旋挖钻机成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土卸土,直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层,可采用干式或清水钻进工艺,无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层,或有地下水分布,孔壁不稳定,必须采用静态泥浆护壁钻进工艺,向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。
一、试桩装备
为了保证钻孔灌注桩施工质量,要求每台钻机正式施工前必须进行试成孔试验,试桩数量3个,试成孔试验目的是选择合理的施工工艺和参数,监测孔壁的稳定性。
二、 灌注桩主要施工措施
1、施工工艺
2、施工方法
(1)测量放线定位
复核建设单位提供的测量控制点符合要求后,测放出各桩桩位,拼装好桩架就位。根据预先测设的测量控制网(点),定出各桩位中心点。双向控制定位后埋设钢护筒并固定,以双向十字线控制桩中心。开钻前必须先校核钻头的中心是否与桩位中心重合。在施工过程中还须经常检测钻具位置有无发生变化,以保证孔位的正确。
(2) 钢护筒埋设:
护筒有定位、保护孔口和维持液(水)位高差等重要作用,可采用打埋和挖埋等设置方法。当挖埋时,护筒与坑壁之间用粘土填实。护筒埋设深度根据地质情况而定,一般为2.5~3.0m,要求高于地面800mm。
(3) 挖土(岩)成孔
旋挖钻机的钻进工艺采用静态泥浆护壁钻斗取土的工艺(当然也有干土直接取土工艺,视工地现场地层条件而定),是一种无冲洗介质循环的钻进方法,但钻进时为保护孔壁稳定,孔内要注满优质泥浆(稳定液)。旋挖钻机工作时能原地做整体回转运动。旋挖钻机钻孔取土时,依靠钻杆和钻头自重切入土层,斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土;遇硬土时,自重力不足以使斗齿切入土层,此时可通过加压油缸对钻杆加压,强行将斗齿切入土中,完成钻孔取土。钻斗内装满土后,由起重机提升钻杆及钻斗至地面,拉动钻斗上的开关即打开底门,钻斗内的土依靠自重作用自动排出,钻杆向下放关好斗门,再回转到孔内进行下一斗的挖掘。
在成孔过程中要根据土层情况及时注入泥浆护壁,同时合理调节泥浆的比重,成孔应连续进行不得中断,在停机时,应保持孔内水位的高度泥浆比重及粘度符合规范要求,以防坍孔。
在土层中成孔时,采用一般锥形桶斗齿取土,穿透土层后,更换带挖掘机斗齿的钻头掘进,一直致达到设计要求的深度方可终孔。
成孔时须及时填写施工记录,在土层变化处捞取渣样,判明土层,以便与地质剖面图核对,达到设计岩面后,及时取样鉴定。
成孔时要依据土层情况,控制进尺速度,为确保孔的垂直度符合设计要求,须保持桩机平整、加强检查、勤检勤纠。
施工过程需备足泥浆,可采用膨润土拌制泥浆,经分离处理后的废渣,通过密闭的专用汽车外运。施工中做到泥浆不外溢,严禁将废浆直接排入场地周边的下水道或河道。
(4) 清孔
钻孔至预定深度后即可清孔。清孔采用循环出渣的方法,直至孔底泥浆的各项指标符合施工要求。
(5) 钢筋笼的制作与安装
①钢筋笼的制作
根据配筋图制作钢筋笼,按桩孔深度分两段制作,第一节为定长钢筋笼(结合吊机的起吊高度),第二节由桩实际深度确定制作长度。要确保钢筋的位置、间距及根数符合图纸的规定和规范要求;主筋焊接相互错开,35d范围内的接头数不得超过钢筋总数的一半。
钢筋笼的螺旋箍筋或加劲筋的接头采用焊接,加劲筋与主筋连接采用点焊,螺旋箍与主筋连接采用绑扎。
为防止运输和吊装时钢筋笼变形,必须对吊点位进行加强处理,必要时加密加劲筋。
②钢筋笼吊装
在加工现场分段制作完成并验收合格后的钢筋笼,运至孔口吊放入孔内,两段钢筋笼连接时采用单面焊焊接长度为10d。
③搬运和吊装时,要防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,钢筋笼顶达设计标高后应立即固定,以免浇注混凝土时钢筋笼上浮。
④钢筋笼主筋的保护层允许偏差如下:
水下浇注混凝土桩的钢筋笼主筋保护层允许偏差为±20mm。
(6) 导管安装及其水密性试验
导管使用前,须进行水密性及压力试验。吊放钢筋笼后,立即安放导管,导管安装要确保法兰接头的密封性。安装导管后,再次测量沉渣厚度,沉渣厚度须符合设计要求或规范要求,否则要重新清孔和换浆。
(7) 水下混凝土浇注
桩孔验孔后应尽快浇注混凝土,桩混凝土能采用商品混凝土,坍落度控制在180~220mm。开始浇注桩混凝土时,导管底部至孔底应保持0.3~0.5m的距离,且首批混凝土数量应能满足导管初次埋置深度大于0.8m以上。
在浇注过程中,应经常量测孔内混凝土面层的深度,及时调整导管埋深,确保导管的埋置深度在2 m~6m 之间。
混凝土浇筑应连续进行,不得中断。浇筑的桩顶标高应比设计高出0.5m,以保证桩顶混凝土的强度,多余部分在接桩前凿除。