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钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时,在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头,增加孔内静水压力,能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外,同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用,不漏水,其内径应比钻孔直径大(旋转钻约大20cm,潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm),每节长度约2~3m。一般常用钢护筒。
泥浆制备,钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具,增大静水压力,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流,防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆,应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度,泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握,泥浆太稀,排渣能力小、护壁效果差;泥浆太稠会削弱钻头冲击功能,降低钻进速度。钻孔灌注桩
钻孔,钻孔是一道关键工序,在施工中必须严格按照操作要求进行,才能保证成孔质量,首先要注意开孔质量,为此必须对好中线及垂直度,并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用),还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时,附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔,下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应实事先规划好,既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔,又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。
清孔,钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直。为此,除了钻孔过程中密切观测监督外,在钻孔达到设计要求深度后,应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时,应立即进行孔底清理,避免隔时过长以致泥浆沉淀,引起钻孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时,要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm;当孔壁不易坍塌时,不大于20cm。对于柱桩,要求在射水或射风前,沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。
通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔,所需设备不多,操作方便,清孔也较彻底,但在不稳定土层中应慎重使用。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。灌注水下混凝土,清完孔之后,就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内,定位后要加以固定,然后用导管灌注混凝土,灌注时混凝土不要中断,否则易出现断桩现象。
随着高层建筑的不断增加,在旧城区施工采用井点降水,引起邻近建筑、管线、路面开裂下沉的现象屡见不鲜。因此,采用井点降水要特别慎重并采取相应对策。我们认为,井点降水,一是要在挖至设计基底标高时不出现流砂,保证基坑内正常施工作业;二是要防止基坑外的地下水位下降对周围已建建筑物、管线、道路路面所造成的各种危害。根据工程实践经验,长期井点降水时,降水曲面坡度为降水影响半径的1/10,如井点主管埋深为S(指地下水位以下),则 的影响半径可达10S.若已建建筑物、管线、道路路面位于影响半径范围内,而不采取防护措施的话,就会引起不均匀沉陷,造成倾斜、裂缝。为了保证高层建筑深基础的正常施工,减少对周围邻近建筑、管线、路面的不利影响,几年来,我们采取了一些措施,并取得了较好的技术经济效果。(zi8v8kra)
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反插法是在拔管过程中边振边拔,每次拔管0.5~1.0m,再向下反插0.3~0.5m,如此反复并保持振动,直至桩管全部拔出。在桩尖处1.5m范围内,宜多次反插以扩大桩的局部断面。穿过淤泥夹层时,应放慢拔管速度,并减少拔管高度和反插深度。在流动性淤泥中不宜使用反插法。
复打法是在单打法施工完拔出桩管后,立即在原桩位再放置第二个桩尖,再第二次下沉桩管,将原桩位未凝结的混凝土向四周土中挤压,扩大桩径,然后再第二次灌混凝土和拔管。采用全长复打的目的是提高桩的承载力。局部复打主要是为了处理沉桩过程中所出现的质量缺陷,如发现或怀疑出现缩颈、断桩等缺陷,局部复打深度应超过断桩或缩颈区1m以上。复打必须在 次灌注的混凝土初凝之前完成。
灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔,并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩,依照成孔方法不同,灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。
钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。灌注桩由早的100多年前的1893年,因为工业的发展以及人口的增长,高层建筑不断增加,但是因为好多城市的地基条件比较差,不能直接承受由高层建筑所传来的压力,地表以下存在着厚度很大的软土或中等强度的黏土层,建造高层建筑如仍沿用当时通用的摩擦桩,必然产生很大的沉降。于是工程师们借鉴了掘井技术发明了在人工挖孔中浇筑钢筋混凝土而成桩。于是在随后的50年之后,即20世纪40年代初随着大功率钻孔机具的研制成功首先在美国问世,二战后,世界各地特别是欧美发达 经济复苏与发展,时至今日,随着科学技术的日新月异发展,钻孔灌注桩在高层、超高层的建筑物和重型构筑物中被广泛应用。当然,在我国,钻孔灌注桩设计及施工水平也得到了长足的发展。
钻孔灌注桩通常为一种非挤土桩,也有的为部分挤土桩。钻孔灌注桩的类型可以分为:A.按桩径大小分,可分为如下几种:小桩由于桩径小,施工机械、施工场地、施工方法较为简单,多用于基础加固和复合桩基础中(如:树根桩)。中桩成桩方法和施工工艺繁多,工业与民用建筑物中大量使用,是目前使用多的一类桩。大桩桩径大且桩端不可扩大,单桩承载力高,近20年发展快,多用于重型建筑物、构筑物、港口码头、公路铁路桥涵等工程。(zi8v8kra)
按成桩工艺,钻孔灌注桩可以分为:干作业法钻孔灌注桩;泥浆护壁法钻孔灌注桩;套管护壁法钻孔灌注桩。钻孔灌注桩具有以下技术特点:a.施工时基本无噪音、无振动、无地面隆起或侧移,因此对环境和周边建筑物危害小;b.大直径钻孔灌注桩直径大、入土深;c.对于桩穿透的图层可以在空中作原位测试,以检测土层的性质;d.扩底钻孔灌注桩能更好地发挥桩端承载力;e.经常设计成一柱一桩,无需桩顶承台,简化了基础结构形式;f.钻孔灌注桩通常布桩间距大,群桩效应小;g.某些利用“挤扩支盘”钻孔灌注桩可以有效减少桩径和桩长,提高桩的承载力,减少沉降量;h.可以穿越各种土层,更可以嵌入基岩,这是别的桩型很难做到的;i.施工设备简单轻便,能在较低的净空条件下设桩;j.钻孔灌注桩在施工中,影响成桩质量的因素较多,质量不够稳定,有时候会发生缩径、桩身局部夹泥等现象,桩侧阻力和桩端阻力的发挥会随着工艺而变化,且又在较大程度上受施工操作影响;k.因为钻孔灌注桩的承载力非常高,所以进行常规的静载试验一般难以测定其极限荷载,对于各种工艺条件下的桩受力,变形及破坏机理现在尚未完全被人们掌握。设计理论有待进一步完善。
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