大直径钻孔桩在工程中应用

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大直径钻孔桩在工程中应用【1】

摘要：本文针对工程对大直径钻孔桩在工程中应用进行了分析,包括钢护筒加工制作、泥浆制备与循环、钻进成孔、终孔验收、钢筋笼制安、导管拼接、试压、水下混凝土灌注。

关键词：钻孔桩;导管拼接;试压

1 工程概述

某引桥采用70m跨连续刚构,下部结构采用单桩独柱构造,无承台,墩身施工时以桩基施工施沉钢护筒作为挡水结构,有效规避自然条件约束,节省投入,施工质量得到保证。

为满足结构承载力和稳定性要求，减少阻水断面,南岸水中区引桥桩基础采取3.8m大直径钻孔灌注桩,单桩最长达108m,桩孔深度达118m。

2钢护筒加工制作

钢护筒节段均在项目部后场加工区设置钢护筒加工厂房进行钢护筒管节的制作,组装。

导向架就位,测量放出导向架平面位置,然后导向架就位：上层导向架固定在钻孔平台顶面,下层导向架固定在钻孔平台下层平联顶面并与平联采用螺栓或焊接连接。

钢护筒吊放,钢护筒节段运至施工现场后,利用200t履带吊和100t履带吊抬吊。

200t履带吊吊车钩住钢护筒顶口,100t履带吊钩住钢护筒底口。

通过两个吊车同时操作竖起钢护筒,为保证吊装安全100t履带吊始终保持40t的拉力。

通过两个吊车吊钩一起一落,将钢护筒由水平状态转为竖直状态。

为保证钢护筒顶口不变型,钢护筒内支撑在钢护筒竖直后在进行拆除且制作扁担吊具,避免局部拉应力导致钢护筒顶口变形。

钢护筒竖起后松下100t履带吊吊钩,通过200t吊车将钢护筒下放至导向框内。

3泥浆制备与循环

栈桥上铺设有自来水管道,可给各个墩位处供应自来水,因此采用淡水泥浆进行钻孔桩成孔施工护壁。

钻孔泥浆的制配采取在平台上造浆机内造浆,利用未开孔的钢护筒作为泥浆池。

在泥浆制配循环过程中,每拌浆400m3对孔内以及循环池出口处的泥浆进行检测一次,根据检测结果对泥浆进行调整,增减水、膨润土、以及外加剂的用量。

4钻进成孔

钻机就位前对主要机具及其配套设备进行检修，合格后开始安装钻机及起吊系统,钻机底盘找平后,在护筒顶口就位。

开钻前用水准仪矫正转盘,保证水平，在钻进过程中经常检查钻盘,发现倾斜或移位,及时纠正。

同时安装供电、供水、泥浆循环管路等,所有配套设备到位后开始调试运行钻机,保证所有设备在开钻后正常运转。

为保证钻孔施工过程中的孔壁绝对安全,因此在钻孔施工过程中注意进行孔、内外液面监测,水头差控制在2-5m内,在水头差超过5m时采用3PIN泥浆泵补充或抽出孔内泥浆,调整水头差。

考虑到嘉绍大桥潮水涨落速率较大,正常月份高潮位与低潮位潮差约为6m,涨潮历时约4h,落潮历时约9h,因此配备1台3PIN泥浆泵可以满足正常钻进时泥浆循的环与水头差补给。

5终孔验收

成孔质量检测利用超声波检测仪对钻孔进行实时成像智能化测距,可实时测得钻孔孔径、孔深、垂直度、孔径缩颈部位及程度,利用测得结果可对任意深度的平面图及任意方位剖面图进行回放,在检测同时直观地显现孔状态,检测结束后自动生成检测结果报告。

6钢筋笼制安

钢筋笼加工制作在后场钢筋加工场地上进行,采用长线台座法加工,加工场区设置2条长度均为110m长的台座,台座由混凝土基础及弧形钢筋定位架构成。

钢筋定位架由按钢筋位置开槽口弧形钢板以及支撑型钢组成，通过螺栓固定在混凝土基础上。

钢筋定位架安装固定时用经纬仪控制轴线,水准仪控制水平标高，保证钢筋定位架轴线在同一水平面和同一条线上。

为了保证钢筋笼制作时上下断面的齐平,在台座一端设置挡板并用型钢支撑牢固。

钢筋笼内管道的安装,在钢筋笼制作好后在钢筋笼分解前进行声测管的安装。

声测管总长度按顶标高+10.0m,底标高与设计桩底标高相同考虑,声测管分节长度跟钢筋笼分节情况一致,为了保证在钢筋笼现场对接时声测管能够准确对准位置,钢筋笼内每根管道对准安装位置,用铁丝将管道与钢筋绑扎,每3m左右绑扎一道让并设置定位钢筋,管道与钢筋笼的绑扎要牢固,同时让管道在一定范围内移动;现场对接时先将管道对好再调整管道的位置,保证管道顺畅再进行焊接连接;钢筋笼拆分和运输,钢筋笼加工制作好后进行各节钢筋笼间连接接头拆开,按照现场沉放先后进行顺序进行反向方向拆分,拆分后钢筋笼在运输前,用塑料套筒将直螺纹位置套上,防止在运送过程中破坏丝牙。

7导管拼接、试压

本工程导管采用单根内径Ф305mm,壁厚10mm的无缝钢管制成,快速螺纹接头,导管接头处设2道密封圈,保证接头的密封性,导管须经水密试验不漏水,其容许最大内压力必须大于Pmax。

水密性试验方法是把拼装好导管先灌满水,两端封闭,一端焊接出水管接头,另一端焊接进水管接头并与压力泵出水管相接，启动压力泵给导管注入压力水,当压力泵压力表压力达到导管须承受计算压力时稳压10min后接头及接缝处不渗漏即为合格。

8水下混凝土灌注

水下混凝土浇注是钻孔灌注桩施工主要工序,是影响桩身质量关键。

灌注前须仔细测量沉渣,若混凝土灌注前沉渣超过设计要求,须进行第二次清孔,满足设计要求经现场监理工程师认可后才能灌注水下混凝土。

混凝土封底灌注采用隔水栓拨球法即在漏斗底部导管的顶口安装泡沫隔水栓,再用塞子封住导管口。

塞子通过钢丝绳挂在龙门吊吊钩上，漏斗通过另一套钢丝绳挂在履带吊吊钩上,两根钢丝绳长度不同,导管封底时可提升塞子一定高度而小料斗不受影响,当混凝土堵塞导管时可提升漏斗从而提高导管悬空,增大压差便于混凝土下落。

当集料斗内混凝土方量达到24m3后，开启集料斗料门通过溜槽给漏斗供料,当漏斗内灌满混凝土后立即吊出塞子,使混凝土沿导管下落，同时保持集料斗储料不间断地通过漏斗和导管灌注至水下完成首批混凝土灌注。

为防止钢筋笼上浮,当灌注混凝土顶面局钢筋笼底部1m左右时降低混凝土浇注速度。

当拌合物上升至骨架底口4m以上时提升导管使其底口高于钢筋笼底口2m以上然后即可恢复灌注速度。

封底成功后随即转入正常灌注阶段。

混凝土经泵送,不断地通过集料斗、浇注料斗及导管灌注至水下直至完成整根桩灌注。

正常灌注阶段导管埋深控制在2-6m且每15-30min测量一次混凝土面标高,测点为4个,当测点出现较大高差时及时调整导管埋深,同时混凝土在护筒刃脚以下时须保持护筒内泥浆面高于水位2m。

灌注至扩大截面处时导管提升至扩大截面下约2m,稍加大混凝土灌注速度和混凝土塌落度,当混凝土面高于扩大截面处3m后将导管提升至扩大截面处上1m继续灌注至桩顶。

当混凝土灌注临近结束时核对混凝土的灌入数量,确定所测混凝土高度是否准确,当确定混凝土顶面标高到位后停止灌注及时拆除灌注导管。

灌注完成时砼面应不小于设计桩顶标高0.8m保证桩头混凝土质量。

在灌注过程中由混凝土置换出来孔内泥浆经连通管引流至待钻护筒内回收利用，对于混凝土浇注至桩顶部分含水泥浆废浆用泥浆泵泵至排渣筒内上,运送处理场内进行处理。

9 结论

本文通过对大直径钻孔桩施工工艺进行了分析,在施工工艺的每个施工环节只要严格按照施工工艺,采用科学合理的施工才能确保工程质量。

参考文献

[1]孙庆丰.钻孔灌注桩施工中常见问题及处理方法探讨[J],交通科技,2003(6), 24-25

[2]魏清河.钻孔灌注桩的施工质量控制[J],内蒙古水利,2011(6),130-131

[3]周庆,郑吉成.钻孔灌注桩施工常见故障和处理对策[J],施工技术,2012(1), 28-31

大直径钻孔灌注桩(后注浆)在工程中的应用【2】

【提要】结合具体的工程实例，介绍大直径钻孔灌注桩(后注浆)的原理及在工程中的应用，以供工程设计参考。

【关键词】大直径钻孔灌注桩后注浆

1. 工程概况及特点

工程为乙级高级电信楼，位于北京市顺义区后沙峪镇，机场北线高速与天北路交界的东南侧，地下一层，地上五层。

地下一层层高2.9m(局部5.3m)，首层层高7m，二～四层层高6.2m，五层层高5.5m，建筑总高度31.1m。

总建筑面积52673m2，结构形式为钢框架-支撑体系。

根据地勘报告可知，拟建场地地面以下40.00m深度范围内的地层划分为人工填土层及第四纪冲洪积沉积层两大类，第四系地层由粘性土、粉土和砂土构成，呈互层状分布。

按地层岩性及其物理力学性质指标可将地基土层划分为9个大层。

各土层承载力标准值见表一。

2. 基础选型及比较

1)天然地基独立基础

按照建筑设计条件，本工程基底持力层为粘质粉土-砂质粉土②层、粉质粘土-重粉质粘土②1层和粘土②2层，局部为粉质粘土-重粉质粘土③1层。

地基承载力标准值110～160kpa，由于柱下荷载达15000kN，对地基基础的承载能力要求很高，采用独立基础时，基底天然地层的地基承载力标准值较低，采用天然地基和复合地基均不能满足设计对地基承载力和变形的要求，天然地基和复合地基方案均不可行。

2)桩基

由于天然地基难以满足工程要求，故考虑采用钻孔灌注桩。

根据地勘报告，以细中砂⑧层作为桩端持力层，各土层桩的极限侧阻力标准值及桩的极限端阻力标准值见表二。

3. 后注浆原理

桩底桩侧后压浆技术是国内外近年来发展的桩基改良技术。

桩底注浆有的在桩底放置

胶囊，通过向胶囊注浆形成扩大头;有的在桩底放置注浆箱体等等。

桩侧注浆多数是在钢筋笼上预埋袖阀管，成桩后48 小时内高压浆冲破保护层实施有损注浆。

后压浆技术的特点是采用外置式后压浆阀，成桩后实施无损注浆，其作用机理是：在桩体形成2天后，由桩端和桩侧的预埋管阀压入水泥浆，通过浆液的渗透、劈裂压密等方式，加固泥皮和桩底沉渣的固有缺陷，改善桩土界面，并使桩周一定范围内的土体得到加固，土体强度增加，增大桩侧摩阻力和端承力，从而大幅度地提高单桩极限承载力和减少沉降量。

4. 后注浆应注意的问题

1. 单桩承载力较高时，应注意桩身与结构强度相匹配。

2. 采用后注浆工艺时，应保证注浆水泥量的充足，同时为了提高注浆效果，应严格控制注浆流量，并宜分多次注浆，其间隔时间宜通过试注浆确定。

3. 已有工程经验表明采用后注浆技术时，单桩承载力提高幅度值变化很大，与施工工艺密切相关，应注意施工管理及桩基检测;设计取值时应留有足够的安全度。

5. 结语

工程实践表明，在相同的工程地质条件下，与普通的钻孔灌注桩相比，采用可靠的桩底、桩侧后注浆施工工艺时，不但能够提高成孔、成桩质量，而且可消除孔底沉渣、孔壁泥皮影响，维持孔壁稳定，从而提高基桩承载能力，减小沉降变形，具有明显的经济及社会效益。

【参考文献】

(1)(JGJ 94-2008)建筑桩基技术规范【S】

(2)(DBJ 11-501-2009)北京地区建筑地基基础勘察设计规范【S】

(3) 桩基工程手册编写委员会桩基工程手册【M】北京：中国建筑工业出版社 1995