地基处理与基施工(四)-灌注桩施工.docVIP

二、 灌注桩施工 灌注桩是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。与预制桩相比，灌注桩能适应各种地层，无需接桩，桩长、直径可变化自如，减少了桩制作、吊运。但其成孔工艺复杂，现场施工操作好坏直接影响成桩质量，施工后需较长的养护期方可承受荷载。 灌注桩施工可分为钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、套管成孔灌注桩和爆扩成孔灌注桩等。 （一）钻孔灌注桩 钻孔灌注桩可分为干作业成孔灌注桩、湿作业成孔灌注桩。 1．干作业成孔灌注桩 干作业成孔灌注桩适用于地下水位以上的黏性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层。此类土质勿需护壁可直接取土成孔，常用螺旋钻机干作业成孔。其施工程序包括：钻孔取土，清孔，吊放钢筋笼，浇筑混凝土。 (1) 钻孔取土： 在施工准备工作完成后，按确定的成孔顺序，桩机就位。螺旋钻机通过动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转削土，土块沿螺旋叶片提升排出孔外，然后装卸到小型机动翻斗车(或手推车)中运离现场。当一节钻杆钻入地面后，可接第二节钻杆继续钻入，直至达到设计深度。操作时要求钻杆垂直，钻孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻进时，可能是遇到石块等异物，应立即停机检查。全叶片螺旋钻机成孔直径一般为 300～800mm，钻孔深度为 8～25m。在钻进过程中，应随时清理孔口积土并及时检查桩位以及垂直度，遇到塌孔、缩孔等异常情况，应及时研究解决。 (2) 清孔： 当钻孔到预定钻深后，必须将孔底虚土清理干净。钻机在原深处进行空转清土，然后停止转动，提起钻杆卸土。应注意在空转清土时不得加深钻进；提钻时不得回转钻杆。清孔后可用重锤或沉渣仪测定孔底虚土厚度，检查清孔质量。 (3) 吊放钢筋笼： 清孔后吊放钢筋笼，吊放时要缓慢并保持竖直，防止放偏和刮土下落，放到预定深度时将钢筋笼上端妥善固定。在钢筋笼安放好后，应再次测定孔底虚土厚度，端承桩≤50mm，摩擦桩≤150mm。 (4) 浇筑混凝土： 浇筑混凝土宜用机动小车或混凝土泵车，应防止压坏桩孔。混凝土坍落度一般为 80～100mm，强度等级不小于 C15，浇筑混凝土时应随浇随振，每次浇筑高度应小于 1.5m，可用接长软轴的插入式振捣器配合钢钎捣实。 2．湿作业成孔灌注桩 湿作业成孔灌注桩即泥浆护壁成孔灌注桩。泥浆护壁成孔灌注桩适用于地下水位以下的黏性土、粉土、砂土、填土、碎(砾)石土及风化岩层；以及地质情况复杂，夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层。 在钻孔过程中采用泥浆保护孔壁及排渣，常用回旋钻机成孔。其施工程序包括：钻孔，造浆，排渣，清孔，吊放钢筋笼，浇筑混凝土。 (1) 钻孔：回旋钻机是由动力装置带动钻机的回旋装置转动，并带动带有钻头的钻杆转动，由钻头切削土壤。在钻孔时，应在桩位处设护筒，以起定位、保护孔口、维持水头等作用。护筒可用钢板制作，内径应比钻头直径大100mm，埋入土中深度通常不宜小于1.0～1.5m。 护筒埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于 50mm。在护筒顶部应开设 1～2 个溢浆口。在钻孔期间，应保持护筒内的泥浆面高出地下水位 1.0m 以上，与地下水压平衡而保护孔壁稳定。 (2) 造浆： 在黏土中钻孔时，可利用钻削下来的土与注入的清水混合成适合护壁的泥浆，称为自造泥浆；在砂土中钻孔时，应注入高黏性土(膨润土)和水拌和成的泥浆，称为制备泥浆。泥浆护壁效果的好坏直接影响成孔质量，在钻孔中，应经常测定泥浆性能。为保证泥浆达到一定的性能，还可加入加重剂、分散刑、增黏剂及堵漏剂等掺合剂。 (3) 排渣： 钻孔时，在桩外设置沉淀池，通过循环泥浆携带土渣流入沉淀池而起到排渣作用。根据泥浆循环方式的不同，分为正循环和反循环两种工艺。 正循环回旋钻机成孔的工艺如图 2.7 所示。泥浆或高压水由钻杆内部注入，并从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，携带土渣的泥浆流入沉淀池，经沉淀的泥浆再注入钻杆，由此进行正循环。正循环工艺施工费用较低，但泥浆上升速度慢，大粒径土渣易沉底，一般用于孔浅、孔径不大的桩。反循环回旋钻机成孔的工艺如图 2.8 所示。泥浆由钻杆与孔壁间的环状间隙流入钻孔，然后，由砂石泵或真空泵在钻杆内形成真空，使泥浆携带土渣由钻杆内腔吸出至地面而流入沉淀池，经沉淀的泥浆再流入钻孔，由此进行反循环。反循环工艺的泥浆上升的速度快，排放土渣的能力大，可用于孔深、孔径大的桩。 (4) 清孔： 钻孔达到设计深度后，应进行清孔。以原土造浆的钻孔，清孔可用射水法，此时钻具只转不进，待孔底残余泥渣已磨成浆，排出泥浆比重降到 1.1 左右即认为清孔合格；注入制备泥浆的钻孔，可采用换浆法清孔，至换出泥浆的比重小于 1.15 时方为合格。清孔时采用泥浆循环方式仍可用正循环或反循环工艺，通常与成孔时泥浆循环方式相同。 (5) 吊放钢筋笼：