鉆孔灌注樁施工工藝研究

白 繼 業(yè)

(山西億成房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，山西 太原 030001)

鉆孔灌注樁施工工藝研究

白 繼 業(yè)

(山西億成房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，山西 太原 030001)

以太原某建筑物為背景，介紹了鉆孔灌注樁施工所用的設(shè)備，主要對鉆孔灌注樁成孔施工、鋼筋籠制作、混凝土澆筑等工序的施工要點(diǎn)進(jìn)行了闡述，并提出了質(zhì)量檢查的內(nèi)容及要求，以取得良好的施工效果。

鉆孔灌注樁，設(shè)備，混凝土，施工

0 引言

工程簡介：太原市某大酒店，地上32層，地下3層，基坑深度為-17.5 m，基坑長120 m，寬101 m，總建筑面積約為15萬m2。基坑西側(cè)相距31.0 m有一2層磚混寺廟，北側(cè)為規(guī)劃路。

1 設(shè)備選型分析

鉆孔灌注樁應(yīng)用范圍較廣，可應(yīng)用于軟土、黃土、膨脹土等各類地基土中，適用于工業(yè)建筑、民用建筑、市政建筑和道路等工程中。相比預(yù)制樁，鉆孔灌注樁具有噪聲小、振動小、承載力高和對周邊環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。鉆孔灌注樁的定義為在施工場地采用機(jī)械鉆孔或人工挖孔等方法形成的樁孔，在樁孔內(nèi)放置鋼筋籠并澆筑混凝土而形成的樁基礎(chǔ)。本文主要針對機(jī)械挖孔樁進(jìn)行分析和研究。

鉆孔灌注樁采用的鉆機(jī)一般有兩種:一種是回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，另一種是旋挖鉆機(jī)。

回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，采用的鉆進(jìn)方式為反循環(huán)。此種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)有：性能可靠，護(hù)壁效果優(yōu)良以及成孔質(zhì)量高，而且在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的震動和噪聲不會騷擾周圍居民，操作方面簡單，方便靈活，同時造價低廉。缺點(diǎn)是：在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所需水量比較多，同時會伴隨著大量的泥漿排放，占用大量的土地，對于地層環(huán)境不好的情況，如有塊石和漂石的地層會影響施工的進(jìn)度，導(dǎo)致施工的成本呈現(xiàn)直線式的上升。

旋挖鉆機(jī)施工適用于場地有限或者是有塊石的地層中，該類方法的優(yōu)點(diǎn)是成孔效率高且可以快速成孔，產(chǎn)生的廢漿較少。但是不推薦使用在厚度較大的松散砂層，由于在松散砂層中鉆機(jī)在鉆進(jìn)過程中容易發(fā)生塌孔現(xiàn)象。

在實(shí)際工程中，上述兩種設(shè)備的綜合利用可以達(dá)到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上比較理想的結(jié)果。

2 施工工藝及方法

2.1 施工工藝

根據(jù)本工程有關(guān)地質(zhì)資料的相關(guān)情況，采用反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)以及旋挖鉆機(jī)進(jìn)行成孔，清孔采用反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)置換法或者是旋挖鉆機(jī)雙底撈砂鉆，水下混凝土的灌注采用導(dǎo)管法。其具體施工工藝見圖1。

2.2 成孔施工

1)放樣。

樁位通過坐標(biāo)定點(diǎn)的方式進(jìn)行放樣處理。樁基中心軸線的坐標(biāo)值作為基線，中心點(diǎn)的位置用坐標(biāo)法或者是極坐標(biāo)法，其偏差值必須符合GB 50202—2002建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范的相關(guān)規(guī)定[1]。測量樁孔的孔位用全站儀，必須由專業(yè)人員進(jìn)行工作，即測量人員必須持有相關(guān)的資質(zhì)證書，然后按照甲方提供的基準(zhǔn)點(diǎn)放樁位，標(biāo)示用鋼筋，長度為50 cm。放樣工作完成后，要進(jìn)行復(fù)核，一般是利用樁位之間的距離，采用鋼尺進(jìn)行量測。此時，應(yīng)有兩人同時進(jìn)行測量，一人復(fù)測，還有專門的人員隨機(jī)進(jìn)行抽測，目的是使樁位準(zhǔn)確。最后一步是設(shè)置“十字形”來控制樁點(diǎn)，保證十字線與樁位中心重合。此步驟完成需經(jīng)過檢驗(yàn)合格后才可進(jìn)行下一步。

2)機(jī)器就位。

主要是指鉆機(jī)的就位工作，在放鉆機(jī)之前，需檢查鉆孔的準(zhǔn)備工作是否就緒，其中包括鉆機(jī)所在的平臺的平整度，以及安裝以后頂端和底座是否平穩(wěn)，還要考慮鉆機(jī)在工作過程中是否會發(fā)生位移，開孔之前還應(yīng)調(diào)整鉆機(jī)的桅桿，盡量使其處于鉛錘的狀態(tài)，鉆頭的中心應(yīng)該對準(zhǔn)十字形，待這些步驟完成后，最后進(jìn)行自檢。

3)埋設(shè)護(hù)筒。

護(hù)筒的規(guī)格為12 mm，材料使用鋼板，而且其內(nèi)徑比樁孔的直徑大10 cm～20 cm，由于地層的緣故，不同設(shè)備的護(hù)筒尺寸是不同的，一般旋挖鉆機(jī)造孔及部分回轉(zhuǎn)鉆機(jī)造孔須下設(shè)2.5 m～12.0 m長護(hù)筒，而部分回轉(zhuǎn)鉆機(jī)造孔下設(shè)1.5 m護(hù)筒。

首先人工或者是鉆機(jī)鉆孔到規(guī)定的尺寸，然后將護(hù)筒壓進(jìn)去。底部埋置在地表下不小于2.0 m處，筒頂?shù)奈恢靡话阋哂诘孛?.5 m以上的距離，護(hù)筒中心與設(shè)計樁位中心偏差不宜太大，一般不大于5 cm。

4)固壁。

不同的鉆進(jìn)行成孔時護(hù)壁的方式不同，采用旋挖鉆機(jī)成孔時，首先向孔內(nèi)注入粘土漿然后在孔口添加一定量的干膨潤土，孔內(nèi)部同時生成泥漿護(hù)壁；然而回轉(zhuǎn)鉆成孔時，直接使用自造粘土漿進(jìn)行護(hù)壁。

5)成孔施工。

不同的鉆頭適用于不同的地層特點(diǎn)[2]中，本地質(zhì)的特點(diǎn)選擇雙開鉆頭進(jìn)行成孔，鉆孔的深度以設(shè)計終孔標(biāo)高控制。

成孔前應(yīng)對鉆頭進(jìn)行檢查，包括鉆頭保徑裝置，鉆頭磨損以及直徑的情況，發(fā)現(xiàn)磨損的要立即更換鉆頭，鉆孔的速度在開始的時候不要太快，待目測鉆頭全部已經(jīng)進(jìn)入地層以后，可以適當(dāng)?shù)募涌煦@孔的速度，在鉆孔的過程中，發(fā)現(xiàn)軟土層和砂土層時，同樣要降低鉆孔的速度，并且鉆孔深度增加的時候要及時補(bǔ)充水泥砂漿，保證水頭壓力，這樣做可以防止發(fā)生塌孔現(xiàn)象。特別注意的是，成孔過程不要進(jìn)行第二次的操作，即盡量一次施工完成，中間不得無故停鉆，而且孔內(nèi)泥漿液面不得低于地下水。鉆孔控制指標(biāo)[3]見表1。

表1 鉆孔控制指標(biāo)

6)清孔。

鉆孔工作完成后，應(yīng)該對其垂直度以及鉆孔的深度進(jìn)行檢查，看是否達(dá)其規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，檢測合格后進(jìn)行清孔工作。然后采用撈取法或者置換法進(jìn)行清孔，撈取法是利用雙底老沙鉆頭進(jìn)行直接清孔；而置換法是利用泥漿泵向孔底注入新鮮泥漿進(jìn)行置換。

2.3 鋼筋籠的制作與安裝

1)鋼筋籠的制作，需要注意以下幾點(diǎn)：

a.對于使用的鋼筋必須有出廠合格證和按照相關(guān)的力學(xué)性能測試的報告，只有經(jīng)過認(rèn)證和檢測合格后才能進(jìn)行使用。

b.按照圖紙的要求進(jìn)行制造。

c.鋼筋托架應(yīng)在同一個平面上，加強(qiáng)箍用固定環(huán)形模進(jìn)行制作，目的是保證有一個完整的外形同時直徑滿足要求。采用綁扎連接的方式連接主筋和箍筋，點(diǎn)焊的方式連接主筋和加勁箍。

d.成型的鋼筋籠應(yīng)該處于平臥的狀態(tài)，然后堆放于平整的場地中，堆放高度不宜太高，一般不超過兩層。

e.分段制作的鋼筋籠，應(yīng)保證每段的長度小于13 m。籠內(nèi)主筋采用5d雙面搭接焊。而且每段鋼筋籠之間采用錯開35d綁扎搭接點(diǎn)焊、10d單面搭接焊連接。

f.2根A14的吊筋置于上部空鉆位置，用焊接的方式將鋼筋籠主筋和底部進(jìn)行固定。

g.等高的方木墊于每個加勁箍和地面的接觸處，目的是防潮或沾上泥土。鋼筋籠在運(yùn)輸?shù)倪^程中必須要保證籠體的完整性。

2)安裝。

a.鋼筋籠在制造完成后需經(jīng)過驗(yàn)收方可進(jìn)行使用，而且要保證上下兩節(jié)籠對接時主筋的位置要對準(zhǔn)，同一平面內(nèi)的主筋數(shù)不得超過全部主筋數(shù)的一半。

b.當(dāng)所制造的鋼筋籠無法進(jìn)入孔內(nèi)時，不得人為改變外形而強(qiáng)制入孔，必須經(jīng)過詳細(xì)的檢查找出其原因進(jìn)行修改以后再次下孔。

c.鋼筋籠主筋的保護(hù)層厚度為50 mm。控制方法采用保護(hù)層墊塊，豎向距離每隔2 m～3 m設(shè)置一道，一道布置4個。

d.在吊放的過程中一定要垂直吊放，而且速度不應(yīng)太快，緩慢的放下，一定要防止撞籠之類的事故發(fā)生，保證鋼筋籠的完整性，在快到樁底時，更加小心，此時最容易發(fā)生鋼筋籠的扭曲。

2.4 澆筑導(dǎo)管下設(shè)

1)接頭導(dǎo)管采用雙螺紋方扣快速的接頭導(dǎo)管，上端連接漏斗。

2)導(dǎo)管的長度按照孔深來設(shè)計，距孔底30 cm～50 cm。

3)初次使用需檢查是否有漏水、漏氣以及變形等現(xiàn)象，接頭是否牢固可靠，同時要定期進(jìn)行水密性檢驗(yàn)，水壓力為0.6 MPa～1.0 MPa。

2.5 二次清孔

在上一步完成，下一步開始之前要進(jìn)行二次清孔，對孔底的沉渣厚度以及孔內(nèi)的泥漿進(jìn)行檢查，滿足相關(guān)規(guī)定后方可進(jìn)行下道工序。

2.6 混凝土澆筑

1)采用泥漿下直升導(dǎo)管法進(jìn)行混凝土的澆筑；

2)混凝土到達(dá)施工現(xiàn)場的時候，應(yīng)該先檢查其質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)，測試坍落度，待一切測試合格后進(jìn)行使用，之后進(jìn)行澆筑；

3)混凝土開澆之后，導(dǎo)管埋入混凝土的深度不得小于2 m，同時最大不能超過8 m；

4)混凝土應(yīng)采用連續(xù)澆筑的方式進(jìn)行，樁頂標(biāo)高比設(shè)計樁頂標(biāo)高高出0.6 m以上，小于1.5 m。

2.7 廢物外運(yùn)

泥漿池和泥漿溝應(yīng)有專人負(fù)責(zé)清理，防止其發(fā)生外漏現(xiàn)象，若有外漏，則必須進(jìn)行盡快清理以及對于場內(nèi)的渣土也應(yīng)及時清理干凈。

3 質(zhì)量檢查

質(zhì)量檢查的主要項(xiàng)目包括終孔質(zhì)量檢查與驗(yàn)收、清孔質(zhì)量檢查與驗(yàn)收以及混凝土質(zhì)量檢查與驗(yàn)收。終孔質(zhì)量檢查主要是孔徑、孔深以及孔斜的檢測；清孔質(zhì)量檢查則是孔內(nèi)泥漿性能以及孔底沉渣厚度的檢測；而混凝土質(zhì)量的檢查是導(dǎo)管的埋深程度、混凝土的終澆高度以及原材料的檢測。

4 結(jié)語

鉆孔灌注樁由于其承載力高而且施工工藝成熟，已被廣泛應(yīng)用于鐵路橋梁以及公路等結(jié)構(gòu)工程基礎(chǔ)中。

[1] GB 50202—2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2] 龔曉楠.深基坑工程設(shè)計施工手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，1998.

[3] 趙志縉,應(yīng)慧清.簡明深基坑工程設(shè)計施工手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999.

The study of bored piles construction technology

Bai Jiye

(ShanxiYichengRealEstateDevelopmentCo.,Ltd，Taiyuan030001,China)

Taking the building in Taiyuan as the background, the paper introduces bored pile construction equipment, mainly describes construction points of bored pile hole-forming construction, steel cage prefabrication and concrete grouting and other procedures, and puts forward quality examination contents and demands, with a view to achieve great construction effect.

bored pile, equipment, concrete, construction

2015-08-25

白繼業(yè)(1974- )，男，工程師

TU753.3

A