止泥漿向地基土中侵入,在黏性土中 黏土顆粒之間內(nèi)聚力較大,泥漿中土渣不容易發(fā)生沉淀,在黏性土中黏度宜控制在18s,25s之間 在砂性土中.應(yīng)適當(dāng)加大泥漿黏度、以防止砂土中的土渣沉淀導(dǎo)致成孔質(zhì)量不佳.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、砂性土中黏度控制在25s,30s之間,5。6。3、護(hù)筒一般應(yīng)埋入不穩(wěn)定地層底部 若護(hù)筒太長(zhǎng)。可分成幾節(jié),孔口間應(yīng)可靠連接。旋挖鉆機(jī)的護(hù)筒既保護(hù)孔口,又是鉆斗的導(dǎo)向裝置.故旋挖鉆機(jī)均應(yīng)設(shè)置護(hù)筒。且護(hù)筒的垂直度應(yīng)符合要求,5 6,4、正循環(huán)成孔是由鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)鉆桿和鉆頭回轉(zhuǎn)切削破碎巖土 泥漿由泥漿泵輸進(jìn)鉆桿內(nèi)腔后、經(jīng)鉆頭出漿口射出,帶動(dòng)鉆渣沿孔壁上升到孔口 進(jìn)入泥漿池凈化后再使用,反循環(huán)成孔與正循環(huán)原理相似、區(qū)別在于泥漿液從鉆桿和孔壁間的空隙中進(jìn)入鉆孔底部,并攜帶鉆渣由鉆桿內(nèi)腔返回地面,同時(shí) 經(jīng)過(guò)凈化的泥漿又循環(huán)進(jìn)入鉆孔內(nèi)進(jìn)行護(hù)壁.當(dāng)孔徑較大時(shí),正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn),其與孔壁間的環(huán)狀斷面將會(huì)增大、泥漿上返速度將降低.排出鉆渣的能力較差 反循環(huán)成孔時(shí),由于鉆渣由內(nèi)腔返回地面,內(nèi)腔斷面小于鉆桿與孔壁間空隙.故泥漿液上返速度較快。效率較高,一般反循環(huán)工藝適用于填土層,砂層、卵石層和巖層中。但塊石 卵石塊不得大于鉆桿內(nèi)徑的3.4。以免造成鉆頭或管路堵塞。適宜反循環(huán)施工的粗粒砂主要包括卵礫石,碎石、礫砂層等,清孔一般有正循環(huán)成孔及反循環(huán)成孔 正循環(huán)清孔一般適用于直徑小于800mm的樁孔,當(dāng)孔底沉渣粒徑較大 正循環(huán)難以將其帶上來(lái)時(shí).或長(zhǎng)時(shí)間清孔難以達(dá)到要求時(shí),應(yīng)采用反循環(huán)清孔 正、反循環(huán)成孔灌注樁在黏土中成孔時(shí).宜選用尖底鉆頭,中等鉆速的鉆進(jìn)方法。在砂土及軟土等易塌孔土層中,宜選用平底鉆頭。低檔慢速鉆進(jìn),泥漿比重應(yīng)適量加大。在硬質(zhì)土層或巖層中、易引起鉆桿傾斜。成孔時(shí)宜低檔慢速鉆進(jìn)。必要時(shí)、鉆具應(yīng)加導(dǎo)向。5,6。5,沖擊成孔灌注樁施工的關(guān)鍵在于合理確定沖擊鉆頭重量、選擇最優(yōu)懸距、合適的沖擊行程和沖擊頻率、一般沖擊鉆頭重量按沖孔直徑每100mm取100kg,140kg,懸距一般可取0。5m,0,8m.沖擊行程為0.8m。1、2m.沖擊頻率宜為40次.min,48次,min,在沖擊成孔時(shí)應(yīng)根據(jù)土層情況,合理選擇參數(shù)、勤松繩,少放繩。勤淘渣 在各類土層中的沖擊成孔操作要點(diǎn)見表8。表8 沖擊成孔操作要點(diǎn),大直徑樁孔可分級(jí)擴(kuò)孔,第一級(jí)樁孔直徑宜為設(shè)計(jì)直徑的0,6倍,0 8倍.當(dāng)遇土洞。溶洞時(shí).應(yīng)先采用注漿 填塊石.長(zhǎng)護(hù)筒等措施對(duì)土洞、溶洞進(jìn)行處理。處理完畢之后再進(jìn)行沖擊成孔等后續(xù)施工步驟 5 6,6,旋挖成孔時(shí)利用鉆斗與液壓力作為鉆進(jìn)壓力切削土體。將土體裝滿鉆斗后提升出土,其成樁質(zhì)量較好、對(duì)地層擾動(dòng)較小,且孔壁上的螺旋紋可提高樁的摩阻力 但其不適用于硬巖層.較致密的卵石層.孤石層等,粉細(xì)砂層厚度較大。且泵壓地下水較大。沉渣處理較復(fù)雜。需更換清渣鉆斗。在成孔過(guò)程中,不易形成泥皮、護(hù)壁能力較差,目前 旋挖鉆機(jī)最大鉆孔直徑為3m,鉆孔深度達(dá)120m、旋挖成孔過(guò)程中應(yīng)控制鉆斗在孔內(nèi)的升降速度、速度過(guò)快,孔內(nèi)泥漿將會(huì)對(duì)孔壁進(jìn)行沖刷,甚至在提升鉆斗時(shí)在鉆斗下放產(chǎn)生負(fù)壓 導(dǎo)致塌孔,鉆斗升降速度可參考表9 表9,鉆斗升降速度5.6、7 擠擴(kuò)支盤灌注樁原理是在普通鉆孔樁成孔完成后再擠擴(kuò) 灌注混凝土 利用樁身不同部位的硬土層設(shè)置承力盤及分支,成為多支點(diǎn)摩擦端承樁.改善建.構(gòu),筑物的穩(wěn)定性。抗震性 減小樁基沉降,單樁承載力提高可大大節(jié)省投資 工期 但是擠擴(kuò)支盤樁施工期相對(duì)較長(zhǎng)、擠擴(kuò)過(guò)程中孔壁泥皮較厚,護(hù)壁泥漿控制不好時(shí)容易出現(xiàn)塌孔,而且樁端沉渣較厚。清孔不滿足要求后承載力也會(huì)降低、根據(jù)成孔工藝??刹捎媚酀{護(hù)壁成孔 干作業(yè)成孔。水泥注漿護(hù)壁成孔。重錘搗擴(kuò)成孔方法,1 泥漿護(hù)壁成孔工藝、當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí),一般采用泥漿護(hù)壁成孔。根據(jù)地質(zhì)情況選擇持力層設(shè)置分支及承力盤,下入液壓擠擴(kuò)支盤成型機(jī)。操作弓壓臂。承力板,擠出、收回 反復(fù)轉(zhuǎn)角,經(jīng)多次擠壓成盤、再由上至下或由下至上完成擠擴(kuò)多個(gè)支盤的作業(yè).之后安放鋼筋籠,清孔。灌注混凝土成樁。2、干作業(yè)成孔工藝.當(dāng)?shù)叵滤惠^低時(shí) 水位以上采用螺旋鉆機(jī)進(jìn)行干作業(yè)成孔后,下入擠擴(kuò)支盤機(jī)。按設(shè)計(jì)支盤位尺寸進(jìn)行擠擴(kuò)作業(yè)、下鋼筋籠.灌注混凝土 3 水泥注漿護(hù)壁成孔工藝 干砂成樁時(shí),孔壁易坍塌、成盤作業(yè)無(wú)法進(jìn)行。此時(shí)應(yīng)采用灌注水泥漿工藝穩(wěn)住孔壁后、再擠擴(kuò)成盤.4,重錘搗擴(kuò)成孔工藝.淺層軟土分布區(qū)利用淺部可塑黏性土層為依托.在管內(nèi)用重錘沖搗將材料擠入孔壁到設(shè)計(jì)厚度后,放入支盤機(jī),按設(shè)計(jì)盤位尺寸再擠擴(kuò)成盤 下鋼筋籠。灌注混凝土成樁.該法可以大量節(jié)約材料和投資,用于不受噪音和振動(dòng)限制的場(chǎng)區(qū) 支盤機(jī)最初張開所需壓力應(yīng)根據(jù)土層.試成孔數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)確定。壓力表讀數(shù)不應(yīng)小于0 8倍的預(yù)估壓力值.當(dāng)壓力值相差較大時(shí) 應(yīng)根據(jù)情況對(duì)盤位進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整、在灌注混凝土前應(yīng)進(jìn)行二次清孔 二次清孔的質(zhì)量直接影響擠擴(kuò)支盤樁的承載力 必要時(shí)可采用后注漿技術(shù)提高樁端承載力.5.6,8。與常規(guī)等截面樁相比、擴(kuò)底樁施工工藝更加復(fù)雜。施工質(zhì)量,擴(kuò)底形狀與擴(kuò)底所處土層等都有較大的關(guān)系,因此應(yīng)強(qiáng)調(diào)試成孔的重要性及施工過(guò)程中的控制與檢測(cè)。樁身直孔段成孔完畢至擴(kuò)底段鉆進(jìn)完畢時(shí)間間隔較長(zhǎng)。泥漿中的懸浮顆粒會(huì)大量沉淀。擴(kuò)底成孔中也會(huì)產(chǎn)生新的顆粒。因此應(yīng)增加一次清孔,5,6,14,鋼筋籠接頭應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程。JGJ,18以及,鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程。JGJ。107的規(guī)定,焊接接頭在同一截面上的接頭數(shù)量不應(yīng)大于主筋總數(shù)的50,機(jī)械接頭接頭百分率 級(jí)接頭不應(yīng)大于50,級(jí)接頭不受限制、接頭應(yīng)相互錯(cuò)開,錯(cuò)開距離為35倍的主筋直徑.對(duì)于。級(jí)接頭和 級(jí)接頭的定義,現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程 JGJ、107中,級(jí)接頭定義為,接頭抗拉強(qiáng)度不小于被連接鋼筋實(shí)際抗拉強(qiáng)度或1,1倍的鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 并具有高延性及反復(fù)拉壓性能。級(jí)接頭定義為,接頭抗拉強(qiáng)度不小于被連接鋼筋屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,并具有高延性及反復(fù)拉壓性能、鋼筋籠主筋間距不應(yīng)過(guò)密 否則影響灌注時(shí)混凝土的流動(dòng)。導(dǎo)致混凝土難以進(jìn)入鋼筋籠外圍空間 影響保護(hù)層質(zhì)量,5,6,16.由于水下灌注的混凝土實(shí)際樁身強(qiáng)度會(huì)比混凝土標(biāo)準(zhǔn)試塊強(qiáng)度等級(jí)低.在設(shè)計(jì)圖紙未注明水下混凝土強(qiáng)度等級(jí)時(shí)、試配時(shí)應(yīng)提高等級(jí)、在無(wú)試驗(yàn)依據(jù)的情況下 水下混凝土配制的標(biāo)準(zhǔn)試塊強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)提高、提高強(qiáng)度等級(jí)可參照表10。表10,水下混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)照表5。6,17。導(dǎo)管管徑應(yīng)與樁徑匹配,樁徑小而管徑大容易造成頂管.鋼筋籠上拱.樁徑大而管徑小 將增加混凝土澆筑時(shí)間,對(duì)于小于800的樁,導(dǎo)管內(nèi)徑宜為200mm。800.1500的樁。導(dǎo)管內(nèi)徑宜為250mm,大于1500的樁。導(dǎo)管內(nèi)徑宜為300mm 5,6 18 混凝土初灌量是水下混凝土施工的關(guān)鍵。通過(guò)積聚一定量的混凝土積蓄的能量將導(dǎo)管內(nèi)泥漿逼出,實(shí)現(xiàn)水下封底.并保證封底后導(dǎo)管外泥漿不會(huì)進(jìn)入混凝土內(nèi)、5,6,19。本條規(guī)定是為了將隔水栓順利排出,5,6、20。水下混凝土澆筑時(shí),導(dǎo)管埋入深度對(duì)成樁質(zhì)量影響較大,導(dǎo)管埋入較深會(huì)發(fā)生因頂升阻力加大而產(chǎn)生局部夾泥,或因混凝土泛出阻力較大,上部混凝土長(zhǎng)時(shí)間不流動(dòng),造成灌注不暢 埋入過(guò)淺會(huì)發(fā)生將導(dǎo)管拔出混凝土面、或發(fā)生新灌入混凝土沖翻頂面.造成夾泥斷樁等事故、樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上混凝土預(yù)留長(zhǎng)度與樁身,地質(zhì)條件,施工工藝以及施工過(guò)程中的控制等有關(guān)、5.6。22.灌注樁在澆筑時(shí) 孔底處會(huì)留有松軟沉淀物。影響樁基承載力,樁端及樁側(cè)后注漿工藝原理是灌注樁成樁后,樁身混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)、漿液在一定的壓力作用下,通過(guò)預(yù)埋在樁身中的注漿管和樁端樁側(cè)注漿器向周圍擴(kuò)散、同時(shí)沿樁身上泛 漿液中礦物與水發(fā)生水解及水化反應(yīng).通過(guò)滲透 劈裂和擠密作用,固化樁端沉渣,加固樁側(cè)土體,改善土體性質(zhì)及泥皮性質(zhì)。由此改善樁端及改變樁側(cè)土體的受力特性。從而提高樁端阻力和樁側(cè)阻力。達(dá)到提高鉆孔灌注樁的承載力和減少樁身的沉降量的效果.后注漿技術(shù)對(duì)提高灌注樁豎向承載力和減小離散性效果顯著。尤其是對(duì)樁端進(jìn)入密實(shí)粉土及粉細(xì)砂層的樁。在施工前、應(yīng)進(jìn)行注漿工藝試驗(yàn),通過(guò)試驗(yàn)確定合理的注漿壓力和注漿速度等工藝參數(shù),后注漿地基土極限承載力的確定應(yīng)以靜載荷試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)、不宜直接以預(yù)估方法得到的結(jié)果作為最終設(shè)計(jì)依據(jù) 5,6。23、注漿管內(nèi)徑宜為25mm,當(dāng)注漿管作為聲測(cè)管時(shí).管徑應(yīng)滿足聲測(cè)要求、注漿管數(shù)量主要應(yīng)考慮注漿分布均勻性及注漿管開通的情況、保證其可靠性 其中最關(guān)鍵的在于注漿器是否能開通.能否保證注漿管路的通暢,因此應(yīng)盡可能采用可靠性高的注漿器,保證注漿成功率 為保證樁端后注漿漿液盡可能分布于樁端附近土體。注漿器應(yīng)進(jìn)入樁端以下土層一定深度.在一般土層中,注漿管做成豎直向、在巖層中為了避免注漿管在插入槽底之后損壞.宜做成水平的,5.6.24.當(dāng)注漿壓力達(dá)不到條文所述要求時(shí)應(yīng)采取間歇式注漿工藝,后注漿工藝流程為。灌注樁成孔完成后。注漿管隨鋼筋籠同時(shí)下放.注漿管與鋼筋籠采用鋼絲固定。注漿管下放時(shí)須進(jìn)行注水試驗(yàn) 嚴(yán)防漏水.樁端注漿管底標(biāo)高設(shè)置要求管端注漿器插入樁端持力層0,2m,0.5m,頂端位置宜高出地面0.2m。注漿管上口須用堵頭封閉 混凝土澆筑后7h,8h進(jìn)行清水開塞.起到壓通注漿管路及檢查注漿管路狀況的作用、當(dāng)壓水壓力出現(xiàn)瞬間歸零時(shí),應(yīng)視為開塞成功 開塞的時(shí)間應(yīng)把握準(zhǔn)確,過(guò)早會(huì)對(duì)樁身混凝土產(chǎn)生破壞.過(guò)晚則會(huì)降低開塞成功率 在灌注樁樁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到70 時(shí),開始注漿。另外 在一些地區(qū)也采用樁底拋石壓漿的技術(shù) 在成孔時(shí)按設(shè)計(jì)標(biāo)高超鉆0。2m,0,3m 鋼筋籠綁扎注漿管并安裝到位 隨后拋入0,2m。0 3m的碎石 粒徑約為20mm,40mm,在樁身混凝土灌注完成。達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70、80,的強(qiáng)度后.進(jìn)行樁底注漿,對(duì)孔底土層進(jìn)行加固、提高樁基承載力、漿液水灰比將影響注漿有效性,水灰比過(guò)大將降低注漿有效性,過(guò)小則增大注漿阻力、降低可注性.水灰比的選擇應(yīng)根據(jù)土的飽和度。滲透性確定、結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)給出上述數(shù)據(jù)、當(dāng)漿液水灰比不大于0、5時(shí),加入減水劑等外加劑,可增加漿液流動(dòng)性及對(duì)土體的增強(qiáng)效應(yīng).