鑽孔灌注樁施工質量控制要點

2023-02-07 03:33:04 字數 4665 閱讀 3988

測鑽孔樁沉渣厚度的有效方法

孔底沉渣過厚除清孔泥漿質量差,清孔無法達到設計要求外,還有測量方法不當造成誤判。要準確測量孔底沉渣厚度,首先需準確測量樁的終孔深度,樁的終孔深度應採用丈量鑽桿長度的方法測定,取孔內鑽桿長度+鑽頭長度,鑽頭長度取至鑽尖的2/3處。 在含粗砂、礫砂和卵石的地層鑽孔,有條件時應優先採用幫浦吸反迴圈清孔。

當採用正迴圈清孔時,前階段應採用高粘度濃漿清孔,並加大泥漿幫浦的流量,使砂石粒能順利地浮出孔口。孔底沉渣厚度符合設計要求後,應把孔內泥漿密度降至1.1~1.

2g/cm3。清孔整個過程應專人負責孔口撈渣和測量孔底沉渣厚度,及時對孔內泥漿含砂率和孔底沉渣厚度的變化進行分析,若出現清孔前期孔口泥漿含砂量過低,撈不到粗砂粒,或後期把孔內泥漿密度降低後,孔底沉渣厚度增大較多。則說明前期清孔時泥漿的粘度和稠度偏小,砂粒懸浮在孔內泥漿裡,沒有真正達到清孔的目的,施工時應特別注意這種情況。

用探繩測量後和鑽桿長度比較下,差值就是厚度了。

1、泥漿比重:常採用泥漿比重計測定。泥漿比重計由泥漿杯和秤桿等組成。

測量時將泥漿杯裝滿泥漿,加蓋並擦淨從小口溢位的泥漿。然後置於支架上,移動遊碼,使槓桿呈水平狀態,讀出遊碼左側所示刻度,即為泥漿的比重。該儀器使用前要用清水對儀器進行校正,如讀數不在1.

0處,可通過增減槓桿右端的金屬顆粒來調節。

2、粘度:施工現場常採用漏斗粘度計測定泥漿的粘度。測量時將用手指堵住漏斗下面的出口,從量杯分別將500ml和200ml泥漿分別通過濾網倒入漏斗,然後開啟出口,讓泥漿從內徑5mm,長度100mm的管子中流出,用秒錶測定流出500ml所需時間(s),即為泥漿粘度。

該粘度計測得的是泥漿對水的相對粘度。因此,在使用前應用水進行校正。其方法是先往漏斗中注入700ml清水,而流出500ml的標準時間應為15s,如有誤差則通過下式進行修正:

泥漿粘度=測得的泥漿粘度(s)×15s/測得的清水粘度數(s)

3、含砂量:通常採用含砂量儀來測定。測定時將100ml泥漿裝入量杯中,用清水將泥漿稀釋,將其倒入過濾筒篩網上過濾,並用水沖洗,最後將篩餘的砂粒倒入乾淨的含砂量杯中,垂直靜置一分鐘,記錄沉澱物體積的毫公升數,即為泥漿的含砂率。

泥漿指標要求

泥漿的製備和清孔是確保鑽孔樁工程質量的關鍵環節。因此,對於施工規範中泥漿的控制指標:粘度測定17—20min;含砂率不大於6%;膠體率不小於90%等在鑽孔灌注樁施工過程中必須嚴格控制,不能就地取材,而要專門採取泥漿製備,選用高塑性粘土或膨潤土,拌製泥漿必須根據施工機械、工藝及穿越土層進行.配合比設計。

在鑽孔灌注樁的施工中,無論對於成孔質量還是最終對樁的承載能力的發揮,泥漿質量都是重要因素。泥漿質量差,其後果是:

1.形成不了護壁泥膜或形成的泥皮粘附力差,易於脫落,導致孔壁穩定性差,易產生塌孔或縮頸。

2.泥漿稠度大,比重大,含砂率高,形成的泥皮質量差,厚度大,大大降低樁的側摩阻力。

3.稠漿在鋼筋籠上沉積粘附,導致鋼筋與砼握裹力降低。泥漿比重過大,使得砼水下灌注阻力增大,降低砼的流動半徑,使砼骨料大部分堆積在樁芯部位,而鋼筋籠外幾乎無骨料,不僅樁身質量不好而且樁的側摩阻力也難以發揮。

因此在施工中必須按規範要求嚴格控制泥漿的質量。

正迴圈鑽孔是把造漿池製作好的泥漿通過幫浦壓注入孔內,進行置換,排除孔內的浮渣,並且根據地質情況(如軟土層)和鑽孔深度不斷調整泥漿比重,以確保孔壓,防止坍孔,「二清」時同時滿足規範要求的1:1.15的泥漿比重和孔底沉渣厚度。

所區別的是反迴圈鑽孔一般採用「氣舉法」清孔,達到同時滿足規範要求的1:1.15的泥漿比重和孔底沉渣厚度。

反迴圈清孔操作不當容易造成坍孔,在軟土地區謹慎使用。

正迴圈是用水幫浦壓送沖洗液由鑽桿柱中心進入孔底並經鑽頭水口返出,經鑽桿與孔壁環狀間隙上返至孔口,通過地面迴圈槽流入泥漿池,不需要孔口密封器等附加裝置,適用於各種鑽進方法。

噴射式反迴圈,沖洗液由鑽桿柱中心下去,從噴反接頭處流出,在管內形成負壓抽吸力,從而形成孔底區域性反迴圈。

幫浦吸反迴圈是通過砂石幫浦的抽吸作用,在鑽桿內腔形成負壓,在孔內液柱和大氣壓的作用下,孔壁與環狀空間的沖洗液流向孔底,將鑽頭切削下來的鑽渣帶進鑽桿內腔,再經過砂石幫浦排至地面沉澱池內;沉澱鑽渣後,沖洗液流向孔內,形成反迴圈。反迴圈與正迴圈的本質區別在於沉渣的沖洗、上返流速存在巨大差異,反迴圈沖洗液攜帶鑽渣後迅速進入過水斷面較小的鑽桿內腔,可以獲得比正迴圈高出數十倍的上返速度。

根據鑽探水力學原理,沖洗液在鑽孔內的上返速度va的1.2-1.3倍,即va=(1.

2-1.3)vs。反迴圈鑽進鑽渣在鑽桿內運動,是形態各異的鑽渣群在有限的空間作懸浮運動,鑽渣顆粒要佔據一定液體斷面,:

vs=3.1×k1×(ds×(rs-ra)/(k2×r2))的1/2次方

vs-鑽渣顆粒群懸浮速度(m/s)

ds-顆粒群最大顆粒粒徑(m)

rs-鑽渣顆粒的密度(kg/dm3)

ra-沖洗液的密度(kg/dm3)

k1-岩屑濃度係數;k1=0.9-1.1,濃度越大,k1越小;

k2-岩屑顆粒係數,k2=1-1.1,球形顆粒為1,越不規則,k2的值越大。

目前,幫浦吸反迴圈鑽桿內徑大多數為150mm,用上述公式計算可知,塊狀為120mm,rs為2.1kg/dm3,ra為1.05kg/dm3,懸浮速度為1.

02m/s,按照va=(1.2-1.3)vs計算,va達到1.

33m/s就可以把幾何尺寸小於鑽桿內徑的鑽渣排除。目前常用8bs砂石幫浦額定排量為180m3/h,滿負荷時沖洗液上返流速可以達到2.83m/s,可以看出該速度遠大於鑽渣上返所需流速1.

33m/s的要求,因此進入鑽桿內的鑽渣能夠被有效的抽吸上來。

而正迴圈鑽進沖洗液攜帶鑽渣後進入鑽桿與孔壁形成的環閉空間後上返速度是很低的。試計算φ89mm鑽桿與φ0.8m鑽孔的環閉空間,斷面積為0.

495m2,當採用兩台600型水幫浦併聯送水,滿排量時沖洗液的上返速度僅達到0.04m/s,根據上述公式可見正迴圈鑽進只有依靠高濃度高密度泥漿來懸浮鑽渣。

綜上所述,反迴圈本身所具有的特點,給提高成孔效率、成樁質量和綜合經濟效益等方面帶來一系列的好處。

1、鑽進速度與成樁效率有大幅度提高

鑽頭在工作時的最有利條件是被切割下來的岩土屑,立即能夠從孔底帶出並送到地面,這樣可以減少二次破碎,不會降低效率以及鑽頭的磨損。沖洗液攜帶鑽渣的能力正比例於介質的密度和其運動速度的平方,所以影響有效排渣的因素是沖洗液的上返速度。由於鑽孔樁施工的土層多為鬆散、顆粒差異又較大的土層,因此鑽進速度的高低主要取決於排渣的速度。

正、反迴圈兩種鑽進速度的差異,隨著鑽孔直徑以及土層顆粒的增大而增大,一般來說對於地層和技術要求相同的情況,反迴圈施工速度為正迴圈的2倍左右。

反迴圈鑽進過程就是清孔過程,不但節省了時間同時又可靠地保證孔底沉渣符合要求。機械鑽進速度的提高和清孔時間的縮短促進施工效率的提高、成樁週期縮短,有效地提高了勞動生產率。

2、孔壁穩定、成孔***

反迴圈鑽孔樁孔壁的穩定,主要是利用靜水壓力來平衡地層壓力維持孔壁的穩定。

鑽孔灌注樁的施工大部分是在水下進行的,其施工過程無法觀察,成樁後也不能進行開挖驗收。施工中任何乙個環節出現問題,都將直接影響到整個工程的質量和進度,甚至給投資者造成巨大的經濟損失和不良的社會影響。因此,要求基礎施工隊伍在施工技術措施上要落實,並加強施工質量管理,密切注意抓好施工過程中每乙個環節的質量,力爭將隱患消除在成樁之前。

因此在施工前要認真熟悉設計圖紙及有關施工、驗收規範,核查地質和有關灌注樁方面的資料,對灌注樁在施工過程中可能會發生的一些問題進行分析後制訂出施工質量標準、驗收實施方案和每根樁的施工記錄,以便有效地對樁基施工質量加以控制。 1 成孔質量的控制成孔是混凝土灌注樁施工中的乙個重要部分,其質量如控制得不好,則可能會發生塌孔、縮徑、樁孔偏斜及樁端達不到設計持力層要求等,還將直接影響樁身質量和造成樁承載力下降。因此,在成孔的施工技術和施工質量控制方面應著重做好以下幾項工作。

1.1 採取隔孔施工程式鑽孔混凝土灌注樁和打入樁不同,打人樁是將周圍土體擠開,樁身具有很高的強度,土體對樁產生被動土壓力。鑽孔混凝土灌注樁則是先成孔,然後在孔內成樁,周圍土移向樁身土體對樁產生動壓力。

尤其是在成樁初始,樁身混凝土的強度很低,且混凝土灌注樁的成孔是依靠泥漿來平衡的,故採取較適應的樁距對防止坍孔和縮徑是一項穩妥的技術措施。

1.2 確保樁身成孔垂直精度這是灌注樁順利施工的乙個重要條件,否則鋼筋籠和導管將無法沉放。為了保證成孔垂直精度滿足設計要求,應採取擴大樁機支承面積使樁機穩固,經常校核鑽架及鑽桿的垂直度等措施,並於成孔後下放鋼筋前作井徑、井斜超聲波測試。

1.3 確保樁位、樁頂標高和成孔深度。 在護筒定位後及時複核護筒的位置,嚴格控制護筒中心與樁位中心線偏差不大於50mm,並認真檢查回填土是否密實,以防鑽孔過程中發生漏漿的現象。

在施工過程中自然地坪的標高會發生一些變化,為準確地控制鑽孔深度,在樁架就位後及時複核底梁的水平和樁具的總長度並作好記錄,以便在成孔後根據鑽桿在鑽機上的留出長度來校驗成孔達到深度。 雖然鑽桿到達的深度已反映了成孔深度,但是如在第一次清孔時泥漿比重控制不當,或在提鑽具時碰撞了孔壁,就可能會發生坍孔、沉渣過厚等現象,這將給第二次清孔帶來很大的困難,有的甚至通過第二次清孔也無法清除坍落的沉渣。因此,在提出鑽具後用測繩複核成孔深度,如測繩的測深比鑽桿的鑽探小,就要重新下鑽桿復鑽並清孔。

同時還要考慮在施工中常用的測繩遇水後縮水的問題,因其最大收縮率達1.2%,為提高測繩的測量精度,在使用前要預濕後重新標定,並在使用中經常複核。 為有效地防止塌孔、縮徑及樁孔偏斜等現象,除了在複核鑽具長度時注意檢查鑽桿是否彎曲外,還根據不同土層情況對比地質資料,隨時調整鑽進速度,並描繪出鑽進成孔時間曲線。

當鑽進粉砂層進尺明顯下降,在軟粘土鑽進最快0.2m/min左右,在細粉砂層鑽進都是o.015m/min左右,兩者進尺速度相差很大。

鑽頭直徑的大小將直接影響孔徑的大小,在施工過程中要經常複核鑽頭直徑,如發現其磨損超過10mm就要及時調換鑽頭。

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