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鉆孔灌注樁在水利工程中的應用

來源:中國建筑科學 2018年05月13日 13:08   作者:fashion

水利工程鉆孔灌注樁施工技術精編 水利施工 筑龍水利工程論壇

李名根

摘 要:鉆孔灌注樁是工程中常用的地基處理形式,常用于水利工程基礎施工,樁內質量對于水利建筑工程質量有著至關重要的影響。本文簡要論述了鉆孔灌注樁在某市一排澇泵站工程施工中的應用。

關鍵詞:鉆孔灌注樁;施工工藝;質量控制;檢測

The application of bored piles in water conservancy engineering

Li Ming-geng

Abstract: the bored piles are commonly used in construction of foundation treatment, often used in water conservancy engineering foundation construction, within the pile quality for water conservancy construction project quality has a crucial effect. This paper briefly discusses the bored piles in a municipal drainage pumping station the application of the engineering construction.

Keywords: bored piles; The construction technology; Quality control; detection

鉆孔灌注樁系指在工程現場通過機械鉆孔,在地基中形成樁孔,并在其內放置鋼筋籠、灌注砼而做成的樁,是一項基礎加固處理,以提高基礎承載力,確保建筑穩定的施工技術。本文通過工程實例,簡要介紹了鉆孔灌注樁的施工工藝、質量控制及檢測方法。

1.工程概況

1.1 設計概況

安徽省某市一排澇泵站工程,裝機流量35.8m3/s,設計裝機為4臺1600ZDBX-125J型貫流泵,配套YQGN850-6電機,總裝機容量2000kW。站身地基采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁加固,樁徑1.0m,樁距順水流向3.5 m,垂直水流向3.0 m,平均樁長約21m,樁頂高程4.2~7.829 m,樁底高程-15.8 m,單樁承載力設計值為1550KN。

1.2 工程地質

根據鉆孔揭露,擬建站址地層自上而下依次為:

0層人工填土(Qml 4):其成分為重粉質壤土,灰黃色,可塑,稍濕~濕,土體結構較松散,屬中等壓縮性土。主要分布在堤身及現排澇站西側,該段河堤部位堤身填土層厚1.30~7.80m,層底高程3.82~8.07m。

①1層淤泥質重粉質壤土(Qal 4):青灰色,流塑~軟塑,很濕,含少量腐殖質。屬高壓縮性土。各孔均有揭露,層厚1.80~9.40m,層底高程-1.33~2.05m。

①2層淤泥質輕粉質壤土夾薄層細砂(Qal 4):灰色,軟塑,,很濕,含少量腐殖質,夾有薄層細砂,具有明顯的層理。屬高壓縮性土。各孔均有揭露,層厚1.40~5.20m,層底高程-0.38~-5.63m。

①3層淤泥質重粉質壤土(Qal 4):青灰色,流塑~軟塑,很濕,含少量腐殖質。屬高壓縮性土。各孔均有揭露,層厚4.50~14.40m,層底高程-7.22~-14.78m。

② 層重粉質壤土(Qal 3):灰黃、棕黃色,硬可塑,稍濕,局部夾鐵錳質結核及灰白色高嶺土,屬中等壓縮性土。該層各孔均有分布,未鉆穿,揭露最大層厚9.10m,相應層底高程-18.08m。

1.3 地下水

站址處地下水類型以孔隙水為主,賦存于站址區堤身填土以下各土層中,主要接受大氣降水、附近的溝渠以及汛期時外河水的補給,枯水期則向外河及附近的溝渠排泄。

站址區地下水類型主要為孔隙潛水以及弱承壓水,潛水主要分布于0層人工填土、①1層淤泥質重粉質壤土中,弱承壓水主要分布于①2層淤泥質輕粉質壤土中夾薄層細砂。地下水主要接受大氣降水、汛期時附近的溝渠、外河水的補給,枯水期則向附近的溝渠以及外河排泄。

2.施工工藝流程

定位→埋設護筒→鉆機就位→鉆孔→清孔(第一次)→下鋼筋籠→安設導管→清孔(第二次)→澆注水下砼→拔除護筒→轉移下一個樁位。

3.施工質量控制

3.1 材料

1)泥漿材料使用的膨潤土和粘土質量應符合SL174—96規定。

2)水下混凝土使用的水泥、骨料和外加劑應符合現行規范的規定。

3)灌注樁鋼筋籠使用的鋼筋材料質量應符合有關規定。

3.2 泥漿制備和處理

泥漿的作用是防止孔壁坍塌和對孔壁起保護作用,它既能使孔內的泥漿不致流入孔外,又能使孔外的水不致滲入孔內,它的具體要求為:

比重:1.3~1.5/Tm 3 ( 用婆梅式比重計側 )

含沙率:≤4-8%

膠體含量:≥90%,塑性指數:IP>17

(1)挖泥漿池

泥漿池應設至距樁位6-8m以外的空地為宜,坑口尺寸大約4×5m (也可根據鉆機多少確定),深 1.5m為宜,四周用紅磚鋪砌,坡度大約600 左右,上抹20厚1:2.5 的水泥砂漿。

泥漿池必須保證一次施工30~40根樁的排放和需求,否則鉆孔時,既浪費泥漿,又太麻煩。泥漿池施工完畢,應從樁位至泥漿池施工兩條排漿循環溝,以便泥漿循環使用,施工方法同泥漿池。

(2)制作泥漿

泥漿的制作選用自然水和粘土或黃土拌制而成,粘土必須取樣送試驗室鑒定,粒徑≤5mm,粒徑太大必須過篩。施工時將粘土送泥漿池攪拌使用。水的選用不得使用對砼有害的水。

3.3 定位及埋設護筒

(1)鉆孔施工前,先按照設計要求進行場地平整,并對軟弱地面位置進行適當處理,避免出現施工機具下陷、傾斜,影響成孔質量,并注意做好泥漿、鉆渣和廢水的外運和排放。

(2)根據樁基設計平面圖,用經緯儀或全站儀放樣定點,測出中心軸線和樁位,并將軸線引至四周不易破壞的地點,便于復核樁位。

(3)護筒內徑比鉆孔樁孔徑大100mm,上部開設兩個溢漿孔,護筒埋深1~1.5m。

(4)埋設護筒時,用十字交叉法使其與樁位中心偏差控制在20mm內。護筒的傾斜度不大于1%。

(5)在干地上,護筒四周應用粘土夯實,護筒埋設應入原土200mm。

(6)鉆機就位安裝時,轉盤中心與護筒中心偏差小于10mm。

鋼護筒用4~6mm厚的鋼板制造,護筒頂端應高出地面0.3m,孔內泥漿至少高于地下水位1.5m。

3.4 終孔與清孔

(1)定時檢查泥漿護壁鉆孔的孔位、孔徑、孔深、孔斜和沉渣;鉆至施工圖紙規定的孔深后,進行終孔和沉渣的檢查。

(2)沉管到達規定深度后,應按YSJ212-92、YBJ42-92第4.5.6條規定檢測其終孔的貫入度。

(3)鉆孔的孔徑經檢驗合格后應立即進行清孔,清孔應分別選用真空吸泥法、泥漿循環法或射水沖渣法進行,其清孔標準應符合下列規定:

1)孔內排出或抽出的泥漿密度應在1.3g/cm3以下,含砂量不大于4%,用手觸應無粗粒感覺。

2)鉆孔灌注樁清孔的沉渣厚度應符合YSJ212-92、YBJ42-92表4.1.4的規定,沉管樁孔不得有沉渣。

3.5 鋼筋籠制作與吊放

(1)鋼筋籠的制作應符合YSJ212-92、YBJ42-92的規定。

(2)分段制作的鋼筋籠應采用焊接連接,并應符合GBJ202-83的有關規定。

(3)鋼筋籠主筋保護層的允許偏差應符合下列規定:水下澆注混凝土樁±2.0cm;

(4)應根據施工圖紙規定在鋼筋籠內周邊設置聲波測試預埋管。

(5)吊放鋼筋籠應符合下列要求:

1)鋼筋籠吊放前應進行垂直校正;

2)就位后鋼筋籠頂底高程應符合施工圖紙規定,誤差不得大于5cm;

3)灌注樁樁頂應設有固定裝置,就位后立即進行固定,防止上浮和下沉。

3.6 水下混凝土灌注

(1)灌注混凝土應符合下列規定:

1)樁頂混凝土灌注高程應高出施工圖紙規定的樁頂高程0.5m;

2)采用人工灌注混凝土樁,在樁頂高程以下4m時,應采用棒式振搗器搗實;

3)灌注時的混凝土溫度應不低于3℃,樁頂混凝土未達到設計強度50%前不得受凍。當環境溫度高于30℃時,應采取緩凝措施。

(2)孔內水下混凝土灌注應采用導管法或混凝土泵施工:

1)導管直徑不得小于20cm,其通過能力不小于10m3/h;大直徑灌注樁導管應不小于30cm,其通過能力不小于25m3/h。導管內壁光滑圓順;

2)導管安置在鉆孔中心,下端口應高出沉渣面30~50cm;

3)灌注混凝土時,應保證導管理人混凝土面以下1.0m,人孔前混凝土應連續攪拌均勻,保證人孔坍落度,防止混凝土出現離析和壓入空氣;

4)混凝土輸送管的直徑應根據混凝土粗骨料直徑選用:當粗骨料粒徑為0.5~2.5cm時,應選用直徑60cm的輸送管;當粗骨料粒徑大于2.5cm時,輸送管直徑應取最大粒徑的4倍。

(3)灌注樁實際灌注混凝土量的充盈系數不得小于1.0。

3.7 沉管起拔

(1)配有鋼筋籠的沉管,在放置鋼筋籠前,混凝土應先灌到籠底高程,放置鋼筋籠后再灌注混凝土至樁頂。

(2)分段起拔沉管時,前一段拔管高度應能容納下一段灌入的混凝土量。

4 檢測方法及成果

鉆孔灌注樁施工結束后28天,應按JGJ94-94第9.1和9.2節的有關規定,對樁體進行檢驗和檢測。

(1)單樁豎向抗壓靜載荷試驗

采用錨樁在檢測前一次均勻穩固在鋼梁承力架上,試驗采用慢速維持荷載法,分九級加荷,第一級加載值為設計承載力極限值的1/5,以后每級為1/10,首級加載620kN,最大試驗荷載為3100 kN,為設計值的2倍。

通過單樁靜載試驗Q~S曲線、S-lgt曲線和S~lgQ曲線分析,試驗加荷至3100kN,沉降量為12.12~19.79mm,抗壓穩定,未達到極限荷載,單樁承載力特征值滿足設計要求。

(2)鋼筋混凝土灌注樁低應變法完整性檢測

對樁頂進行處理,原樁頂的浮漿全部鑿掉并鑿平,使用武漢巖海RS-1616K(P)基樁動測儀,BW-14111型高靈敏度加速度,將加速度傳感器貼在樁頂表面,運用反射波法以確定工程樁身的完整性,測試結果可靠。完整性共隨機抽檢30根樁,其中Ⅰ類樁為9根,占總樁數的30.0 %;Ⅱ類樁為21根,占總樁數的70.0%,全部為合格樁。

5 結語

實例證明,鉆孔灌注樁施工工藝具有技術可靠、質量保證、工藝合理等特點,同時鉆孔灌注樁具有低噪音、小震動、無擠土,能穿越各種復雜地層和形成較大的單樁承載力,適應各種地質條件和不同規模建筑物等優點,在橋梁、水工建筑、房屋建筑等工程中均有廣泛應用。

參考文獻

[1]《地基與基礎工程施工及驗收規范》GBJ202-83

[2]《基樁低應變動力檢測規程》JGJ/T93-95

[3]《建筑樁基礎技術規范》JGJ94-2008

[4]《建筑地基處理技術規范》JGJ79-913

[5]《灌注樁基礎技術規程》YSJ212-92 YBJ42-92

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