大直径钻孔灌注桩施工技术

第３３卷第３５期　２　０　０　７年１　２月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖ０１．３３　Ｎｏ．３５　Ｄｅｃ．２００７　・１２３・　文章编号：１００９—６８２５（２００７）３５—０１２３—０２　大直径钻孔灌注桩施工技术　王　萍　摘要：结合具体工程实例，介绍了大直径钻孔灌注桩在复杂地质条件下，在较短工期内优秀完成施工的施工工艺流程，　详细地阐述了大直径钻孔灌注桩的要点，探讨了正反循环钻孔施工工艺，以推广该施工工艺。　关键词：钻孔灌注桩，大直径，施工技术　中图分类号：ＴＵ７５３．３　文献标识码：Ａ　１工程概述　楼组成。其桩基部分造价约８３０万元，桩型设计为钻孔灌注桩，桩　３施工要点　合理安排施工顺序，按区块进行分工，做到各台桩机施工全　某工程占地面积１　７５３　ｍ２，总建筑面积２３　６４０　ｍ２，由主楼、附　３．１　施工顺序　径为１　３００　ｉＴｌｒｎ，桩长约４５　ｍ，总桩数１００根。桩端持力层为第⑧层　过程互不干扰，各班组施工目标明确。　中￣．微风化花岗岩。本工程存在的施工难点：钻孔过程需穿透厚　３．２　开钻　达１２　ｍ－－３２　ｍ的强风化花岗岩层，该层特点是硬度不是很大，但　开钻过程泥浆比重控制在１．２５左右，利用自然造浆，在钻进　有弹性，耐磨，进尺很慢；桩端全断面进入中微风化层５００　ｉ／ｌｉｎ。　至卵石层以下至中微风化层时，可适当进行人工造浆，保证泥浆　该层特点是硬度大，普通钻头硬度、锐利度达不到要求且重量轻，　比重在１．１５左右。　所以无法钻进；桩径大，成孔过程需采用大功率的ＧＰＳ－２０型钻孔　３．３钻孔　桩机，混凝土的浇灌需采取泵送商品混凝土。　３．３．１垂直度的控制　２施工工艺流程（见图１）　桩位定位Ｈ埋设护筒　１）扩大桩机支承面积，保证桩机稳固。２）经常校核钻架及钻　桩机就位　杆的垂直度。３）遇到软硬不均匀的地层，钻进速度应缓慢，加大　Ｉ笪至鲎　星堂亘星　钻压力，必要时应稍稍提高钻头进行修孔、扫孔。４）在下钢筋笼　前应进行垂直度的检查。　３．３．２卵石层以上的地层钻进方法　［重　瓢　注入新泥浆　Ｅ孽寸　　达到要求终孔　＝＝＝＝＝　————一　．．．．．．．．．．．．．．　．采用正循环成孔方法，因为地层阻力小，正循环钻进速度快，　不必启动反循环吸砂泵，可节省能源。　３．３．３　强风化岩层中的钻进方法　。Ｉ［．．．．．．一　第一次清孔　１）钻头采用合金钻，在钻头上加焊空２８以上的钢筋头，长度　约１５　ｃｍ～２０　ｅｒａ，提高在强风化层的钻进速度，并经常检查维修　钻头，保证钻头的完好性。２）成孔过程采取正、反循环法结合施　工，为避免强风化层的沉渣而降低成孔速度，利用反循环法及时　筻三　量　ｌ　吸取渣样，使钻孔能够快速顺利进行。　３．３．４　中～微风化岩层中的钻进方法　１）在接近中～微风化岩层时，采取反循环钻进，并及时更换　滚刀钻头，滚刀钻头具有刚度好、强度高、耐磨性好、嵌岩能力强　等特点（是否接近持力层可通过岩样和进尺速度小于３０∞　／ｈ来　丽　］一至　安放隔水塞　———ｊＬ——一　灌注混凝土　废浆集中排　＾　＝＝　成桩　泥浆循环　判断）。２）增加钻头配重，加大钻压力。ａ．在钻头的空隙里加铁　块。重量约钻头２　ｔ十配重１　ｔ＝３　ｔ；ｂ．增加配重锤：１．２　ｔ；Ｃ．选用　钢质好的粗钻杆：７５　ｋｇ／ｍ，以防在加大钻压力时钻杆被扭断（以　５０　ｍ的桩长计算，总配重量可达７．８５　ｔ）。　废浆外运　桩机移位　图１　施工工艺流程图　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｒｏｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｅｎｔｉｒｅ　ｂｌｏｃｋ　ａｎｄ　Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ　Ｓｔｒａｉｎ　Ｍｏｄｅｌ　ｉｎ　ｃｒｕｓｔａｌ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ＰＥＮＧ　Ｈｕａ刃【ＩＡＮＧ　Ｄｏｎｇ－ｊｕ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ａｃｔｉｖｅ　ｂｌｏｃｋ　ｄｅｍａｒｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｎｏｒｔｈｅａｓｔ　ｍａｒｇｉｎ　ｏｆ　Ｑｉｎｇｈａｉ—Ｔｉｂｅｔ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　ｇｅｏｌｏｇｉｃ　ｔｅｃｔｏｎｉｃ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ａｎａｌ—　ｙｓｉｓ　ｓｔｒｅｓｓ　ａｎｄ　ｓｔｒａｉｎ　ｆｉｅｌｄ　ｗｉｔｈ　Ｒｏｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｅｎｔｉｒｅ　ｂｌｃｋ　ｏａｎｄ　Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ　Ｓｔｒａｉｎ　Ｍｏｄａ１．ｒｅｖｅＭｓ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ．ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｉｓ　ｗｅｌｌ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｄｅｒｉｖｅｄ　ｂｙ　ｏｔｈｅｒ　ｍｅｔｈｏｄｓ．ｐｒｏｖｅｓ　ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｔｈｅｏｒｙ　ｉｎ　ｃｒｕｓｔａｌ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｌａｔｅ　ｔｅｃｔｏｎｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ，Ｒｏｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｅｎｔｉｒｅ　ｂｌｏｃｋ　ａｎｄ　Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ　Ｓｔｒａｉｎ　Ｍｏｄａｌ，ｃｒｕｓｔａｌ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｆｉｅｌｄ　收稿日期：２００７－０６．１３　作者裔介：王￣（１９７５．），女，工程师，河南中原高速公路股份有限公司，河南郑州４５００５２　维普资讯 http://www.cqvip.com １２４．　．３　２　ｏ３ｏ３１２５背　山西建筑　１）第一次清孑Ｌ在确定终孑Ｌ时进行，采取钻头自身清孔，主要　３．３．５　对于可能发生的异常情况所采取的措施　底中微风化岩石。２）第二次清孑Ｌ采取反循环清孔，利用大　１）针对卵石层可能产生扩孑Ｌ现象，采取加大泥浆浓度的措施，　清除孑Ｌ功率吸砂泵可以将孑Ｌ底的沉渣吸取干净，而正循环因水流的流向　可往孔里加入适当的粘土或黄土，控制泥浆浓度在１．１５左右。　容易产生死角而无法清干净。３）沉渣的控制：终孔时泥浆　２）防止钻杆断裂所采取的措施：ａ．每钻一根桩至少检修一次　问题，０５～１．１０之间，粘度１７　ｍｉｎ￣２０　ｍｉｎ。用测锤测　钻杆，遇有钻杆出现裂纹或砂眼的，及时更换。ｂ．遇基岩斜面较　比重应控制在１．ｍ（测定三点平均值）。　多的桩，保持缓慢钻进，并观察钻杆的垂直度或机台的平面位移　定沉渣厚度小于５０　ｅ情况，及时纠偏。　３）针对可能产生堵管现象所采取的措施（产生堵管的主要原　３．７　大直径桩混凝土浇筑质量的控制　１）混凝土质量的控制：初凝时间应大于６　ｈ，坍落度控制在　　１因是混凝土的坍落度偏小，流动性差，与导管之间摩阻力太大，造　１８０ＩＴｌｒｌｌ±２０　ＩＴｌｒｌｌ之间，混凝土灌注距桩顶约５　ｍ时，应控制在　成水泥浆缓缓流坠，骨料滞留在导管中）：ａ．保证混凝土的坍落　１６０　ＩＴｌｒｌｌ￣１７０　ＩＴｌｒｌｌ，以确保桩顶浮浆不过高。　度，考虑到商品混凝土在运输过程产生的坍落度损失，在试配时　２）首批混凝土灌注：混凝土初灌量应大于１．７　ｍ３（见图２）。　Ｖ≥７ｃＲ２（Ｈ１＋Ｈ２）＋７ｃｒ　ｈ１。　提高混凝土的坍落度（设计１８０　ｍｍ±２０　ＩＴｌｒｌｌ，试配２００　ｍｍ±　２０　ｍｍ）。ｂ．保证导管的气密性。Ｃ．导管在浇灌结束后立即清洗　浇灌混凝土，在不连续的情况下，应经常窜动导管。　３．４终孔　由于使用泵送商品混凝土的连续性，不考虑ｈ　对埋管深度　３）后续混凝土灌注：后续混凝土灌注中，当出现非连续性灌　注时，漏斗中的混凝土下落后，应当牵动导管，并观察孔口返浆情　干净，孔壁不留有水泥渣，保证球塞顺畅冲出导管。ｄ．保证连续　的影响。　首先进行持力层界面的确定，进入持力层深度采取双控的原　况，直至孑Ｌ口不再返浆，再向漏斗中加入混凝土，牵动导管的作用　则：１）岩样与地勘提供的岩样相似，孔深与地质资料相符，且取出　如下：ａ．有利于后续混凝土的顺利下落，否则混凝土在导管中存　渣样的中风化岩样含量应达到９０％以上，每钻进１５￣Ｔｎ取样一　留时问稍长，其流动性能变差，与导管间摩擦阻力随之增强，造成　次，每次岩样必须均匀，无突变，以此判定持力层是否有夹层。２）　水泥浆缓缓流坠，而骨料都滞留在导管中，使混凝土与管壁摩擦　终孔时钻进速度小于２　ｃｍ／ｈ，且钻头保持基本完好。　阻力增强，灌注混凝土下落困难，导致断桩，同时，由于粗骨料间　有大量空隙，后续混凝土加入后形成的高压气囊，会挤破管节间　的密封胶垫而导致漏水，有时还会形成蜂窝状混凝土，严重影响　３．５钢筋笼制安　３．５．１钢筋笼的制作　牵动导管增强混凝土向周边扩散，加强桩身与周边　钢筋笼在固定平台上一端加工成型后，翻滚至移动平台，利　成桩质量。ｂ．增大桩体摩擦阻力，同时加大混凝土与钢筋笼　用移动平台运送钢筋笼至固定平台另一端，进行钢筋笼试拼装　地层的有效结合，（由于接头采用直螺纹连接，要求对位准确）。利用移动平台后，　的结合力，从而提高桩基承载力。后期混凝土的灌注：由于孔内　往往上部混凝土不如下部密实，这时应稍提漏斗增大　可节省一台吊车专门配合生产加工钢筋笼，由于钢筋笼重量大，　压力较小，要控制好灌注工艺和操　每节最重可达２　ｔ左右，现场用人工移动钢筋笼比较困难，并且钢　落差，以提高其密实度。在灌注过程中，作，抽动导管使混凝土面上升的力度要适中，保证有程序的拔管　筋笼移动过程中容易变形。　３．５．２钢筋笼的安放　和连续灌注，升降的幅度不能过大，如大幅度抽拔导管则容易造　成混凝土体冲刷孔壁，导致孔壁下坠或坍落，桩身夹泥，必须每灌　注２　Ｈｌ３左右测一次混凝土面上升的高度，确定每段桩体的充盈　系数，桩身混凝土的充盈系数必须大于１；同时要认真进行记录。　采取大吨位吊车两点起吊，在起吊至一定高度后，钢筋笼一　点提升，另一点下放，平稳地放入孔中，保证钢筋笼不在地上强行　拖吊。　３．５．３钢筋接头及保护层的控制　１）采用接头级别较高的直螺纹连接。２）保护层与隔水栓制　作采取与混凝土同级配的砂浆，保护层每间隔２　ｍ放一圈。　Ｌ＼＼　４结语　１）经过采取以上一系列措施后，工程于２００４年ｌ２月１８日　顺利完成了施工任务。２）通过福建省科学研究院对桩的检测情　况看，静载试验３根全部满足设计要求，单桩极限承载力均超过　２２　０００　ｋＮ，取芯试验结果表明桩身混凝土胶结完整，强度等级达　到要求，桩底无沉渣，持力层岩样与地质报告相吻合。３）通过施　工实践表明，滚刀钻头对坚硬的基岩具有良好的耐磨性和钻进　性，正、反循环相结合的施工工艺具有成孔快、反循环清孔工艺清　ｒｒＩ］　上　Ｉ　Ｉ　ｌ　　ｌｌ　渣效果良好等特点。　参考文献：　［１］钟衍国．控制钻孔灌注桩施工质量的探讨［Ｊ］．山西建筑，　图２　混凝４－初灌量计算图　２００６，３２（２）：１２９—１３０、　３．６清孔　［２］段浩．钻孔灌注桩施工质量控制［Ｊ］．山西建筑，２００６，３２（８）：　８８—８９．　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ・ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｃａｓｔ・ｉｎ—ｐｌａｃｅ　ｂｏｒｅｄ　ｐｉｌｅ　ＷＡＮＧ　Ｐｉｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｗｏｒｋ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ－ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｃａｓｔ—ｉｎ－ｐｌａｃｅ　ｂｏｒｅｄ　ｐｉｌｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｌ０　ｃａｌ　ｏｎｄｉｃｔｉｏｎｓ　ｗｉｔｈ　ｓｈｏｒｔ　ｌｉｍｉｔ　ｔ｛ｍｅ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｋｅｙ　ｐｏｉｎｔｓ　ａｒｅ　ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏ—　ｇｙ　ｏｆ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｖｅｒｓｅ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｐｒｏｍｏｔｅ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｔｈｉｓ　ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃａｓｔ—ｉｎ—ｐｌａｃｅ　ｂｏｒｅｄ　ｐｉｌｅ，ｌａｒｇｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ