灌注桩基工程机械冲击成孔施工工艺

'灌注桩基工程机械冲击成孔施工工艺第8卷第4期2009年l2月石家庄铁路职业技术学院VOL.8N0.4JOURNALOFSHIJ1AZHUANGINSTITUTEOFRAILWAYTECHNOLOGYDec.2009灌注桩基工程机械冲击成孔施工工艺张军(中铁十一局集团建筑安装工程有限公司湖北襄樊441057)摘要:通过冲击成孔的施工工艺的阐述,分析冲击成孔施工工艺,质量要点.对于南方岩溶,溶洞地质条件地区灌注桩基施工有一定的借鉴意义.关键词:冲击成孔桩基灌注桩"中图分类号:U215.14文献标识码:A文章编号:1673-1816(2009)04-0029—041工程概况在武广铁路客运专线新咸宁站站房施工中,采用工程机械冲击成孔灌注桩基础.根据岩土工程勘察报告,场地位于江汉冲积湖平原区,上部为软流塑的冲积湖粘土,粉质粘土,淤泥质粘土(淤泥):下部为粉细砂,硬塑的粘土,粉质粘土;下伏基岩泥岩,砂岩,粉砂岩,页岩等,埋藏很深.场地的不良地质和特殊地质主要为岩溶(溶洞),在砾岩中有溶蚀现象,局部有溶洞分布.由于J:程地质条件较为复杂,采用螺旋钻孔的施工工艺易出现卡钻,成孔质量不易保证等问题,决定采用冲击成孔的办法来完成工程孔桩基础,确保工程质量,为下一步施工做好准备.2冲击钻孔施工工艺及质量控制要点 先进行现场整体平整场地,然后埋设8mm钢板护筒,埋深2m,高出地面O.3m.在施工过程中整个现场挖lO个2m×1.5m×1.5m212作泥浆池,泥浆采用自然造浆和化学泥浆循环孔内,进行液体对周边底层平衡.在钻冲过程中,采用水下潜孔冲击锤自转工艺.冲击钻成孔旖工方法基本原理是采用冲击式钻机或卷扬机带动一定重量的冲击钻头,在一定的高度内使钻头提升,然后突放使钻头自由降落,利用冲击动能冲挤土层或破碎岩层,形成桩孔,再用掏渣筒或泥浆泵正循环将钻渣岩屑排出.每次冲击之后,冲击钻头在钢丝绳转向装置带动下转动一定角度,从而使孔桩得到规则的圆形断面,其优点:(1)用冲击方法破碎,尤其是破碎有裂隙,溶洞,溶槽的坚硬岩土,所消耗的功率小,破碎效果好.同时,冲击土层和破碎地层时所产生的冲挤作用,形成的孔壁较为坚固,相对减少了破碎体积,从而节省大量的混凝土,对裂隙,溶洞,溶槽有充填作用.(2)在冲击过程中为确保桩基质量,在裂隙,岩溶地层钻进时,做到下列事项:冲击钻头操作平稳,尽可能少碰孔壁;先用管形钻头,冲程宜小不宜大于0.5m:遇到裂隙,漏失泥浆时,可边冲击边投入粘土,碎石,毛石,直至穿过裂隙,漏失泥浆地带,有效避免了垮孔,卡钻事故;遇到溶收稿日期:2009-10-20作者简介:张军(1972-),男,工程师,学士,研究方向施工质量安全控制29石家庄铁路职业技术学院2Oog年第4期 洞空洞不大,漏浆量小时,可减少冲程和悬距进行边冲边向孔内投入小毛石或碎石,以冲挤到溶洞内充填物中作骨架,慢慢穿过溶洞地带.遇到空洞较大的溶洞时.利用冲击钻钻穿溶洞顶板后,灌筑低标号混凝土,使混凝土面高于溶洞顶面,待混凝土达到一定强度后再继续钻孔,穿过低标号混凝土,钻至溶洞稳定层成孔.3工程机械冲击成孔灌注桩施工工艺流程工程机械冲击成孑L灌注桩施工工艺流程如图l所示.图l工程机械冲击成孔施工工艺流程图3.1桩位测定桩位放样须经有关部门验收合格后方能进行开孔施工.3.2做好高程控制根据甲方提供的水准点,采用水准仪做好施工中的高程控制,确保各桩底高程正确.3.3文明施工根据场地合理布置施工程序,保证运输畅通及平面交叉作业,废水,废渣的排放符合环保法规,做到文明施工.3.4成孔若成孔过程中遇特殊地质情况或地质情况不符合时应通知技术人员,或由技术人员通知甲方有关人员,并报设计,由设计作出合理的处理措施,保证成孔质量符合设计要求,并做好记录.3.5机械冲击成孔机械冲击成孔采用水下作业法施工:(1)钻机整平对中:钻机就位之后,应精心调平,并支撑牢固,其对称线与桩中心线的偏差不大于20mm.钻机塔架保持平衡,塔架脚及底架用枕木及厚木板支垫.确保成孔过程中不发生位移, 倾斜,松动,影响成孔质量.设备安装到位后,技术员即对桩位进行复检,最后进行钻机试运行检查,确保成孔中途不发生机械故障.(2)所有机电设备接线必须安全可靠,线路要架空设置,处于运输道路上的电缆应挖沟埋设.(3)开孔:桩位对中无误后,方可挂冲击钻头开孔.为防止冲击振动使邻孔壁坍塌或干扰邻桩混凝土的凝同,在中距5m以内的任何混凝土灌注桩必须灌注完成并砼强度达到2.5MPa后开钻.钻机开孔前要调制好泥浆.(4)桩孔钻进:应安全,平稳并随时检查桩孔垂直度与孔壁稳定性技术人员要准确记录各层的地质情况,在粘土,砂土层中,用管形钻头,在岩层中用十字形钻头,根据各类地层选用合适的30第4期张军灌注桩基工程机械冲击成孔施工工艺落距.钻冲过程中要针对不同地层控制好泥浆性能指标,掌握好分层钻进技术.钻进过程中,必须勤松绳,少量松绳,不得打空锤:勤抽渣,使钻头经常冲击新地层:每次松绳量,应根据地质情况,钻头形式,钻头质量决定.3.6终孔成孔达到设计高程,孔底地质情况符合规范和设计要求后,清除孔底沉渣,经技术员自检合格后及时通知现场监理工程师及业主验收,报验合格后应及时终孔.但是孔桩不能停止泥浆对孔内的循环工作,否则将造成严重的孔内坍塌,从而造成对清理工作结束后的孔桩进行再次回填粘土,冲击,调制泥浆进行对孔内循环. 3.7钢筋笼的制作和吊装就位(1)制作钢筋笼所使用钢筋的种类,型号和直径符合设计图纸的规定.其II级钢筋的力学性能符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499.91)之规定;I级钢筋的力学性能符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GBI3013—91)之规定.(2)钢筋笼的制作:制作钢筋笼时,对钢筋的调直,除锈,截断,弯折与焊接均按设计图纸利技术规范要求进行.钢筋笼的主筋尽量为整根,需要对接时,宜采用双面搭接焊接头,搭接的长度不小于钢筋直径的5倍,末端不设弯钩.成品钢筋笼保证其顺直,尺寸准确,其直径,主筋间距及加强箍筋间距施[误差,均不大于20mm.(3)钢筋笼的安装①为保证钢筋笼外混凝土保护层的厚度符合设计要求,在其上下端及中间每隔2m在一横截面上设置四个钢筋"耳环".②钢筋笼吊装之前,先对钻孔进行检测.检测使用的探孔器直径和钻孔直径相符,主要检测钻孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋安装的障碍物,如突出尖石,树根等,以确保钢筋笼的安装.⑨钢筋笼吊装时对准孔位,尽量竖直轻放,慢放,遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落,无效时,立即停止下落,查明原因后再安装.不允许高起猛落,强行下方,防止碰撞孔壁而引起坍塌.入孔后牢固定位,容许偏差不大于5cm,并使钢筋笼处于悬吊状态.钢筋笼下至设计高程后,校正其中心位置,将钢筋笼固定在孔口钢护筒上,防止灌筑混凝土过程中偏移.3.8验孔 灌注桩孔用泥浆循环清除孔底沉渣,钢筋笼安装后再次检查孔底沉渣,采用灌筑导管进行二次清孔,直至符合规范及设计要求(孔底沉渣厚度≤50mm),并经甲方,地勘,设计,现场监理:[程师验收合格后及时进行混凝土浇灌.3.9混凝土浇灌桩孔采用导管水下灌筑,灌筑的混凝土靠自重密实.灌筑前须正确安装导管,进行二次清孔,且导管的平直度和密封性须符合要求;配制的混凝_十坍落度l8～22cm,和易性好;为确保初灌鬣,混凝土用泵送至大储量漏斗进行初灌,灌筑过程中控制好埋管的深度,严禁导管拔离混凝土面;为保证桩体灌筑质量,混凝土填心量应大于实际工作量,灌筑预留浮浆厚度/>0.5m.对于泥浆处理有:(1)组织专用泥浆罐车进行外运;(2)在方便运输之处挖1个大泥浆池,规格4mX4m×1.5m作为中心储运泥浆池,安装专用3RP泵l台,泵送至罐车.石家庄铁路职业技术学院2009年第4期4施工注意事项(1)冲击钻具应注意必须连接牢固,总量不得超过钻机使用说明书规定的重量,钢丝绳不得超负荷使用,以免发生意外事故.(2)下钻时应注意先将钻头垂直吊稳后,在导正下入孔内.进入孔内后,不得松刹车,高速放下.提钻时应先缓缓提数米,未遇阻力后,再按正常速度提升.如发现有阻力,应将钻具下放,使钻头转动方向后再提,不得强行提拉. (3)钻进中,当发现塌孔,偏孔,斜孔时,应及时处理.发现缩颈时,应经常提动钻具,修护孔壁,每次冲击时间不宜过长,以防卡钻.(4)整个成孔过程中,应注意始终保持孔内液面比地下水位高1.5~2.0m,以液柱的静压和渗压保持孔壁稳定.5质量目标和最终效果桩基最终检测结果均合格,达到了国家和铁道部现行的工程质量验收标准和设计要求.从实际结果开看,冲击成孔形成的孔壁较坚实,稳定,塌孔少,能有效缩短工期,降低成本费用.只要对其施工过程严格把好技术关,能有效保证工程质量与经济效益的双赢.参考文献:【l】铁路桥涵施工规范【M】.北京:中国铁道出版社,2002【2】建筑分项工程施工工艺标准手册【M】.北京:中国建筑工业出版社,2005ConstructionTechnologyofMechanicalImpactPore—formingintheProjectofPouringPileFoundationZHANGJun(ConstructionandInstallationEngineeringCO.,LtdofCRIIBGXiangfanHubei441057China)Abstract:Thispaperexpoundstheconstructiontechnologyofimpactpore-forming,andmakesat1analysisontheessentialpointsofconstructiontechnologyandqualityofimpactpore—forming,whichgivessomeilluminationontheprojectofpoutingpilefoundationintheregionswithkarstorcavegeologicalconditions.Keywords:impactpore?formingpilefoundationpouringpile32'