新型长螺旋钻孔压灌砼后插钢筋笼灌注桩的应用

发表时间:2020/5/22   来源:《建筑实践》2020年2期   作者: 李 鹏 1 张方欣2
[导读] 长螺旋钻孔压灌砼后插钢筋笼灌注桩技术是由日本的CIP工法演变而来的
         摘要:长螺旋钻孔压灌砼后插钢筋笼灌注桩技术是由日本的CIP工法演变而来的,是一种新型的桩基础施工技术。它与普通钻孔桩不同:它是利用长螺旋钻机钻孔至设计深度,在提钻的同时利用砼泵通过钻杆中心通道,以一定压力将砼压至桩孔中,砼灌注到设定标高后,再借助钢筋笼自重或专用振动设备将钢筋笼插入砼中至设计标高,形成钢筋砼灌注桩。由于其具有适应性强、速度快、质量好、效率高、噪声小、无污染、经济性好等优点。所以,在成都枢纽项目采用长螺旋钻孔压灌桩施工,不但能提高施工效率,满足各种地形情况下施工,同时能保证工程质量,在施工中能够满足工期节点短、突击施工的特点;在城市中心施工避免了环境污染,噪音大等特点,可以节约成本,降低耗材。
         关键词:长螺旋钻孔  钢筋笼  钻孔机  定位点
         前言:长螺旋钻孔压灌砼后插钢筋笼灌注桩技术适应性强、速度快、质量好、效率高、噪声小、无污染、经济性好等优点。此技术不受地下水位的限制,一般在桩间距较小的情况下,可连续施工,不需间隔跳打,施工工效高。桩尖无虚土,砼钻头高压泵出使桩底无沉渣,利于克服断桩、缩径、孔底沉渣、塌孔等泥浆护壁工艺钻孔的质量通病,桩身质量好。由于是连续压灌超流态砼成孔,对桩孔周围的土有渗透、挤密作用,提高了桩的侧摩阻力,而且成桩质量好,使桩基具有较强的承载力。不需要泥浆护壁无污染,不需降水,施工现场文明。机具设备简单、移动灵活、操作简便,施工速度快、效率高,施工成本较低。
         一、新型长螺旋钻孔压灌砼后插钢筋笼灌注桩工艺流程
         平整场地→放线定位→钻孔机就位→钻至设计深度停止钻进→边提升钻杆边压灌砼→插入钢筋笼→成桩。
         二、新型长螺旋钻孔压灌砼后插钢筋笼灌注桩应用施工方法
         (1)准备工作
         ①组织研究岩土工程勘察报告、桩基工程施工图纸及图纸会审记录,编制详细的施工方案和材料供应保障措施,进行质量、安全技术交底。
         ②调查建筑场地地下管线、地下构筑物、相邻危房等,采取相应的加固和保护措施。
         ③对设备进行安全可靠性检查,确定各项工艺参数。
         (2)场地平整、放线定位(测设桩位轴线、定位点)。
         (3)钻机就位:钻机就位对准桩位点后必须调平,确保成孔的垂直度,结合场地实际情况铺设枕木或钢板,使钻机支撑稳定
         (4)检测桩口标高、确定钻孔深度。
         (5)制作钢筋笼,砼准备。
         (6)成孔灌注
         ①开钻时,钻头对准桩位点后,启动钻机下钻,下钻速度要平稳,严防钻进中钻机倾斜错位。如出现异常情况,应立即停钻,查明原因,采取相应措施后方可继续作业。②钻进中,当发现不良地质情况或地下障碍物,应立即停钻,确定处理方法、修改工艺参数或重改桩位等。③钻机钻至设计孔底标高后砼泵开始压灌砼,然后边压灌边提钻,始终保持泵入孔中砼量大于钻杆上提体积量。
         (7)插入钢筋笼
         将导入钢管在地面水平穿入钢筋笼内,利用吊车将钢筋笼竖直吊起,安放时对准孔口,保持垂直、居中。插入钢筋笼时,先扶稳旋转依靠自重和人工下入孔中,当依靠自重不能继续插入时,开启振动锤击振导入钢管,使钢筋笼下沉至设计深度,断开振动锤与导入钢管的连接,缓慢连续拔出钢管。
         (8)成桩后桩体达到一定强度后,方可进行开槽及桩间土挖除等土方清理工作。
         三、新型长螺旋钻孔压灌砼后插钢筋笼灌注桩应用控制要点
         (1)钻机就位前对桩位进行复测,施工时钻头对准桩位点,稳固钻机,钻杆下端距地面10~20cm,对准桩位,压入土中。
         (2)钻机成孔:施工过程中要求边旋转钻杆边清除孔边渣土,以防止提升钻杆时土块掉入。
         (3)提钻压灌砼:要严格控制钻杆提升速度,确保提钻速度与砼泵送量相匹配,保持料斗内砼的高度不低于400mm。开始压灌砼时,宜先提升钻根200~300mm,开始泵送砼,确认钻头阀门打开后方可提钻。
         (4)吊放钢筋笼:起吊时,要合理布置吊点,吊起钢筋笼头部的同时人工抬起钢筋笼底部,吊直扶稳过程中,至少由2名技术人员远距离垂直双方向控制指挥,严禁撞孔壁。


         四、新型长螺旋钻孔压灌砼后插钢筋笼灌注桩应用施工中遇到的问题及解决办法
         砼堵管
         产生的主要原因一般是:砼配合比或坍落度小,不符合要求,成桩时间过长导致砼初凝,吸进空气,导管过于弯折或者前后台配合不够紧密等。
         解决办法:
         (1)保证粗骨料的粒径、砼的配比和塌落度符合要求,加强对砼质量进行现场抽查。
         (2)砼的泵送连续进行,保持料斗内砼的高度不低于400mm,防止吸进空气造成堵管。
         偏桩
         一般有桩平移偏差和垂直度超标偏差两种。多由于场地原因,桩机对位不仔细,地层原因使钻孔对钻杆跑偏等原因造成。
         解决办法:
         (1)施工前清除地下障碍,平整压实场地以防钻机偏斜。
         (2)桩机的水平度和垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。
         断桩,空心,夹层
         由于提钻太快泵送砼跟不上提钻速度或者是相邻桩太近串孔造成。
         解决办法:
         (1) 保持砼灌注的连续性,可以采取加大砼泵量,配备储料罐等措施。
         (2) 严格控制提速,保证钻尖埋入砼面以下不小于1000mm.
         (3) 如发现串孔,则改为跳打法。桩间距小于1.3m的饱和粉细砂及软土层部位,宜采取跳打的方法。
         钢筋笼沉入困难(无法下放到位)
         多由于砼配合比不好、桩周土对桩身产生挤密作用、钢筋笼因刚度不足而变形、钢筋笼长度过长等。
         解决办法:
         (1) 严格控制碎石粒径(最大粒径不宜大于25mm),改善砼配合比(宜采用河砂、掺入Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰)和坍落度(200~240mm)。
         (2) 钢筋笼起吊时必须夹紧,保持垂直和对中,并保证将振动锤的击振力通过钢筋笼导入管传到钢筋笼底部。
         五、新型长螺旋钻孔压灌砼后插钢筋笼灌注桩应用实现的功能
         通过采用新型长螺旋钻孔压灌砼后插钢筋笼灌注桩施工技术,经过大家的共同努力和不断创新,实现了一下功能:
         (1)针对地基承载力、场地平整度及有限空间等施工条件,我们采用2.5米长的钢轨作为钻机的运行及稳固措施,在支腿处采用枕木进行支垫,减少对地的承载负荷。场地平整度可在3米范围内进行作业,大大的减少了施工条件差造成的施工困难等条件。
         (2)通过人员的有机配合,材料的供应及时,从钻孔到砼灌注,再到钢筋笼安装,每一根桩基施工时间可控制在48分钟,大大的节约了时间,提高了工作效率,节约了人员及机械费。
         (3)通过软件控制实现钻机提升速度与砼的灌注速度相匹配,保证桩基施工质量。由控制软件及显示屏控制钻机提升速度与砼的灌注的匹配度,确保料斗内砼的高度不低于400mm。开始压灌砼时,宜先提升钻根200~300mm,开始泵送砼,确认钻头阀门打开后方可提钻。通过以上措施确保了桩基的施工质量。
         (4)适用于地下水位较高,易塌孔,且长螺旋钻机可以钻进的地层。如填土、粘土、粉土、砂土、卵石层等(当卵石粒径较大或卵石层较厚时,应分析成孔的可能性),也可在软土层、流沙层等不良地质条件下成桩。最适宜的桩径为400mm~800mm,桩长一般不应超过30m,钢筋笼长度一般不应超过22m。
         参考文献:
[1]王胜波. 长螺旋钻孔压灌砼后插钢筋笼灌注桩的应用 .科技与企业,2011
[2]孙军统. 长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩在地铁工程的施工应用.科技咨讯, 2013
[3]吴娟,浅谈长螺旋钻孔压灌桩后插钢筋笼施工.安徽建筑,2014
[4]徐伟,厚砂层中长螺旋钻孔桩的竖向承载性能研究.西安建筑科技大学,2015
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