沖擊成孔鋼筋混凝土灌注樁的施工

摘要：不同地質(zhì)條件下的沖擊鉆機(jī)的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：地層 沖擊鉆孔

長(zhǎng)平礦選煤廠末精煤裝車倉(cāng)工程基礎(chǔ)為樁基，樁采用沖擊成孔鋼筋混凝土灌注樁，樁徑0.6m，要求樁端持力層為⑧層中風(fēng)化泥巖層，樁身長(zhǎng)度為32m，共計(jì)435根，設(shè)計(jì)單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值3500KN；豎向承載力設(shè)計(jì)值2000KN。

沖擊成孔鋼筋混凝土灌注樁是利用沖擊式鉆機(jī)或卷?yè)P(yáng)機(jī)把帶鉆刃的、有較大質(zhì)量的沖擊鉆頭（又稱沖錘）提高，靠自由下落的沖擊力來(lái)削切巖層或沖擠土層，部分碎渣和泥漿擠入孔壁中，大部分成為泥渣，并利用專門的撈渣工具掏土成孔，最后灌注混凝土成樁。

沖擊成孔鋼筋混凝土灌注樁的施工主要分三部分：

（1）成孔

（2）鋼筋籠的制作與安放

（3）灌注混凝土成樁。

1、施工機(jī)械

沖擊成孔鋼筋混凝土灌注樁的設(shè)備由鉆機(jī)、鉆頭和掏渣筒、轉(zhuǎn)向裝置和打撈裝置構(gòu)成的。

鉆頭有十字形、圓形，粘土地層常用鉆頭為圓型，硬巖常用鉆頭十字形，其重量視具體條件確定。

末精煤裝車倉(cāng)的地質(zhì)條件為上部粉質(zhì)粘土，下部泥巖與砂巖互層，要求樁端持力層為⑧層中風(fēng)化泥巖層，所以使用46KW鉆機(jī)、鉆頭為重量2.4噸的圓形鉆頭。

掏渣筒的主要作用是撈取沖擊鉆頭破碎后的孔內(nèi)鉆渣。它主要由提梁、管體、閥門和管靴等組成，常用的有碗形活門和雙扇活門等。

2、沖擊成孔鋼筋混凝土灌注樁施工工藝

沖擊成孔鋼筋混凝土灌注樁的施工工藝程序是：

設(shè)置護(hù)筒—鉆機(jī)就位、孔位校正—沖擊成孔、泥漿循環(huán)—清孔換漿—終孔驗(yàn)收—下鋼筋籠和導(dǎo)管—二次清孔—灌注混凝土成樁。

3、施工要點(diǎn)

（1）埋設(shè)護(hù)筒

沖擊成孔灌注樁的孔口應(yīng)設(shè)護(hù)筒，其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑200mm。護(hù)筒的埋設(shè)深度，在粘性土中不宜小于1.0米，砂土中不宜小于1.5米，并應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿面高出地下水位1米以上。

護(hù)筒一般用4—8mm的鋼板制作，徑大使用厚鋼板， 徑小使用薄鋼板，其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑200mm，其上部宜開1—2個(gè)溢漿孔，

護(hù)筒與孔壁之間應(yīng)用粘土分層夯實(shí)，必要時(shí)在面層鋪設(shè)20mm厚水泥砂漿，以防漏水。埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，應(yīng)在樁位處挖出比護(hù)筒外徑大80—100cm的圓坑，填筑50cm厚的粘土，分層夯實(shí)，然后將護(hù)筒吊入，注意使其中心與樁孔中心重合，然后對(duì)稱、均勻地回填最佳含水性粘土。

（2）泥漿制備和使用應(yīng)符合規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定。上面粘土層為硬塑、堅(jiān)硬，可以在孔內(nèi)造漿。而上面土層為素填土，泥漿調(diào)不好非常容易坍孔。

（3）安裝沖擊鉆機(jī)，在鉆頭錐頂和提升鋼絲繩之間設(shè)置保證鉆頭自動(dòng)轉(zhuǎn)向的裝置，以免產(chǎn)生梅花孔。

（4）沖擊鉆進(jìn)

1）開孔時(shí)，應(yīng)低錘密擊，如表土為淤泥、細(xì)砂等軟弱土層，可加粘土塊夾小片石反復(fù)沖擊孔壁，孔內(nèi)泥漿應(yīng)保持穩(wěn)定。

2）在不同的土層、巖層中鉆進(jìn)時(shí)，可按照下表進(jìn)行。如表層為淤泥，施工時(shí)應(yīng)邊打孔邊拋小片石。

項(xiàng)次項(xiàng)目沖程/m泥漿密度

/（t/m3）備 注

1在護(hù)筒中及護(hù)

筒腳下3m以內(nèi)0.9-1.11.1-1.3土層不好時(shí)宜提高泥漿密度，必要時(shí)加入小片石和粘土塊

2粘土1-2清水或稀泥漿，經(jīng)常清理鉆頭上泥塊

3粘土1-21.3-1.5拋粘土塊，勤沖勤掏渣，防坍孔

4砂卵石2-31.3-1.5加大沖擊能量，勤掏渣

5風(fēng)化巖1-41.2-1.4如巖層表面不平或傾斜，應(yīng)拋入20-3-cm厚石塊低錘快擊使其成一緊密平臺(tái)，再進(jìn)行正常沖擊，同時(shí)加大沖擊能量、勤掏渣

6坍孔回填重成孔11.3-1.5反復(fù)沖擊，加粘土塊及片石

在松軟土層中鉆進(jìn)，不宜用太高沖程，以免沖入土中太深而被土吸住，提錘困難。

3）進(jìn)入基巖后，應(yīng)低錘沖擊或間斷沖擊，如發(fā)現(xiàn)偏孔應(yīng)立即回填片石，至偏孔上方300-500mm處，然后重新沖擊。遇到孤石時(shí)，可預(yù)爆或用高低沖程交替沖擊，將其擊碎或擠入孔壁。

4）每鉆進(jìn)4-5m深度應(yīng)驗(yàn)孔一次，在更換鉆頭前或容易縮孔處，均應(yīng)驗(yàn)孔。

5）沖擊式鉆機(jī)鉆孔時(shí)應(yīng)控制鋼絲繩放松量，勤放少放，以免放多減少?zèng)_程，放少又形成“打空錘”而損壞機(jī)具。另外用卷?yè)P(yáng)機(jī)施工時(shí)，應(yīng)在鋼絲繩上做標(biāo)記控制沖程，以免鋼絲繩纏繞沖擊鉆具。

6）進(jìn)入基巖后，每鉆進(jìn)100—150mm應(yīng)清孔取樣一次（非樁端持力層為300—500mm，樁端持力層為100—300mm），以備終孔驗(yàn)收。

7）沖孔中遇到斜孔、彎孔、梅花孔、坍孔、護(hù)筒周圍冒漿時(shí)，應(yīng)立即停鉆，查明原因，采取措施后繼續(xù)施工。

8）大直徑樁孔可分級(jí)成孔，第一級(jí)成孔直徑為設(shè)計(jì)直徑的0.6—0.8倍。如：儲(chǔ)煤場(chǎng)樁徑1500mm，先用800mm鉆頭打孔之后再用1500鉆頭透孔。

（5）撈渣

開孔鉆進(jìn)，孔深小于4米時(shí)，不宜撈渣，應(yīng)盡量使鉆渣擠入孔壁。排渣可用泥漿循環(huán)或抽渣筒等方法，如采用抽渣筒排渣，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)給泥漿，保證孔內(nèi)水位高于地下水位1.5米。

（6）清孔

不宜坍孔的樁孔，可用空氣吸泥清除；穩(wěn)定性差的孔壁應(yīng)用泥漿循環(huán)或抽渣筒排渣。清孔后，在澆注混凝土之前，泥漿的密度及液面高度應(yīng)符合規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，孔底沉渣厚度也應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。

（7）清孔后應(yīng)立即放入鋼筋籠和導(dǎo)管，并固定在孔口鋼護(hù)筒上，使其在澆注混凝土中不向上浮和向下沉。鋼筋籠下完并檢查無(wú)誤后應(yīng)立即澆注混凝土，間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

4、使用范圍

沖擊成孔鋼筋混凝土灌注樁設(shè)備簡(jiǎn)單、操做方便，所成孔堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定、坍孔少，不受場(chǎng)地限制，無(wú)噪聲和震動(dòng)影響，因此應(yīng)用廣泛。在粘土、粉土、填土、淤泥中成孔較高，而且特別使用于有孤石的砂礫石層、漂石層、堅(jiān)硬土層、巖層中使用。樁孔直徑一般為60—150cm，最大可達(dá)250cm；孔深一般約為50m，最大可超過(guò)100m。