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大直徑鉆孔樁在工程中應用
大直徑鉆孔樁在工程中應用【1】
摘要：本文針對工程對大直徑鉆孔樁在工程中應用進行了分析,包括鋼護筒加工制作、泥漿制備與循環、鉆進成孔、終孔驗收、鋼筋籠制安、導管拼接、試壓、水下混凝土灌注。
關鍵詞：鉆孔樁;導管拼接;試壓
1 工程概述
某引橋采用70m跨連續剛構,下部結構采用單樁獨柱構造,無承臺,墩身施工時以樁基施工施沉鋼護筒作為擋水結構,有效規避自然條件約束,節省投入,施工質量得到保證。
為滿足結構承載力和穩定性要求，減少阻水斷面,南岸水中區引橋樁基礎采取Φ3.8m大直徑鉆孔灌注樁,單樁最長達108m,樁孔深度達118m。
2鋼護筒加工制作
鋼護筒節段均在項目部后場加工區設置鋼護筒加工廠房進行鋼護筒管節的制作,組裝。
導向架就位,測量放出導向架平面位置,然后導向架就位：上層導向架固定在鉆孔平臺頂面,下層導向架固定在鉆孔平臺下層平聯頂面并與平聯采用螺栓或焊接連接。
鋼護筒吊放,鋼護筒節段運至施工現場后,利用200t履帶吊和100t履帶吊抬吊。
200t履帶吊吊車鉤住鋼護筒頂口,100t履帶吊鉤住鋼護筒底口。
通過兩個吊車同時操作豎起鋼護筒,為保證吊裝安全100t履帶吊始終保持40t的拉力。
通過兩個吊車吊鉤一起一落,將鋼護筒由水平狀態轉為豎直狀態。
為保證鋼護筒頂口不變型,鋼護筒內支撐在鋼護筒豎直后在進行拆除且制作扁擔吊具,避免局部拉應力導致鋼護筒頂口變形。
鋼護筒豎起后松下100t履帶吊吊鉤,通過200t吊車將鋼護筒下放至導向框內。
3泥漿制備與循環
棧橋上鋪設有自來水管道,可給各個墩位處供應自來水,因此采用淡水泥漿進行鉆孔樁成孔施工護壁。
鉆孔泥漿的制配采取在平臺上造漿機內造漿,利用未開孔的鋼護筒作為泥漿池。
在泥漿制配循環過程中,每拌漿400m3對孔內以及循環池出口處的泥漿進行檢測一次,根據檢測結果對泥漿進行調整,增減水、膨潤土、以及外加劑的用量。
4鉆進成孔
鉆機就位前對主要機具及其配套設備進行檢修，合格后開始安裝鉆機及起吊系統,鉆機底盤找平后,在護筒頂口就位。
開鉆前用水準儀矯正轉盤,保證水平，在鉆進過程中經常檢查鉆盤,發現傾斜或移位,及時糾正。
同時安裝供電、供水、泥漿循環管路等,所有配套設備到位后開始調試運行鉆機,保證所有設備在開鉆后正常運轉。
為保證鉆孔施工過程中的孔壁絕對安全,因此在鉆孔施工過程中注意進行孔、內外液面監測,水頭差控制在2-5m內,在水頭差超過5m時采用3PIN泥漿泵補充或抽出孔內泥漿,調整水頭差。
考慮到嘉紹大橋潮水漲落速率較大,正常月份高潮位與低潮位潮差約為6m,漲潮歷時約4h,落潮歷時約9h,因此配備1臺3PIN泥漿泵可以滿足正常鉆進時泥漿循的環與水頭差補給。
5終孔驗收
成孔質量檢測利用超聲波檢測儀對鉆孔進行實時成像智能化測距,可實時測得鉆孔孔徑、孔深、垂直度、孔徑縮頸部位及程度,利用測得結果可對任意深度的平面圖及任意方位剖面圖進行回放,在檢測同時直觀地顯現孔狀態,檢測結束后自動生成檢測結果報告。
6鋼筋籠制安
鋼筋籠加工制作在后場鋼筋加工場地上進行,采用長線臺座法加工,加工場區設置2條長度均為110m長的臺座,臺座由混凝土基礎及弧形鋼筋定位架構成。
鋼筋定位架由按鋼筋位置開槽口弧形鋼板以及支撐型鋼組成，通過螺栓固定在混凝土基礎上。
鋼筋定位架安裝固定時用經緯儀控制軸線,水準儀控制水平標高，保證鋼筋定位架軸線在同一水平面和同一條線上。
為了保證鋼筋籠制作時上下斷面的齊平,在臺座一端設置擋板并用型鋼支撐牢固。
鋼筋籠內管道的安裝,在鋼筋籠制作好后在鋼筋籠分解前進行聲測管的安裝。
聲測管總長度按頂標高+10.0m,底標高與設計樁底標高相同考慮,聲測管分節長度跟鋼筋籠分節情況一致,為了保證在鋼筋籠現場對接時聲測管能夠準確對準位置,鋼筋籠內每根管道對準安裝位置,用鐵絲將管道與鋼筋綁扎,每3m左右綁扎一道讓并設置定位鋼筋,管道與鋼筋籠的綁扎要牢固,同時讓管道在一定范圍內移動;現場對接時先將管道對好再調整管道的位置,保證管道順暢再進行焊接連接;鋼筋籠拆分和運輸,鋼筋籠加工制作好后進行各節鋼筋籠間連接接頭拆開,按照現場沉放先后進行順序進行反向方向拆分,拆分后鋼筋籠在運輸前,用塑料套筒將直螺紋位置套上,防止在運送過程中破壞絲牙。
7導管拼接、試壓
本工程導管采用單根內徑Ф305mm,壁厚10mm的無縫鋼管制成,快速螺紋接頭,導管接頭處設2道密封圈,保證接頭的密封性,導管須經水密試驗不漏水,其容許最大內壓力必須大于Pmax。
水密性試驗方法是把拼裝好導管先灌滿水,兩端封閉,一端焊接出水管接頭,另一端焊接進水管接頭并與壓力泵出水管相接，啟動壓力泵給導管注入壓力水,當壓力泵壓力表壓力達到導管須承受計算壓力時穩壓10min后接頭及接縫處不滲漏即為合格。
8水下混凝土灌注
水下混凝土澆注是鉆孔灌注樁施工主要工序,是影響樁身質量關鍵。
灌注前須仔細測量沉渣,若混凝土灌注前沉渣超過設計要求,須進行第二次清孔,滿足設計要求經現場監理工程師認可后才能灌注水下混凝土。
混凝土封底灌注采用隔水栓撥球法即在漏斗底部導管的頂口安裝泡沫隔水栓,再用塞子封住導管口。
塞子通過鋼絲繩掛在龍門吊吊鉤上，漏斗通過另一套鋼絲繩掛在履帶吊吊鉤上,兩根鋼絲繩長度不同,導管封底時可提升塞子一定高度而小料斗不受影響,當混凝土堵塞導管時可提升漏斗從而提高導管懸空,增大壓差便于混凝土下落。
當集料斗內混凝土方量達到24m3后，開啟集料斗料門通過溜槽給漏斗供料,當漏斗內灌滿混凝土后立即吊出塞子,使混凝土沿導管下落，同時保持集料斗儲料不間斷地通過漏斗和導管灌注至水下完成首批混凝土灌注。
為防止鋼筋籠上浮,當灌注混凝土頂面局鋼筋籠底部1m左右時降低混凝土澆注速度。
當拌合物上升至骨架底口4m以上時提升導管使其底口高于鋼筋籠底口2m以上然后即可恢復灌注速度。
封底成功后隨即轉入正常灌注階段。
混凝土經泵送,不斷地通過集料斗、澆注料斗及導管灌注至水下直至完成整根樁灌注。
正常灌注階段導管埋深控制在2-6m且每15-30min測量一次混凝土面標高,測點為4個,當測點出現較大高差時及時調整導管埋深,同時混凝土在護筒刃腳以下時須保持護筒內泥漿面高于水位2m。
灌注至擴大截面處時導管提升至擴大截面下約2m,稍加大混凝土灌注速度和混凝土塌落度,當混凝土面高于擴大截面處3m后將導管提升至擴大截面處上1m繼續灌注至樁頂。
當混凝土灌注臨近結束時核對混凝土的灌入數量,確定所測混凝土高度是否準確,當確定混凝土頂面標高到位后停止灌注及時拆除灌注導管。
灌注完成時砼面應不小于設計樁頂標高0.8m保證樁頭混凝土質量。
在灌注過程中由混凝土置換出來孔內泥漿經連通管引流至待鉆護筒內回收利用，對于混凝土澆注至樁頂部分含水泥漿廢漿用泥漿泵泵至排渣筒內上,運送處理場內進行處理。
9 結論
本文通過對大直徑鉆孔樁施工工藝進行了分析,在施工工藝的每個施工環節只要嚴格按照施工工藝,采用科學合理的施工才能確保工程質量。
參考文獻
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[3]周慶,鄭吉成.鉆孔灌注樁施工常見故障和處理對策[J],施工技術,2012(1), 28-31
大直徑鉆孔灌注樁(后注漿)在工程中的應用【2】
【提要】 結合具體的工程實例，介紹大直徑鉆孔灌注樁(后注漿)的原理及在工程中的應用，以供工程設計參考。
【關鍵詞】 大直徑鉆孔灌注樁 后注漿
1. 工程概況及特點
工程為乙級高級電信樓，位于北京市順義區后沙峪鎮，機場北線高速與天北路交界的東南側，地下一層，地上五層。
地下一層層高2.9m(局部5.3m)，首層層高7m，二～四層層高6.2m，五層層高5.5m，建筑總高度31.1m。
總建筑面積52673m2，結構形式為鋼框架-支撐體系。
根據地勘報告可知，擬建場地地面以下40.00m深度范圍內的地層劃分為人工填土層及第四紀沖洪積沉積層兩大類，第四系地層由粘性土、粉土和砂土構成，呈互層狀分布。
按地層巖性及其物理力學性質指標可將地基土層劃分為9個大層。
各土層承載力標準值見表一。
2. 基礎選型及比較
1)天然地基獨立基礎
按照建筑設計條件，本工程基底持力層為粘質粉土-砂質粉土②層、粉質粘土-重粉質粘土②1層和粘土②2層，局部為粉質粘土-重粉質粘土③1層。
地基承載力標準值110～160kpa，由于柱下荷載達15000kN，對地基基礎的承載能力要求很高，采用獨立基礎時，基底天然地層的地基承載力標準值較低，采用天然地基和復合地基均不能滿足設計對地基承載力和變形的要求，天然地基和復合地基方案均不可行。
2)樁基
由于天然地基難以滿足工程要求，故考慮采用鉆孔灌注樁。
根據地勘報告，以細中砂⑧層作為樁端持力層，各土層樁的極限側阻力標準值及樁的極限端阻力標準值見表二。
3. 后注漿原理
樁底樁側后壓漿技術是國內外近年來發展的樁基改良技術。
樁底注漿有的在樁底放置
膠囊，通過向膠囊注漿形成擴大頭;有的在樁底放置注漿箱體等等。
樁側注漿多數是在鋼筋籠上預埋袖閥管，成樁后48 小時內高壓漿沖破保護層實施有損注漿。
后壓漿技術的特點是采用外置式后壓漿閥，成樁后實施無損注漿，其作用機理是：在樁體形成2天后，由樁端和樁側的預埋管閥壓入水泥漿，通過漿液的滲透、劈裂壓密等方式，加固泥皮和樁底沉渣的固有缺陷，改善樁土界面，并使樁周一定范圍內的土體得到加固，土體強度增加，增大樁側摩阻力和端承力，從而大幅度地提高單樁極限承載力和減少沉降量。
4. 后注漿應注意的問題
1. 單樁承載力較高時，應注意樁身與結構強度相匹配。
2. 采用后注漿工藝時，應保證注漿水泥量的充足，同時為了提高注漿效果，應嚴格控制注漿流量，并宜分多次注漿，其間隔時間宜通過試注漿確定。
3. 已有工程經驗表明采用后注漿技術時，單樁承載力提高幅度值變化很大，與施工工藝密切相關，應注意施工管理及樁基檢測;設計取值時應留有足夠的安全度。
5. 結語
工程實踐表明，在相同的工程地質條件下，與普通的鉆孔灌注樁相比，采用可靠的樁底、樁側后注漿施工工藝時，不但能夠提高成孔、成樁質量，而且可消除孔底沉渣、孔壁泥皮影響，維持孔壁穩定，從而提高基樁承載能力，減小沉降變形，具有明顯的經濟及社會效益。
【參考文獻】
(1)(JGJ 94-2008)建筑樁基技術規范 【S】
(2)(DBJ 11-501-2009)北京地區建筑地基基礎勘察設計規范【S】
(3) 樁基工程手冊編寫委員會 樁基工程手冊 【M】北京：中國建筑工業出版社 1995
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