灌注施工技術(shù)
泥漿護(hù)壁成孔灌注樁
泥漿護(hù)壁成孔是利用泥漿保護(hù)穩(wěn)定孔壁的機(jī)械鉆孔方法,。它通過循環(huán)泥漿將切削碎的泥石渣屑懸浮后排出孔外，適用于有地下水和無地下水的土層,。
成孔機(jī)械有潛水鉆機(jī),、沖擊鉆機(jī),、沖抓錐等。
泥漿護(hù)壁成孔灌注樁的施工工藝流程：測定樁位,、埋設(shè)護(hù)筒,、樁機(jī)就位、制備泥漿,、機(jī)械(潛水鉆機(jī),、沖擊鉆機(jī)等)成孔、泥漿循環(huán)出渣,、清孔,、安放鋼筋骨架、澆筑水下混凝土,。
一,、埋設(shè)護(hù)筒和制備泥漿
①鉆孔前，在現(xiàn)場放線定位,，按樁位挖去樁孔表層土,，并埋設(shè)護(hù)筒。鉆孔灌注樁-護(hù)筒埋設(shè)見圖2－18,。護(hù)筒高2m左右,，上部設(shè)1～2個溢漿孔,，是用厚4～8mm鋼板制成的圓筒，其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑200mm,。護(hù)筒的作用是固定樁孔位置,，保護(hù)孔口，防止地面水流入,，增加孔內(nèi)水壓力,，防止塌孔，成孔時引導(dǎo)鉆頭的方向,。
②在鉆孔過程中,，向孔中注入相對密度為1.1～1.5的泥漿，使樁孔內(nèi)孔壁土層中的孔隙滲填密實(shí),，避免孔內(nèi)漏水,，保持護(hù)筒內(nèi)水壓穩(wěn)定；泥漿相對密度大,，加大了孔內(nèi)的水壓力,，可以穩(wěn)固孔壁，防止塌孔,；通過循環(huán)泥漿可將切削的泥石渣懸浮后排出,，起到攜砂、排土的作用,。
鉆孔灌注樁-護(hù)筒埋設(shè)
二,、成孔
1,、潛水鉆機(jī)成孔
①潛水鉆機(jī)成孔示意圖
潛水鉆機(jī)成孔示意圖如下圖所示,。
潛水鉆機(jī)鉆孔示意圖
1－鉆頭；2－潛水鉆機(jī),；3－電纜,；4－護(hù)筒；5－水管,；6－滾輪（支點(diǎn)）,；7－鉆桿；8－電纜盤,；9－5KN卷揚(yáng)機(jī),；10－10KN卷揚(yáng)機(jī)；11－電流電壓表,；12－啟動開關(guān)
②工作方式
潛水鉆機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)式鉆孔機(jī),，其防水電機(jī)變速機(jī)構(gòu)和鉆頭密封在一起，由樁架及鉆桿定位后可潛入水,、泥漿中鉆孔,。注入泥漿后通過正循環(huán)或反循環(huán)排渣法將孔內(nèi)切削土粒,、石渣排至孔外。
③排渣方式
潛水鉆機(jī)成孔排渣有正循環(huán)排渣和反循環(huán)排渣兩種方式,，如下圖所示,。
a.正循環(huán)排渣法:在鉆孔過程中，旋轉(zhuǎn)的鉆頭將碎泥渣切削成漿狀后,，利用泥漿泵壓送高壓泥漿,，經(jīng)鉆機(jī)中心管、分叉管送入到鉆頭底部強(qiáng)力噴出,，與切削成漿狀的碎泥渣混合,，攜帶泥土沿孔壁向上運(yùn)動，從護(hù)筒的溢流孔排出,。
b.反循環(huán)排渣法:砂石泵隨主機(jī)一起潛入孔內(nèi),，直接將切削碎泥渣隨泥漿抽排出孔外。
環(huán)排渣方法
（a）正循環(huán)排渣,；（b）反循環(huán)排渣
1－鉆桿,；2－送水管；3－主機(jī),；4－鉆頭,；5－沉淀池；6－潛水泥漿泵,；7－泥漿泵,；8－砂石泵選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com ；9－抽渣管,；10－排渣膠管
2,、沖擊鉆成孔
①沖擊鉆機(jī)通過機(jī)架、卷揚(yáng)機(jī)把帶刃的重鉆頭(沖擊錘)提高到一定高度,，靠自由下落的沖擊力切削破碎巖層或沖擊土層成孔,。
②沖擊鉆頭形式有十字形、工字形,、人字形等,，一般常用十字形沖擊鉆頭(圖2－23)。
③沖孔前應(yīng)埋設(shè)鋼護(hù)筒,，并準(zhǔn)備好護(hù)壁材料,。
簡易沖擊鉆孔機(jī)示意圖
1－副滑輪；2－主滑輪,；3－主桿,；4－前拉索；5－后拉索；6－斜撐,；7－雙滾筒卷揚(yáng)機(jī),；8－導(dǎo)向輪；9－墊木,；10－鋼管,；11－供漿管；12－溢流口,；13－泥漿渡槽,；14－護(hù)筒回填土；15－鉆頭
3,、清孔
(1)驗(yàn)孔是用探測器檢查樁位,、直徑、深度和孔道情況,；清孔即清除孔底沉渣,、淤泥浮土，以減少樁基的沉降量,，提高承載能力,。
(2)泥漿護(hù)壁成孔清孔時，對于土質(zhì)較好不易坍塌的樁孔,，可用空氣吸泥機(jī)清孔,，氣壓為0.5MPa，使管內(nèi)形成強(qiáng)大高壓氣流向上涌,，同時不斷地補(bǔ)足清水,，被攪動的泥渣隨氣流上涌從噴口排出，直至噴出清水為止,。
(3)對于穩(wěn)定性較差的孔壁應(yīng)采用泥漿循環(huán)法清孔或抽筒排渣,，清孔后的泥漿相對密度應(yīng)控制在1.15～1.25。
4,、澆筑水下混凝土
(1)泥漿護(hù)壁成孔灌注混凝土的澆筑是在水中或泥漿中進(jìn)行的,，故稱為澆筑水下混凝土,。
(2)水下混凝土宜比設(shè)計(jì)強(qiáng)度提高一個強(qiáng)度等級,，必須具備良好的和易性，配合比應(yīng)通過試驗(yàn)確定,。
(3)水下混凝土澆筑常用導(dǎo)管法,。（下圖）
水下澆筑混凝土
1－上料斗；2－貯料斗,；3－滑道,；4－卷揚(yáng)機(jī)；5－漏斗；6－導(dǎo)管,；7－護(hù)筒,；8－隔水栓
(4)澆筑時，先將導(dǎo)管內(nèi)及漏斗灌滿混凝土,，其量保證導(dǎo)管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上,，然后剪斷懸吊隔水栓的鋼絲，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞進(jìn)入水中,。鉆孔灌注樁-混凝土澆筑見下圖,。
鉆孔灌注樁-混凝土澆筑
沉管成孔灌注樁
一、打樁方法
沉管灌注樁是利用錘擊打樁設(shè)備或振動沉樁設(shè)備,，將帶有鋼筋混凝土的樁尖(或鋼板靴)或帶有活瓣式樁靴的鋼管沉入土中(鋼管直徑應(yīng)與樁的設(shè)計(jì)尺寸一致),，造成樁孔，然后放入鋼筋骨架并澆筑混凝土,，隨之拔出套管,，利用拔管時的振動將混凝土搗實(shí)，便形成所需要的灌注樁,。沉管灌注樁樁靴見圖2－27,。
沉管灌注樁樁靴
利用錘擊沉樁設(shè)備沉管、拔管成樁,，稱為錘擊沉管灌注樁(圖2－28),；利用振動器振動沉管、拔管成樁,，稱為振動沉管灌注樁(圖2－29),。
1、錘擊沉管灌注樁
錘擊沉管灌注樁機(jī)械設(shè)備示意圖見下圖,。
沉管灌注樁施工過程
(a)就位,；(b)沉鋼管；(c)開始灌注混凝土,； (d)下鋼筋骨架繼續(xù)澆筑混凝土,；(e)拔管成型
1－樁尖；2－鋼管,；3－鋼筋
單打錘擊沉管灌注樁過程：用樁架吊起樁管,，對準(zhǔn)預(yù)先埋設(shè)在樁位處的預(yù)制鋼筋砼樁尖，放下樁管套入樁尖壓入土中,。
(2)錘擊沉管灌注樁施工要點(diǎn)
①樁尖與樁管接口處應(yīng)墊麻(或草繩)墊圈,，以防地下水滲入管內(nèi)和作緩沖層。沉管時先用低錘錘擊,，觀察無偏移后,，才正常施打,。
②拔管前，應(yīng)先錘擊或振動套管,，在測得混凝土確已流出套管時方可拔管,。
③樁管內(nèi)混凝土盡量填滿，拔管時要均勻,，保持連續(xù)密錘輕擊,，并控制拔管速度，一般土層以不大于1m/min為宜,，軟弱土層與軟硬交界處,，應(yīng)控制在0.8m/min以內(nèi)為宜。
④在管底未拔到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高前,，倒打或輕擊不得中斷,，注意使管內(nèi)的混凝土保持略高于地面，并保持到全管拔出為止,。
⑤樁的中心距在5倍樁管外徑以內(nèi)或小于2m時,，均應(yīng)跳打施工；中間空出的樁須待鄰樁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%以后,，方可施打,。
2、振動沉管灌注樁
(1)振動沉管灌注樁采用激振器或振動沖擊沉管,。
(2)其施工過程為： ①樁機(jī)就位 ②沉管 ③上料 ④拔管
(3)沉管灌注樁容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題及處理方法
1)頸縮
①頸縮：指樁身的局部直徑小于設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象,。
②當(dāng)在淤泥和軟土層沉管時，由于受擠壓的土壁產(chǎn)生空隙水壓,，拔管后便擠向新灌注的混凝土,，樁局部范圍受擠壓形成頸縮。
③當(dāng)拔管過快或混凝土量少,，或混凝土拌和物和易性差時,，周圍淤泥質(zhì)土趁機(jī)填充過來，也會形成頸縮,。
④處理方法：拔管時應(yīng)保持管內(nèi)混凝土面高于地面,，使之具有足夠的擴(kuò)散壓力，混凝土坍落度應(yīng)控制在50～70mm,。拔管時應(yīng)采用復(fù)打法,，并嚴(yán)格控制拔管的速度。
縮頸樁：樁身局部直徑小于設(shè)計(jì)直徑的樁,。
2)斷樁
①斷樁：指樁身局部分離或斷裂,，更為嚴(yán)重的是一段樁沒有混凝土,。
②原因：樁距離太近,，相鄰樁施工時混凝土還未具備足夠的強(qiáng)度，已形成的樁受擠壓而斷裂。
③處理方法：施工時,，控制中心距離不小于4倍樁徑,；確定打樁順序和行車路線，減少對新灌注混凝土樁的影響,。采用跳打法或等已成型的樁混凝土達(dá)到60%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,，再進(jìn)行下根樁的施工。
3)吊腳樁
①吊腳樁是指樁底部混凝土隔空或松軟,，沒有落實(shí)到孔底地基土層上的現(xiàn)象,。
②原因：當(dāng)?shù)叵滤畨毫Υ髸r，或預(yù)制樁尖被打壞,，或樁靴活瓣縫隙大時,，水及泥漿進(jìn)入套筒鋼管內(nèi)，或由于樁尖活瓣受土壓力,，拔管至一定高度才張開,，使得混凝土下落，造成樁腳不密實(shí),，形成松軟層,。
③處理方法：為防止活瓣不張開，開始拔管時,，可采用密張慢拔的方法,，對樁腳底部進(jìn)行局部翻插幾次，然后再正常拔管,。樁靴與套管接口處使用性能較好的墊襯材料,，防止地下水及泥漿的滲入。
吊腳樁：樁底部的砼隔空或混入泥沙在樁底部形成松軟層的樁,。
4)混凝土灌注過量
如果灌樁時混凝土用量比正常情況下大1倍以上,，這可能是由于孔底有洞穴，或者在飽和淤泥中施工時,，土體受到擾動,，強(qiáng)度大大降低，在混凝土側(cè)壓力作用下,，樁身擴(kuò)大而混凝土用量增大所造成的,。因此，施工前應(yīng)詳細(xì)了解現(xiàn)場地質(zhì)情況,，對于在飽和淤泥軟土中采用沉管灌注樁時,，應(yīng)先打試樁。若發(fā)現(xiàn)混凝土用量過大時,，應(yīng)與設(shè)計(jì)單位聯(lián)系,，改用其他樁型,。
