《长螺旋钻孔压灌混凝土旋喷扩孔桩工法》适用于工业与民用建筑的含水层、砂土层、黏性土层、粉土层、杂填土层、黄土层、淤泥质土层、砂层及含砾黏土层等地层条件的桩基础工程。
《长螺旋钻孔压灌混凝土旋喷扩孔桩工法》带有特殊装置的长螺旋钻具钻进到设计深度后,向孔内旋喷注浆,带有高压的水泥浆射流旋转喷射孔壁形成扩大头,同时加固渗透孔壁,使钻孔周围土体挤压密实,增大土体侧摩阻力及端阻力,之后采用混凝土输送泵向孔内压灌混凝土成桩。
《长螺旋钻孔压灌混凝土旋喷扩孔桩工法》的施工工艺流程及操作要点叙述如下:
工艺流程
《长螺旋钻孔压灌混凝土旋喷扩孔桩工法》由稳钻、钻孔、旋喷扩孔、泵灌混凝土、安放钢筋笼等主要工序以及混凝土制备、水泥浆制备和钢筋笼制作辅助工序组成。长螺旋钻孔压灌混凝土旋喷扩孔桩工艺流程见图1。
操作要点
1.稳钻
钻机就位后,必须平正、稳固,结合场地实际情况,铺设枕木或钢板,使钻机支撑稳定,确保在施工中不发生倾斜、移动。钻机对准桩点后必须调平,确保成孔的垂直度。当施工现场地面为软土,钻机无法正常行走时,施工前宜在地面上浇筑一层强度大于C15、厚度为150~200毫米的混凝土垫层,便于钻机行走施工,同时可作为基础承台、板下垫层使用。
2.钻孔
为准确控制钻孔深度,应在桩架或抱杆上设置控制深度的标尺。开钻时,下钻速度要平稳,严防钻进中钻机倾斜移位。钻进中,当发现不良地质情况或地下障碍物,如地窑、地下管网(上下水管线、煤气管道、电缆、光缆)、防空洞、化粪池、渗水井等情况时,应立即停钻,并通知建设单位与设计单位,确定处理方案。
3.旋喷扩孔
钻机钻至设计孔底标高后,开动注浆泵旋喷扩孔,其旋喷压力应根据不同地质条件控制在3~15兆帕,旋喷扩孔的尺寸、位置及个数根据设计确定。扩底直径可比桩身直径增大200~600毫米,扩大端高度h应≥1.0米,扩大端侧面的斜率宜为45°(图2)。扩底尺寸与工艺参数的选定见表1。
扩底尺寸与工艺参数对照表 |
表1 |
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土类别 |
扩底尺寸a (毫米) |
钻机转数 (转/分钟) |
提升(下降)速度 (厘米/分钟) |
旋喷压力 (兆帕) |
喷嘴直径 (毫米) |
黏性土 |
100 150 200 300 |
20-40 |
45-60 45-60 45-60 45-60(复喷1次) |
8~10 10-12 12-15 12-15 |
2.5-3 |
粉土、砂土 |
100 150 200 |
20-40 |
45-60 |
3~4 4~5 5~7 |
3-5 |
碎石土 |
100 150 200 |
20-40 |
45-60 |
4~5 5~6 6~8 |
3~5 |
注:碎石土包括卵石、碎石、圆砾和角砾。 |
4.压灌混凝土
完成旋喷扩孔后,钻具回落孔底,关闭或调小高压泵。将钻具提起10~50厘米,开动混凝土泵压灌混凝土,边压灌边提钻,始终保持泵入孔内混凝土量大于钻具上提体积量,严禁将钻头提出混凝土面。桩顶混凝土超灌高度不宜小于0.5米。
5.安放钢筋笼
压灌混凝土结束后提出钻具,用钻机自备吊钩或吊车,将钢筋笼竖直吊起,垂直于孔口上方,然后扶稳旋转下入孔内,固定在设计标高处。主筋的混凝土保护层厚度不得小于50毫米。
6.水泥浆制备
水泥必须经过二次复验合格后方可使用。扩底使用的水泥浆的水灰比宜为0.70~1.00。按施工组织设计中规定的水灰比计算出每罐水泥和水的用量。先投入清水,然后投入水泥。水泥全部投放后,搅拌时间不少于2分钟。搅拌好的水泥浆应放入贮浆桶中备用,防止沉淀。贮存时间应小于水泥初凝时间。
7.混凝土制备
混凝土的原材料必须经过二次复验合格后方可使用。按混凝土的施工配合比投放材料。混凝土的坍落度宜为18~25厘米。混凝土的水灰比宜为0.5~0.6。混凝土的含砂率宜为40%~45%。投料时,外加剂宜滞后于水和水泥。
8.钢筋笼制作
1)配筋率:正截面配筋率可取0.2%~0.65%(小直径桩取高值)。
2)配筋长度:受水平荷载和弯矩较大的桩,配筋长度应通过计算确定。桩基承台下存在淤泥、淤泥质土或液化土层时,配筋长度应穿过淤泥、淤泥质土层或液化土层。坡地岸边的桩、8度及8度以上抗震设防区的桩、抗拔桩、端承桩应通长配筋。桩径大于600毫米的摩擦形桩配筋长度不应小于2/3桩长。
3)对于受水平荷载的桩,主筋不应小于8ф12;对于抗压桩和抗拔桩,主筋不应少于6ф10。纵向主筋应沿桩身周边均匀布置,其净距不应小于60毫米,并应尽量减少钢筋接头。
4)工程中的锚桩,主筋配筋应根据锚桩抗拔力通过计算确定,箍筋配置的长度可与工程桩钢筋笼相同。
5)箍筋应采用螺旋式,直径宜为6~8毫米,间距宜为100~200毫米,并应在钢筋笼内侧每隔1.5~2.0米设一道ф10-14的加强筋。受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时,桩顶以下5天范围内的箍筋应加密,间距不应大于100毫米。
6)桩顶嵌入承台内的长度不宜小于50毫米,当桩主要承受水平力时,不宜小于100毫米。主筋伸入承台内的锚固长度不宜小于钢筋直径(HPB235钢)的30倍和钢筋直径(HRB335钢和HRB400钢)的35倍。