第三节 钻孔桩基础施工
钻孔灌注桩是采用不同的钻孔方法,在地层中按要求形成一定形状(断面)的井孔,达到设计标高后,将钢筋骨架吊入井孔中,再灌注混凝土(有地下水时灌注水下混凝土),成为桩基础的一种工艺。
钻孔桩可用于无水基础,也可用于水中基础。在河水不深时,可采用筑岛施工。在深水江河中,可采用钢围堰内钻孔施工。钻孔桩基础根据地基条件可深可浅。一般为20~30m。钻孔桩的直径可大可小。桥梁基础的钻孔桩直径,一般为0.8~1.5m。近年来,钻孔灌注桩基础已在桥梁基础工程中占据重要地位,并向大直径、多样化(变截面桩、空心桩、变截面空心桩)方向发展。
一、施工准备工作
施工前应进行细致的施工调查,全面掌握现场实际情况,及时发现存在的问题,并据以编制施工组织设计和施工方案,做到科学、合理的组织施工。
施工前应严格做好各项技术准备工作。主要包括:图纸会审、施工组织设计和施工方案编制、施工测量及放样、辅助工程设计、施工技术交底、原材料试验及检验、试桩等。
钻孔的准备工作主要有桩位测量及放样、平整施工场地、布设施工便道、设置供水供电系统、机具选型、制作和埋设护筒、泥浆备料与调制、沉淀出渣等。
(一)机具选型
(1)钻孔桩施工应根据地质情况、设计桩长、桩径以及施工条件选择钻机类型,同时应兼顾施工工期、经济成本等影响因素。
(2)铁路桥梁钻孔桩施工可选用冲击钻机、旋转钻机、旋挖钻机以及套管钻机等钻孔设备。深孔、大直径钻孔桩施工时也可选用全液压动力头钻机等设备。
(3)钻孔桩桩位地层地质变化较大时可选用不同类型钻机分层施工。
(4)冲击钻机适用于黏性土、砂类土、砾石、卵石、漂石、软硬岩层及各种复杂地质的桩基施工。
(5)旋转钻机适用于下列土层范围。
①正循环旋转钻机:黏性土、砂类土、含少量砾石、卵石(含量少于20%)的土、软岩。
②反循环旋转钻机:黏性土、砂类土、含少量砾石卵石(含量少于20%,粒径小于钻杆内径的2/3)的土、软岩、硬岩。
(6)旋挖钻机适用于各种土质地层,如砂类土、砾石、卵石、软白~中硬基岩等。
(7)套管钻机适用于黏性土层砂类土,但不宜在地下水位以下有超过5m厚的细砂层时使用。
(二)平整场地,测定桩位
在河滩上钻孔,施工场地应整平夯实,土质松软时,应予换填。在浅水中钻孔,可先筑岛,在岛上安装钻机。在深水中钻孔,可用围堰筑岛或搭施工平台,也可在船上安装钻机。水上钻孔筑岛或工作平台顶面高程应高出施工期可能出现的最高水位0.5~1.0m。
平整场地后,应根据设计桩位,准确定出钻孔中心位置。
(三)制作和埋设护筒
1.护筒的作用
固定桩位。护筒的圆心即为钻孔桩的中心。
钻头导向。开孔阶段,钻头全靠护筒导向,并限制其活动范围以免开孔过大或方向不正。
保护孔口。施工中,由于钻机振动、孔口积水或钻头、抽渣筒起落碰撞等影响,容易使孔口坍塌,护筒对保护孔口有明显的作用。
防止孔壁坍塌。埋设护筒可以提高钻孔内水位,增加孔内静水压力,有利于防止孔壁坍塌。
2.护筒的种类
护筒是重复使用的设备,故在构造上要求坚固耐用,便于安装、拆除,不漏水。根据所用材料,主要分为木护筒、钢筋混凝土护筒和钢护筒三种。
3.护筒底端埋置深度
①旱地或浅水处:对于不透水的黏性土,护筒埋深为其直径的1.0~1.5倍,不得少于1.0m;对于砂土可将护筒周围0.5~1.0m范围内的砂土挖除,夯填黏性土至护筒底下0.5m以下。
②深水及河床软土、淤泥层较厚处,护筒底端应尽可能沉入到不透水层黏性土内;河床内无黏性土时,应沉入到大砾石、卵石层内0.5~1.0m。
③对有冲刷影响的河床,护筒底端应埋入局部冲刷线以下不小于1.0~1.5m。
④冰冻地区,护筒底端应埋入冰冻层以下0.5m。
4.埋设护筒的方法
护筒埋设工作是钻孔灌注桩施工的开始,护筒平面位置与竖直度准确与否,护筒周围和护筒底角是否紧密、不透水,对成孔、成桩的质量都有重大影响。埋设时,护筒中心轴线应对正测量标定的中心桩位中心,其偏差不得大于5cm,并应严格保持护筒的竖直位置。按照不同条件,护筒的具体埋设方法有挖埋法、围堰筑岛法、搭设支架平台、浮船平台等。护筒埋设应该符合下列规定:
(1)旱地或水深小于3m,当筑岛底部无软弱土层或淤泥和软土不厚时,护筒可采用明挖埋设方法,护筒底部和四周所填黏质土必须分层夯实。
(2)水深小于3m,当筑岛底部淤泥和软土层较厚时应采用长护筒,利用筒内除土、压重、振动、锤击沉入,沉入时应严格控制平面位置、竖向倾斜和护筒连接质量。
(3)在水深大于3.0m以上的水域沉入护筒应利用工作平台和导向架辅助,采用振动、锤击、射水等方法沉入。
(4)护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m,并高出施工地面0.5m,其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求。
(5)沉设到位的护筒,顶面允许偏差为50mm,倾斜度允许偏差为1%。
(6)多节护筒连接时,接缝应牢固、不漏水,筒内连接处应无突出物。
(7)钻孔、吊放钢筋笼及浇注水下混凝土过程中不得撞击护筒。当利用护筒固定钢筋笼和支撑浇注漏斗时,应采取可靠措施,防止护筒下沉、上浮或破坏。
(四)泥浆备料与调制
1.泥浆在钻孔中的作用
①固壁作用:泥浆在钻头冲击或挤压下,渗入孔壁四周形成一层泥浆保护层,隔断孔内外水流,防止孔壁受冲刷而坍塌,且泥浆密度大于水,孔内泥浆浆位又高于孔外水位,故在孔内有一向外的压力,也有利于防止孔壁坍塌。
②浮渣作用:因泥浆密度大,与钻渣混合一起,可使钻渣悬浮起来,便于出渣。
③冷却钻头:使钻头保持一定硬度,减少钻头磨损。
2.泥浆的性能
不同条件下钻孔桩对泥浆的性能要求不同,具体见表3-2。
表3-2 泥浆性能指标
注:相对密度是泥浆密度与4℃纯水密度之比(又称比重)。
3.泥浆的制备
钻孔桩施工应根据地层情况及钻孔方法进行泥浆护壁,在砂类土、碎(卵)石类土或黏土夹层中钻孔时,应制备泥浆护壁;在黏性土中钻孔,当塑性指数大于15,浮渣能力能满足施工要求时,可利用孔内原土造浆护壁;利用冲击钻机钻孔,可将黏土加工后投入孔中,利用钻头冲击造浆。
泥浆配合比应通过试验确定,泥浆制备材料宜就地取材进行,不能就地取材时应经经济比选确定。制浆材料包括黏性土、膨润土、聚合物等。
通常情况下,泥浆由黏土与水拌和而成,一般选择塑性指数大于17的黏土。当缺少适宜的黏土时,可用较差的黏土,并掺入部分塑性指数大于25的黏土。若采用砂黏土时,其塑性指数不宜小于15,其中大于0.1mm的颗粒不宜超过6%。循环泥浆含砂率不得超过8%。
黏土的备料数量:砂质河床时,黏土备料数量约为钻孔体积的70%~80%,砂、卵石层河床时,其数量约为钻孔体积的100%~120%。
泥浆的搅拌用泥浆搅拌机或人工调和而成,调好的泥浆储存在泥浆池内,用泥浆泵泵入钻孔内。为了节省黏土,利用从排浆孔排出的泥浆,经排泥沟排至沉淀池,将钻渣等杂质沉淀后,泥浆再流入泥池内,并补充清水再拌和泥浆。
采用泥浆护壁进行钻孔施工时应设置泥浆循环系统。泥浆的循环系统应包括制浆池、贮浆池、沉淀池、循环槽、泥浆分离器等。
钻机较分散时,宜每台钻机单独设置泥浆循环系统。钻机较集中时,可采用集中制浆与供浆。水上钻孔桩施工,泥浆制备及循环宜采用泥浆船,也可利用深护筒作泥浆池。泥浆不得污染河流。
二、钻孔
钻孔桩施工的主要设备是钻机,根据钻进方式不同,可分为冲击法、旋转钻法和旋挖钻法等。
(一)冲击型钻机钻孔
其施工方法是用卷扬机带动钢丝绳,钢丝绳吊着重力式冲击钻头,往复吊起和落下,利用坠落时钻头所产生的冲击能量砸破地层,或将土石破碎挤入孔壁中。用冲击型钻机成孔的施工方法适用于多种地基,从大小不等的卵石层到坚硬的岩石,不过它的成孔速度较慢。
由于钻渣沉在孔底影响钻进效果,所以要用泥浆浮起钻渣,再用特制的出渣筒(如图3-5所示)或用管形钻头将钻渣抽出孔外。
(二)旋转式钻机成孔
旋转式钻机成孔简称钻孔浇注桩。所用钻机由钻机机身、钻杆及钻头组成。根据所在地层不同,可以分别换用不同形式的钻头。例如用刮刀钻头来对付松软的地层;用牙轮钻头来对付坚硬的岩石。
除卵石地层外,各种地质条件基本上都可以采用这种钻孔桩。它的钻孔速度比冲击型钻机要快得多。
使用旋转式钻机钻孔可有两种不同的排渣方法。
(1)正循环排渣法(图3-6)
图3-5 抽渣筒(单位:mm)
图3-6 正循环旋转钻机施工
钻孔时在地面上用泵将过滤干净的泥浆从空心钻杆内部泵入孔底,钻渣就随着泥浆在钻孔中上浮,不断地向上排入地面的泥浆池内。
(2)反循环排渣法(图3-7)
泥浆从钻孔口注入。此时要求将钻杆的内腔做得稍大一些。在钻杆的两侧还要加设送气钢管。施工时将压缩空气由地面通过送气钢管压送到钻头底部。此时压缩空气气泡和钻孔底部的泥浆混合钻渣后形成一种相对密度较轻的混合物(泥浆+钻渣+空气)。混合了钻渣的泥浆通过钻杆内腔上浮到钻机上端的连于钻杆钢管的排渣软管内,被排放到钻渣处理池中进行分离。分离后的泥浆可以循环使用。
图3-7 反循环钻孔灌注成孔原理
这种排渣方法的排渣能力很强。所以反循环法比正循环法效率更高,钻进速度更快,是一种常用的施工方法。
(三)旋挖钻机成孔
旋挖钻是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工工艺,广泛用于市政建设、公路桥梁、铁路桥梁、高层建筑等基础施工工程,配合不同钻具,适应于干式(短螺旋)或湿式(回转斗)及岩层(岩心钻)的成孔作业。旋挖钻及旋挖钻头如图3-8、图3-9所示。
图3-8 旋挖钻施工
图3-9 旋挖钻钻头
1.钻头的选择
旋挖钻机钻头的选择应根据土层情况和钻孔方式进行选用。黏性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土地层可选用回转钻头。碎石土、中等硬度的岩石及风化岩层可选用嵌岩钻头。
2.施工方法
旋挖钻机钻孔,根据不同地质条件可采用干式成孔和湿式成孔。对黏结性好的土层,可采用干式或清水钻进工艺,无需泥浆护壁。对于松散易坍塌的地层,或有地下水分布、孔壁不稳定的地层应采用静态泥浆护壁进行钻进。
3.技术要求
(1)旋挖钻机开孔施工应轻压慢进,钻头转速不宜大于10r/min,待主动钻杆全部进入孔后,方可逐步加速进行正常钻进。
(2)钻孔过程中应根据地质情况控制进尺速度,防止卡钻和埋钻。不同地层中钻进应符合下列规定:
①在硬塑层中钻进时应采用快转速钻进,以提高钻进效率。
②在砂层等松散易坍塌的地层中钻进时应采用慢转速慢钻进,并应适当增加泥浆比重和黏度。
③在易缩径的地层中钻进时应适当增加扫孔次数,防止缩径。
④由硬地层钻至软地层时,可适当加快钻进速度。
⑤由软地层钻至硬地层时,应减速慢进。
(3)旋挖钻机钻孔过程中应严格控制钻头的升降速度,减小钻斗升降对孔壁的扰动,避免造成塌孔事故。
(四)钻孔中的问题及处理
由于地质构造的复杂性和施工期间各种因素的影响,钻孔事故时有发生,事故发生后,应及时确认事故类型,采取补救措施,以减少损失,保证工程质量。
1.坍孔
各种钻孔方法都有可能发生坍孔事故,其表征是孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,出渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等。坍孔产生的常见原因有:
①泥浆相对密度不够及其他泥浆性能指标不符合要求,孔壁未形成坚实泥皮。
②出渣后未及时补浆或孔内水流失造成孔内水头高度不够。
③护筒埋设不良,埋深不够,四周回填质量差。
④钻进进尺太快,提出钻锥钻进时,回转速度过快,空转时间太长。
⑤水头太高,使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。
⑥清孔、抽渣措施不当,吸泥时风压风量过大,延续时间太长,破坏了护壁的泥皮等。
⑦吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
预防和处理:控制进尺速度,选用高质量泥浆,保证护筒埋置深度和孔内水头高度,吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入,严防触及孔壁。如孔口坍塌,则回填黏土,重埋护筒,重新钻孔,如孔内坍塌,应查明坍孔原因、位置,然后进行处理。坍孔不严重时,可投入黏土加大泥浆的比重,提高孔内水位继续钻进;塌孔严重时,以黏土、石子、片石混合,回填到高出坍塌部位1~1.5m处再施钻。
2.钻孔偏斜
引起钻孔偏斜的原因有:钻孔中遇到较大的孤石或探头石,扩孔较大处,钻头摆动偏向一边,钻机产生不均匀沉陷,钻杆弯曲,接头不正。
预防和处理:应逐个检查钻机转盘、底座水平和钻杆接头,及时调正,主动钻杆弯曲时,要用千斤顶及时调直。钻孔偏斜时,一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔。
3.卡钻
常发生在冲击钻孔时,引起卡钻的原因有:钻孔形成梅花形,冲锥被狭窄部位卡住;焊补后冲锥大于原钻头,高冲程猛击;冲程太高,泥浆太稠,冲锥被吸住;大绳松放太多,冲锥倾倒,顶住孔壁。
预防和处理:更换钻头时,要注意直径的大小。焊补磨损钻头时,不要超过原直径。发现孔形不规则要及早处理,将孔打圆,以免卡钻。发生卡钻后,不要猛拉,以免钻头越卡越紧,要弄清情况,再妥善处理,上部卡钻时可松动钢丝绳,使钻头转动一下,再向上提,或用小冲程轻打,同时转动钢丝绳从下向上扫孔,及时上提钻头。钻头下卡的处理,可采用顺绳下钢丝绳套住钻头,用绞车提起。
4.糊钻和埋钻
常出现于正、反循环(含潜水钻机)回转钻进和冲击锥钻进。在正反循环回转钻进中,糊钻的表征是在细粒土层中钻进缓慢,甚至不进尺,出现憋泵现象;在黏土层中冲击成孔时,由于冲程太大、泥浆黏度过高、钻渣量大、钻杆内径过小,出浆口堵塞以致钻头被糊住或被埋住。
预防和处理:对正反循环回转钻,可清除泥包,调节泥浆的相对密度和黏度,适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻,选用刮板齿小、出浆口大的钻锥;对于冲击钻,还应减少冲程适当控制进尺;若已严重糊钻,应停钻,清除钻渣。
5.扩孔和缩孔
扩孔一般表现为局部的孔径过大,若因扩孔后继续坍塌影响钻进时,应按坍孔事故处理。
缩孔即孔径的超常缩小,一般表现为钻进时卡钻、提不出钻头或者提钻异常困难。各种钻孔方法均可能发生缩孔。为防止缩孔,要及时修补磨损的钻头和使用优质泥浆护壁。
6.梅花孔或十字孔
在以冲击锥钻进时,经常冲成的孔不圆,孔形不规则,故叫做梅花孔或十字孔。形成原因有:锥顶转向失灵,总在一个方向上下冲击;泥浆相对密度和黏度过高,钻头转动困难;操作时钢丝绳太松或冲程太小;地层中有探头石,造成局部孔壁凸进,成孔不圆。
预防和处理:应经常检查转向装置的灵活性;选用适当黏度和相对密度的泥浆,并适时掏渣;采用高低冲程交替冲击修整孔形。出现梅花孔或十字孔后,可用片、卵石混合黏土回填钻孔,重新冲击。
三、成孔检查
钻孔成孔后应进行成孔检查,检查内容应包括:孔位中心、孔径、孔深、倾斜度等。成孔检查应根据现场检测条件选择适宜的检测方法。检测应符合下列规定:
(1)成孔孔位中心位置检测应恢复孔位中心点,采用量尺测定沿线路方向和垂直线路方向的位置偏差。
(2)成孔孔径检测可采用笼式检孔器或井径仪,前者以检孔器顺利通过为准,后者可根据直接测得的数据进行验收。
(3)成孔倾斜度检测可采用钻杆倾斜法、笼式检孔器检测法或电子测斜法。
(4)成孔深度检测宜采用测绳直接量测。孔深应沿孔周进行量测。
笼式检孔器的制作应符合下列规定:
①笼式检孔器应有足够的刚度,外径应与设计桩径相同。
②笼式检孔器长度宜为4~5倍设计桩径,且不宜小于6m。
③笼式检孔器两端宜制作成锥形,锥形高度不宜小于检孔器半径。
笼式检孔器如图3-10所示。
图3-10 笼式检孔器
四、清孔
在钻至设计高程后,应及时进行清孔。其目的是抽、换原钻孔内泥浆,降低泥浆的相对密度、黏度、含砂率等指标,清除钻渣,减少孔底沉淀厚度,防止桩底存留沉淀土过厚而降低桩的承载力。清孔方法有抽浆清孔法、换浆清孔法、掏渣清孔法、喷射清孔法等。
1.抽浆法清孔
抽浆清孔比较彻底,适用于各种钻孔方法的摩擦桩、支承桩和嵌岩桩。但孔壁易坍塌的钻孔使用该法时,操作要注意,防止坍孔。一般用反循环回转钻机、空气吸泥机、水力吸泥机或真空吸泥泵等进行清孔。
2.换浆法清孔
当使用正循环回转钻进时,终孔后,停止进尺,稍提钻锥离孔底10~20cm空转,并保持泥浆正常循环,以中速将相对密度1.03~1.10的较纯泥浆压入,把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出。该法对正循环回转钻进来说,不需另加机具,且孔内仍为泥浆护壁,不易坍孔。缺点是清孔不彻底,混凝土质量较难保证,而且清孔时间太长,用其他方法钻孔时,不宜采用该法。
3.掏渣法清孔
该法仅适用于各类土层摩擦桩的初步清孔,对冲击钻进,可在清渣前,投入水泥1~2袋,通过冲击锥低冲程的反复冲拌数次,使孔内泥浆、钻渣和水泥形成混合物,然后以掏渣工具掏出。
对大直径、深孔,应在用掏渣法清孔后,再用气举抽浆法清孔。
4.喷射法清孔
该法是在灌注混凝土前,对孔底进行高压射水或射风数分钟,使沉淀物漂浮后,立即灌注水下混凝土。常在其他方法清孔过程中配合使用。
清孔后要满足孔底沉淀土层的厚度不大于设计规定,泥浆性能指标符合设计规范要求。
清孔完需检测孔底沉淀土的厚度不大于设计规定,各项泥浆性能指标不能大于规范值。
五、钢筋骨架
一般由主筋、加强筋、螺旋箍筋、定位筋四部分组成,其制作方法有卡板成型法、支架成型法、胎具成型法、箍筋成型法、加劲筋成型法等,钢筋骨架如图3-11所示。钢筋骨架的保护层一般为5~8cm,在制作骨架时一定要设置好。通常可采用绑扎混凝土预制块、焊接钢筋“耳朵”、钢垫环法等。制好后的钢筋骨架必须放在平整、干燥的场地上,每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方。
图3-11 钢筋笼加工
钢筋骨架可用吊车吊起垂直放入孔内,相邻节端应焊接牢固。骨架最上端定位时,必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度,并反复核对无误后再焊接定位。然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢,将整个定位骨架支托于护筒顶端。两工字钢或槽钢的净距应大于导管外径30cm。其后撤下吊绳,用短钢筋将工字钢或槽钢及定位筋的顶吊圈焊于护筒上。一方面可以防止导管或其他机具的碰撞而使整个钢筋骨架变位或落入孔中;另一方面还可以防止骨架上浮。当灌注完毕的混凝土开始初凝时,即要割断定位骨架竖向筋,使钢筋笼不影响混凝土的收缩,避免钢筋混凝土的黏结力受损失。
六、导管
导管是灌注水下混凝土的重要工作,用钢板卷制焊成或采用无缝钢管制成。导管的连接方法有法兰盘、丝扣、卡口三种。内径一般为25~35cm,中间长2~3m,漏斗下可配长约1m的上端节导管,以便调节漏斗的高度。
导管在使用前和使用一个时期后,除应对其规格、质量和拼装构造进行检查外,还需做拼接、过球和水密、承压、接头、抗拉等试验。水密试验时的水压应不小于井内水深1.3倍的压力;进行承压试验时的水压不应小于导管壁可能承受的最大内压力,可按下式计算:
Pmax=1.3(γchcmax-γwHw) (3-1)
式中 Pmax——导管壁可能承受的最大内压力,kPa;
γc——混凝土容重(用24kN/m3);
hcmax——导管内混凝土柱最大高度,采用导管全长,m;
γw——钻孔内水或泥浆容重,小于12kN/m3时不宜灌注水下混凝土,kN/m3;
Hw——钻孔内水或泥浆深度,m。
导管吊放时,应使位置居于孔中,轴线顺直,稳步沉放,防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。
七、水下混凝土的灌注
(一)相关规定
水下混凝土原材料选择、配合比设计、施工等应符合设计要求和《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB 10424—2018)的有关规定。水下混凝土应连续浇注,中途不得停顿,混凝土供应必须满足混凝土连续浇注的要求。
干作业成孔的钻孔桩混凝土可按水下混凝土标准进行配制,严格按照导管法干孔浇注,桩顶4m范围内的混凝土应进行振捣。浇注完毕后对桩顶部混凝土应进行养护。
水下混凝土浇注施工流程如图3-12所示。
图3-12 水下混凝土浇注施工流程图
(二)施工准备工作
水下混凝土浇注前应做好以下工作:
(1)应对成孔孔底高程、导管底口高程、泥浆性能指标和沉渣厚度进行检查。
(2)应对施工机具及人员进行检查,施工机具和劳动力应满足最大浇注量的需要。
(3)对混凝土输送管道和料斗等进行充分湿润,但不得有明水积存。
(4)检查砍球装置的灵敏性和性能是否正常。
(三)施工要求
(1)拆除导管的间断时间应尽量缩短,每根桩的浇注时间不应过长,宜在混凝土初凝时间内完成。导管实物图如图3-13所示。
图3-13 导管
(2)桩顶混凝土浇注面高程应高出设计桩顶高程0.5~1.0m。
(3)水下混凝土浇注过程中,特别是潮汐地区和有承压力地下水地区,应注意保持孔内水头高度。
(4)首批混凝土浇注应满足下列规定:
①首批浇注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部的需要,如图3-14所示,所需混凝土数量可按下式计算:
图3-14 首批浇注混凝土的数量计算
式中 V——浇注首批混凝土所需数量,m3;
D——实钻桩孔直径,m;
H1——桩孔底至导管底端间距,一般为0.4m;
H2——导管初次埋置深度,m;
d——导管内径,m;
h1——桩孔内混凝土达到埋置深度H2时,导管内混凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度,m,即h1=Hwγw/γc;
其中 Hw——桩孔内混凝土面至桩孔内泥浆顶面高度,
γw——泥浆相对密度,
γc——混凝土相对密度。
②首批水下混凝土浇注完成后,导管埋置深度不得小于1m,并不宜大于3m。
(5)封底完成后,后续水下混凝土浇注应符合下列规定:
①水下混凝土浇注过程中,混凝土浇注速度应保持匀速,应随时核对混凝土的浇注数量,以确定所测混凝土的浇注高度是否正确。
②混凝土浇注过程中应经常测探孔内混凝土面高程,及时调整导管埋深。导管埋深宜控制在2~6m,最小埋深任何时候不得小于1.0m。当浇注速度较快、导管较坚固并有足够的起重能力时,可适当加大埋深,但不宜超过8m。
③混凝土浇注情况、浇注数量、浇注时间、混凝土面标高、导管埋深、导管拆除长度以及发生的异常情况等,应由专人记录。
(四)护筒拆除及桩头处理
1.护筒拆除
护筒拆除宜在混凝土初凝后、终凝前进行。护筒埋置较深、不易拆除时,宜采用一次性护筒,必须拔除时应有防坍塌和保护成桩桩头的可靠措施。
2.桩头处理
(1)陆地埋置深度不大于1.5m的桩头,宜在混凝土初凝后、终凝前进行挖除处理,挖除深度应满足桩顶预留不少于30cm的混凝土,并在进行承台施工时凿除。桩头处理如图3-15所示。
图3-15 桩头处理
(2)采用后开挖截除桩头的方法时,可采用人工配合机械的方法,但距设计高程30cm以内,不得使用大型机械凿除,应用人工配合小型凿除设备,桩头应修整平整。
(3)在凿除过程中应修整齐预留钢筋,不得任意弯折钢筋或加热后修整。