细节:钻孔灌注桩
钻孔灌注桩是利用钻孔机械钻出桩孔,并在孔中浇筑混凝土(或先在孔中吊放钢筋笼)而成的桩。根据钻孔机械的钻头是否在土壤的含水层中施工,又分为泥浆护壁成孔和干作业成孔两种施工方法。
1.泥浆护壁成孔灌注桩
泥浆护壁成孔是利用泥浆保护孔壁,通过循环泥浆裹携悬浮孔内钻挖出的土渣并排出孔外,从而形成桩孔的一种成孔方法。泥浆在成孔过程中所起的作用是护壁、携渣、冷却和润滑,其中最重要的作用还是护壁。
泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程如下:测定桩位→埋设护筒→桩机就位→制备泥浆→成孔→清孔→安放钢筋骨架→浇筑水下混凝土。
(1)定桩位、埋设护筒 根据建筑的轴线控制桩定出桩基础的每个桩位,可用小木桩标记。桩位放线允许偏差为20mm。灌注混凝土之前,应对桩基轴线和桩位复查一次,以免木桩标记变动而影响施工。护筒是用4~8mm厚的钢板制成的圆筒,其内径应大于钻头直径100~200mm,其上部宜开设1~2个溢浆孔。护筒的埋设深度:在黏性土中不宜小于1.0m;砂土中不宜小于1.5m。护筒顶面应高于地面400~600mm,并应保持孔内泥浆面高出地下水位1m以上。
(2)制备泥浆 制备泥浆的方法根据土质确定:在黏性土中成孔时可在孔中注入清水,钻机旋转时,切削土屑与水旋拌,用原土造浆;在其他土中成孔时,泥浆制备应选用高塑性黏土或膨润土。
(3)成孔 桩架就位后,钻机进行钻孔。钻孔时应在孔中注入泥浆,并始终保持泥浆液面高于地下水位1.0m以上,以起护壁、携渣、润滑钻头、降低钻头发热、减少钻进阻力等作用。
钻孔进尺速度应根据土层类别、孔径大小、钻孔深度和供水量确定。对于淤泥和淤泥质土不宜大于1m/min,其他土层以钻机不超负荷为准,风化岩或其他硬土层以钻机不产生跳动为准。
(4)清孔 当钻孔达到设计深度后,应进行验孔和清孔,清除孔底沉渣和淤泥。清孔的目的是减少桩基的沉降量,提高其承载能力。对于不易塌孔的桩孔,可用空气吸泥机清孔,对于稳定性差的孔壁应用泥浆(正、反)循环法或抽渣筒排渣。清孔时,保持孔内泥浆面高出地下水位1.0m以上,在受水位涨落影响时,泥浆面要高出最高水位1.5m以上。
(5)浇筑水下混凝土 泥浆护壁成孔灌注桩混凝土的浇筑是在泥浆中进行的,所以属于水下浇筑混凝土。水下混凝土浇筑的方法很多,最常用的是导管法。导管法是将密封连接的钢管作为混凝土水下灌注的通道,混凝土沿竖向导管下落至孔底,置换泥浆而成桩。导管的作用是隔离环境水,使其不与混凝土接触。
2.干作业成孔灌注桩
干作业成孔灌注桩是用钻机在桩位上成孔,在孔中吊放钢筋笼,再浇筑混凝土的成桩工艺。干作业成孔适用于地下水位较低、在成孔深度内无地下水的干土层中桩基的成孔施工。目前常用的钻孔机械是螺旋钻机。
螺旋钻成孔灌注桩施工流程如下:钻机就位→钻孔→检查成孔质量→孔底清理→盖好孔口盖板→移桩机至下一桩位→移走盖口板→复测桩孔深度及垂直度→安放钢筋笼→放混凝土串筒→浇灌混凝土→插桩顶钢筋。
钻机按桩位就位时,钻杆要垂直对准桩位中心,放下钻机使钻头触及土面。钻孔时,开动转轴旋动钻杆钻进,先慢后快,避免钻杆摇晃,并随时检查钻孔偏移。一节钻杆钻入后,应停机接上第二节,继续钻到要求深度。施工中,应注意钻头在穿过软硬土层交界处时,应保持钻杆垂直,缓慢进尺。在含砖头、瓦块的杂填土或含水量较大的软塑黏性土层中钻进时,应尽量减小钻杆晃动,以免扩大孔径及增加孔底虚土。钻进速度应根据电流变化及时调整。钻进过程中应随时清理孔口积土。如出现钻杆跳动、机架摇晃、钻不进或钻头发出响声等异常现象时,应立即停钻检查、处理。遇到地下水、缩孔、塌孔等异常现象,应会同有关单位研究处理。
钻孔至要求深度后,可用钻机在原处空转清土,然后停转,提升钻杆卸土。如孔底虚土超过容许厚度,可用辅助掏土工具或二次投钻清底。清孔完毕后,应用盖板盖好孔口。清孔后应及时吊放钢筋笼,浇筑混凝土。浇混凝土前,必须复查孔深、孔径、孔壁垂直度、孔底虚土厚度,不合格时应及时处理。从成孔至混凝土浇筑的时间间隔,不得超过24h。灌注桩的混凝土强度等级不得低于C15,坍落度一般采用80~100mm,混凝土应分层浇筑,振捣密实,连续进行,随浇随振,每层的高度不得大于1.50m。当混凝土浇筑到桩顶时,应适当超过桩顶标高,以保证在凿除浮浆层后,使桩顶标高和质量能符合设计要求。