3.1.4 桥梁下部结构施工(3)
冲击钻孔:冲击钻成孔灌注桩适用于黄土、黏性土或粉质黏土和人工杂填土层,特别适合于在有孤石的砂砾石层、漂石层、硬土层、岩层中使用。
冲击钻成孔一个最重要的关键点,就是泥浆护壁,护壁泥浆含砂量一定要小。泥浆的浓度可以根据试验测定或经验判断,泥浆太浓钻孔速度慢,泥浆太轻,护壁容易坍塌。
开始钻进宜慢不宜快,因为护筒刃脚周围岩层的密实有个过程,需反复冲击挤压,因为这个位置最容易穿孔。施工中注意垂直度校正,2~3m后立即校正,钻孔太深且偏差太大只有回填重来。
(4)旋挖钻机钻孔:通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁,反复循环直至成孔。
旋挖钻机一般适用黏土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层。对于具有大扭矩动力头和自动内锁式伸缩钻杆的钻机,可适用微风化岩层的钻孔施工。
1)成孔检查与清孔:
清孔的方法有抽浆法、换浆法、掏渣法、喷射清孔法以及用砂浆置换钻渣清孔法等。
答疑解惑:
(1)抽浆法:终孔后,用泵吸反循环或气举反循环方式将孔底泥浆连同钻渣从导管抽出,并保持泥浆正常循环。
(2)换浆法:正循环终孔后停止进尺,置换较稠的泥浆携带孔内钻渣从孔口排出。
(3)掏渣法:用抽渣桶直接掏渣。
(4)喷射清孔法:在灌注混凝土前,对孔底进行高压射水或射风数分钟,使沉淀物悬浮后,立即灌注水下混凝土。
(5)砂浆置换钻渣清孔法:先用掏渣筒尽量清除钻渣,然后在孔底灌注60cm厚的特殊砂浆。
③清孔的质量要求:清孔后,泥浆的相对密度宜控制在1.03~1.10,对冲击成孔的桩可适当提高,但宜不超过1.15,粘度宜为17~20Pa•s,含砂率宜小于2%,胶体率宜大于98%。
孔底沉淀厚度应不大于设计的规定;设计未规定时,对桩径小于或等于1.5m的摩擦桩宜不大于200mm,对桩径大于1.5m或桩长大于40m以及土质较差的摩擦桩宜不大于300mm,对于支承桩宜不大于50mm。***
④在吊入钢筋骨架后,灌注水下混凝土之前,应再次检查孔内泥浆的性能指标和孔底沉淀厚度;如超过规定,应进行第二次清孔,符合要求后方可灌注水下混凝土。
⑤不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。
5)钢筋笼制作与吊装
安装钢筋骨架时,不得直接将钢筋骨架支承在孔底,应将其吊挂在孔口的钢护筒上,或在孔口地面上设置扩大受力面积的装置进行吊挂,且不应采用钢丝绳或其他容易变形的材料进行吊挂。
答疑解惑:规定在孔口地面上设置扩大受力面积的装置吊挂钢筋骨架,主要是指在陆上或筑岛处设置的护筒,因在这种情况下设置的护筒的长度一般较短,如将钢筋骨架吊挂在其上,骨架的重力会使护筒产生沉陷;而在孔口地面上设置吊挂装置时,同样有使地面产生沉陷的可能,所以需要扩大受力面积。
6)灌注水下混凝土(超高频考点)
(1)灌注水下混凝土前的准备工作
②水下混凝土宜采用钢导管灌注,导管内径宜为200~350mm。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验,严禁采用压气试压。***
(2)水下混凝土的配制要求
①水泥可采用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥,采用矿渣水泥时应采取防离析的措施;
③混凝土拌合物应具有良好的和易性,灌注时应能保持足够的流动性,坍落度宜为160~220mm,且应充分考虑气温、运距及施工时间的影响导致的坍落度损失。
(3)灌注水下混凝土
①水下混凝土的灌注时间不得超过首批混凝土的初凝时间。
②混凝土运至灌注地点时,应检查其均匀性和坍落度等(保水性和粘结性),不符合要求时不得使用。
③首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度1.0m以上的需要,所需混凝土数量可按式(3.1-6)和图3.1-1计算。
式中
V—灌注首批混凝土所需数量(m³);
D—桩孔直径(m);
H1一桩孔底至导管底端间距(m),一般为0.3~0.4m;
H2—导管初次埋置深度(m);
d—导管内径(m);
h1—桩孔内混凝土达到埋置深度H2时,导管内混凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度(m),即h1=Hwγ w/ γc。
图3.1-1 首批混凝土数量计算简图
④首批混凝土入孔后,应连续灌注,不得中断。
⑤在灌注过程中,应保持孔内的水头高度。导管的埋置深度宜控制在2~6m,并应随时测探桩孔内混凝土面的位置,及时调整导管埋深;在确保能将导管顺利提升的前提下,方可根据现场的实际情况适当放宽导管的埋深,但最大埋深应不超过9m。
⑨灌注桩桩顶高程应比设计高程高出不小于0.5m。
(4)灌注桩的混凝土质量检验要求
①桩身混凝土和后压浆中水泥浆的抗压强度应符合设计规定。
②对桩身的完整性进行检验时,检测的数量和方法应符合设计或合同的规定。宜选择有代表性的桩采用无破损法进行检测,重要工程或重要部位的桩宜逐桩进行检测;设计有规定或对无破损法检测和桩的质量有疑问时,应采用钻取芯样法对桩进行检测;当需检验柱桩的桩底沉淀与地层的结合情况时,其芯样应钻至桩底0.5m以下。
总结:
人工挖孔桩:识图、技术要点、安全措施
钻孔灌注桩:
(1)平台留设:旱地平台(平整压实)、浅水平台(筑岛法)、深水用固定平台(高出最高水位1.0米)
(2)工艺流程:护筒识图、标高、作用。
泥浆作用、选择钻机
钻孔、清空
钢筋笼
导管