论述某建筑工程钻孔反循环灌注桩施工
关键词:钻孔反循环；灌注桩施工；工程实例
1工程实例
大都花园工程,建筑面积42539m2,高度98m,地下1层,地上25层,框架—剪力墙结构,基坑尺寸为63.5m×55.6m。地基处理采用桩基,施工场地属非自重湿陷性黄土场地。水文地质资料:实测施工场地稳定水位深度为12.8m～13.00m,相应绝对标高369.71m～369.91m。地下水属于潜水类型。地下水年变化幅度在1.5m左右。地下有4m～6.5m的砂层,对处理地基设计院要求用反循环灌注桩。
2施工工艺
1)桩位测量放线。
采用全站仪将基准点及基准线移入施工现场,按桩基图的要求,放桩孔位点。用￠18钢筋在桩位点砸同直径深300mm的孔,灌入白灰并将钢筋头一同砸入地面,钢筋头与地面平齐。在砸孔前要将所放的桩孔位点全部复核验收合格后才能施工。测量施工场地的标高平均为-7.09m。在浇筑场地硬化混凝土时预留钻孔位置,保证钻孔位置不会移位。
2)护筒制作及埋设。
护筒采用5mm厚钢板卷制￠1000mm护筒,焊缝保证密封,上口焊吊环,开设进水口。其埋设深度视现场实际情况而定。护筒开挖采用人工挖孔方式,土层松散时可跟护筒开挖,以防坍塌。
3)泥浆的制作及净化。
泥浆主要是靠成孔过程的黏土地层自造浆,必要时适量在泥浆中加入PGS泥浆处理剂调整泥浆性能。在钻进过程中,由孔底返上的泥浆携带大量的钻渣,导致泥浆比重增大,粘度上升,失水量增大,同时增加泥浆的流动阻力,降低钻进效率,需要及时对泥浆进行净化,要求不断清除钻渣和排掉部分稠泥浆。在沉淀池边停放一台挖掘机,不停捞取钻出的钻渣,配备自卸汽车外运钻渣。在泥浆池边安放一台泥浆泵,用来排放稠泥浆,配备罐车拉运废浆。
4)泥浆性能检测。
施工现场配置泥浆检测仪器,钻进中坚持每天检测泥浆性能1次～2次,并根据需要随时抽检。检测的泥浆性能有:比重、粘度、失水量、泥皮厚度、含砂率、pH值等指标。其中以泥浆比重和泥皮厚度为主要控制指标。
5)循环系统布设。
泵吸反循环系统采用自流回灌式系统,简单而且清渣容易,循环可靠。循环路线为:泥浆池→泥浆槽→孔口→钻杆与钻孔环状空间→钻头→钻杆内孔→水龙头→砂石泵→排浆胶管→沉淀池→泥浆池。
6)钻进成孔。
a.开孔采用人工挖孔,挖孔深度为1.5m左右,便于钻机反循环钻进。
b.砂石泵启动前,钻头提离孔底0.2m,孔内冲洗面与孔口平齐,砂石泵启动后,待形成正常反循环后开机轻压慢速下放钻头到孔底,逐渐加大转速和调整钻压。
c.钻进中认真细心观察进尺情况和砂石泵的排水出渣情况,当排量减小和出水量中含钻渣量大时,控制钻进速度,防止因循环密度大或管道堵塞而中断循环。
d.加接钻杆时,先停钻并将钻具提离孔底0.1m维持冲洗液循环1min～2min,以清洗孔底、钻具中的钻渣,然后停泵加接钻杆。
e.对钻孔进程中出现塌孔的异常情况,采用停机并将钻具提离孔底,控制泵量,保持泥浆循环,吸除坍落物,保持水头压力以防止孔壁继续塌孔。恢复正常钻进后,控制泵的排泥量不宜过大,避免吸垮孔壁。
f.钻孔达到设计要求孔深后,将钻具提离孔底100mm左右,保持泥浆冲洗液继续循环一定时间,当返回地面泥浆不含泥渣时,停机测量桩底标高,校正孔深,符合设计要求并经现场监理及技术人员验收合格后才可提钻。
7)首次清孔。
钻到设计孔深后,将钻具提离孔底100mm,保持泥浆冲洗液正常循环,冲洗一段时间后,转动并上下活动钻具,搅动孔底沉渣,便于冲洗液将钻渣清出孔外,同时检查出浆管口泥浆含渣情况,在确认出泥浆中含钻渣后,继续冲孔5min～10min,提钻结束成孔工序。
8)吊装钢筋。
钢筋笼在地面移动时采用人力抬运,入孔采用两点法用吊车调运。成型的短节钢筋笼用吊车吊至孔口,在孔口将短节钢筋笼对接下入孔内。钢筋笼标高用钢筋笼悬挂器在孔口控制。对接钢筋笼时要上下轴线一致。钢筋笼中心与桩位中心对正,采用扶正筋扶正,确保钢筋笼、孔中心偏差不超过规范要求和满足保护层厚度要求。钢筋笼下放到位后,顶部定位应与设计标高一致,将钢筋笼加两根悬挂筋在孔口上固定。
9)安装导管。
浇筑混凝土前,先安装导管,导管选用内径250mm游轮式导管,壁厚为5.5mm,单节导管长1.0m,可连接为任意长导管柱,导管内壁光滑,连接采用“O”形密封圈。导管上口安装初灌斗,不漏浆,不挂浆,漏泄畅通,初灌斗容积为1.2m3。卸混凝土前,将隔水塞放入导管口。导管的安装起吊使用12t汽车吊进行操作。
10)二次清孔。
导管要求应放置在桩孔中心,防止导管碰挂钢筋笼。导管安装完毕后,应再次检测孔内沉渣厚度,若沉渣厚度超过设计要求,应进行二次清孔。二次清孔时使用专用接头连接灌注导管和砂石泵,进行反循环清孔直至沉渣厚度满足设计要求为止。清孔结束前,请现场监理和业主代表进行检查验收,同意后方可结束二次清孔进行混凝土灌注。
11)水下灌注混凝土。
开始灌注前,导管下端距孔底0.5m～0.6m,把隔水塞用铁丝紧紧悬挂于导管内,准备好后,先加入水泥砂浆约0.5m3(配合比为水泥∶水∶砂=1∶0.5∶1.5),再放入混凝土,初灌后检查混凝土面高度,保证埋管深度大于1.5m。混凝土均匀连续的注入导管,严禁中途停工,满足埋管深度要求并及时测量孔内混凝土面高度,适时拆卸导管,导管和埋置深度控制在2m～7m。
12)起拔导管。
混凝土灌注过程中,导管的起拔用汽车吊吊拔,根据混凝土面测量高度,进行起拔,要慢慢起拔,要保证导管埋深不得小于2m,并及时拆卸导管连接螺丝,保证混凝土的连续灌注,严禁导管起拔碰挂钢筋笼,灌注完混凝土后,及时进行混凝土养护。
13)清洗设备。
灌注混凝土结束后,及时清理冲洗现场、清洗设备和工具上的混凝土,保持设备的清洁和干净。
3试桩检测结果
1)对本施工现场3根试桩成孔质量现场测试,试桩和锚桩的桩孔孔径、孔深、垂直度偏差以及孔底沉渣均满足设计要求。
2)小应变动力检测结果表明,所测的15根试锚桩桩身结构完整。
3)在试桩条件下,当桩顶标高为-8.45m,实测桩径804mm～812mm,实测桩长35.4m～35.6m,桩身混凝土强度等级为C45,采用水冲反循环成孔工艺,本工程施工的钢筋混凝土钻孔灌注桩单桩竖向抗压极限承载力不小于9600kN。
4)根据检测结果计算得到的本场地在试桩条件下各地基土层侧阻力和端阻力。
4工程桩的施工以及检测结果
1)经前期工程准备,施工场地混凝土硬化,泥浆池和循环泥浆槽全部施工到位后,2005年4月4日开始工程桩的施工,￠800mm工程桩235根,￠600mm工程桩103根,桩身长分别为35.1m和27.1m,工程桩混凝土强度等级为C40。桩顶标高为-8.45m。工程桩施工严格按照JGJ94-94建筑桩基技术规范和GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范进行施工,于2008年6月6日工程桩完工。
2)2005年7月底,经省建设工程人工地基工程质量第一检测站随机抽检18根工程桩作大应变,71根工程桩作小应变。71根工程桩的成孔质量检测:各检测桩孔的孔深、孔径、垂直度偏差及沉渣厚度均满足设计和规范要求。工程桩桩身结构完整性良好,完整性分类均为Ⅰ类。￠800mm工程桩桩身长为35.1m时,各检测桩单桩竖向极限承载力值在9489kN～9773kN,平均值为9645kN。￠600mm工程桩桩身长为27.1m时,单桩竖向极限承载力值在4603kN～4688kN,平均值为4639kN。所抽检的桩均满足单桩极限承载力设计要求。
5结束语
文章通过对大都花园工程桩基灌注桩施工实践,谈了钻孔反循环灌注桩施工工艺,并对现场试桩成孔质量检测结果作了分析,结果表明:反循环灌注桩技术的应用满足地基处理的要求,能够取得很好的经济效益和社会效益。
