钻孔压灌超流态混凝土桩工法修改后.docx

钻孔压灌超流态混凝土桩工法修改后.docx

《钻孔压灌超流态混凝土桩工法修改后.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钻孔压灌超流态混凝土桩工法修改后.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

钻孔压灌超流态混凝土桩工法修改后

钻孔压灌超流态混凝土桩施工工法

编制：

张磊、孟磊

中铁一局集团有限公司

哈尔滨地铁一号线一期工程太平桥车辆基地项目经理部

钻孔压灌超流态混凝土桩施工工法

中铁一局建安有限公司哈尔滨车辆基地项目部张磊孟磊

1前言

钻孔压灌超流态混凝土桩是由日本的CIP工法演变而来的，它与普通钻孔桩不同，采用专用长螺旋钻孔机钻至预定深度，通过钻头活门向孔内连续泵注超流态混凝土，至桩顶为止，然后插入钢筋笼而形成的桩体，是近几年出现的一种新型桩。

钻孔压灌超流态混凝土桩不受地下水位限制，所用混凝土摩擦系数低，流动性强，骨料分散性好，所用螺旋钻机即可钻孔又可压灌混凝土，操作简便，混凝土灌注速度快，成桩质量好，可降低成本的造价。

2工法特点

2.1由于不受地下水位的限制，使其具有广泛的应用性。

2.2超流态混凝土流动性好，石子能在混凝土中悬浮而不下沉，不会产生离析，放入钢筋笼容易。

2.3不易出现断桩、缩径、塌孔等施工通病，桩体质量容易得到保证。

2.4穿硬土层能力强，单桩承载力高，施工效率高，操作简便。

2.4低噪音、不扰民、不需要泥浆护壁不排污、不降水、施工现场文明。

2.5综合效益高，工程造价与其他桩型相比价格低廉。

3适用范围

多用于建筑物基础桩和基坑、深井的支护桩，主要适用于填土层、淤泥土层、砂土层及卵石层，也适用于有地下水的各类土层情况，可在软土层、流沙层等不良地质条件下成桩。

桩径一般采用400mm～1200mm，深度在25m以内。

4工艺原理

钻孔压灌超流态混凝土桩是利用长螺旋钻机进行钻孔至设计标高，然后在提钻的同时通过设在内管钻头上的孔口压灌超流态混凝土，压灌至设计桩顶标高后，移开钻杆将钢筋笼压入桩体成桩，灌入的混凝土一般超出设计桩顶500mm，以保证桩顶混凝土强度。

5施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程图

钻孔压灌超流态混凝土桩施工由稳钻、成孔灌注、安放钢筋笼和桩头处理等主要工序和混凝土制备、钢筋笼制作辅助工序组成，施工工艺流程图见图1。

图1压灌超流态混凝土施工流程图

5.2操作要点：

5.2.1稳钻

钻机就位对准桩点后调平，确保成孔的垂直度，结合场地实际情况铺设枕木或钢板，使钻机支撑稳定。

5.2.2成孔灌注

1开钻时，钻头对准桩位点后，启动钻机下钻，下钻速度要平稳，严防下钻过程中钻机发生倾斜。

2钻进中，当发现不良地质情况或地下障碍物，如地窖、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，应立即停钻，并通知建设单位及设计单位，确定处理方法，修改工艺参数或重改桩位、桩长等。

3钻机钻至设计孔底标高后，混凝土泵开始压注超流态混凝土，边压注边提钻，始终保持泵入孔中混凝土量大于钻杆上提体积量。

4混凝土超灌高度不少于50cm。

图2超流态桩现场成孔作业

5.2.3安放钢筋笼

1利用钻机自备吊钩、塔吊或者吊车将钢筋笼架竖直吊起，垂直于孔口上方，然后将钢筋笼扶稳旋转下入孔中，固定在设计标高。

2固定后调整钢筋笼位置，使钢筋笼保护层满足设计图纸及验收规范要求。

图3钻孔压灌超流态混凝土桩钢筋加工

5.2.4桩头处理

1成桩后将孔口周围残土清理干净，防止孔口周围泥块等杂质落入孔内。

2桩头部位最后应加入适量的超流态混凝土并用插入式振动棒振实以确保桩头处混凝土密实。

6材料与设备

6.1以太平桥车辆基地--培训中心为例，介绍一下主要材料与设备的使用情况，培训中心采用钻孔压灌超流态混凝土桩基础，桩直径为400mm，桩身混凝土采用C25，设计桩长为14.05m，总桩数266根，其中锚桩12根，锚桩钢筋笼主筋为6B20，其余工程桩钢筋笼主筋采用6B16，加劲筋B12，螺旋箍筋A8。

6.2材料一览表

表1主要材料表

序号

材料名称

材料规格

单位

数量

备注

1

超流态混凝土

C25

m³

581.3

2

HPB235

8

t

7.1

3

HRB335

12

t

1.61

4

HRB335

16

t

27.92

5

HRB335

20

t

2.59

6.3设备一览表

表2主要设备表

序号

设备名称

规格

单位

数量

备注

1

履带式长螺旋钻机

JZL90/75KW

台

1

2

混凝土输送泵

HBT80.16.110S

台

1

3

反产挖掘机

小松PC60

台

1

4

电焊机

BX1-315

台

2

5

钢筋切断机

GQ40/3KW

台

1

6

钢筋调直机

GT6-12/3KW

台

1

7

发电机

JH300GF/300KW

台

1

8

装载机

ZL50C

台

1

7质量控制

7.1钻孔压灌超流态混凝土桩施工过程中，要采取科学手段加强灌注桩的质量控制。

施工前进行技术交底，明确质量设计标准，随时检测灌注桩的质量，确保灌注桩体的外观质量及整体性强度性能。

7.2钻孔压灌超流态混凝土桩施工的质量控制要点

7.2.1钻孔的质量控制

　　钻机引点就位前要对桩位进行复测定位，保持钻机稳定性能，钻进过程中应根据土层情况及时调整钻进速度，控制钻杆垂直度，防止钻机在施工中出现钻孔歪斜现象发生。

7.2.2混凝土质量控制

　　超流态混凝土的原材料必须经过严格的质量检测，石子、水泥、外加剂的型号要符合需求，必须严格控制混凝土的水灰比例，优化拌制程序，提高混凝土的和易性，避免混凝土发生离析。

7.2.3钢筋笼的质量控制

　　钢筋笼架作为增加灌注桩强度性能的必要材料，在制作过程中，要根据设计要求，严格控制钢筋箍筋和主筋的质量配比，保障各接口焊接点的缜密性，确保钢筋笼架的牢固性。

7.2.4灌注成桩技术控制

　　超流态混凝土泵送施工时，要严格控制钻杆提升速度，要通过混凝土泵送对钻杆产生的上顶力，调整提钻速度，确保提钻速度与混凝土浇注速度相协调。

提钻杆前，要求钻杆内的混凝土高度高出地面，减少桩身灌注时间。

7.2.5灌注桩的质量控制

在将钢筋笼下放孔内之前，必须保障钢筋笼架的垂直连续放入，严禁钢筋笼碰撞孔壁，造成孔壁坍塌。

保障混凝土的泵送及灌注速度适中，冬季施工时，要及时针对桩顶实行保温护理措施，防止混凝土强度减弱。

7.3钻孔压灌超流态混凝土桩施工质量检验标准

表3钻孔压灌超流态混凝土桩施工质量检验标准

项

序

检测项目

允许偏差或允许值

检查方法

单位

数值

主

控

项

目

1

桩位

1～3根单排桩垂直于中心线方向和群桩基础边桩

mm

d/6且不大于70

承台、梁开挖前量钻孔中心，开挖后量桩中心

条形桩基沿中心线方向和群桩基础的中间桩

mm

d/6且不大于150

2

孔深（桩长）

mm

+300

测钻杆长度，嵌岩桩应确保进入设计要求

3

桩体质量

（完整性）检验

按建筑基桩检测技术规范

按建筑基桩检测技术规范，采用小应变法，抽检20％

4

混凝土强度

设计要求

试件报告或钻芯取样送检

5

承载力

设计要求

建筑基桩检测技术规范

一

般

项

目

1

桩位放线

群桩

mm

20

钢尺量

单排桩

mm

10

2

垂直度

<1%

经纬仪测钻杆

3

桩径

mm

﹣20

用钢尺量

4

钢筋笼笼顶标高

mm

±100

水准仪

5

钢筋笼保护层

mm

±20

用钢尺量

6

桩顶标高

mm

+30

-50

水准仪，需扣除桩顶浮浆层及劣质桩体

7

混凝土塌落度

mm

200～250

用塌落度仪检测

8

混凝土充盈系数

>1

检查每根桩的实际灌注量

8安全措施

8.1设置合理的供电系统，经常检查线路是否有断线、破皮、短路等情况。

8.2机械设备的安全装置必须处于良好状态，对裸露的传动系统或易于造成事故的凸出部位设置安全防护罩。

8.3夜间施工，工地应有足够的照明。

雨、大风天施工必须采取一定安全保证措施。

大雨、五级以上大风天气必须暂停施工。

8.4在建筑物附近施工时，定期进行沉降观测，保证原有建筑物的结构安全。

9环保措施

9.1钻出的残土及时清理，保持场地平整。

9.2混凝土残渣倾倒在指定位置再利用，减少浪费，保持场地整洁。

9.3清洗混凝土泵及管道的污水集中排放，沉淀后排入污水管网。

9.4定期对钻机进行保养，减少其自身产生的噪音。

10效益分析

10.1钻孔压灌超流态混凝土桩施工工艺，机械化程度高，施工进度快，综合效益好。

10.2从下表4可知，同一根桩，钻孔压灌超流态混凝土桩使用的混凝土量不到普通混凝土灌注桩的一半，但单方混凝土承载力提高0.39倍，混凝土消耗量可节约54%。

10.3在地下水位以下施工时，可省去泥浆护壁，综合费用可节省15%-20%。

10.4以哈尔滨太平桥车辆基地工程为例，钻孔压灌超流态混凝土桩成桩一根平均需要25分钟，而哈尔滨地区普通混凝土灌注桩成桩一根平均需要45分钟，这样可以缩短施工工期40%以上。

表4钻孔压灌超流态混凝土桩与普通混凝土灌注桩对比

桩型

钻孔压灌超流态混凝土桩

普通砼灌注桩

桩径（mm）

400

600

桩长（m）

15

15

单桩混凝土体积理论值（m3）

1.88

4.24

充盈系数

1.3

1.25

单桩混凝土体积实际值（m3）

2.44

5.3

单桩承载力标准值（KN）

900

1400

单方混凝土承载力（KN/m3）

368

264

单方混凝土承载力比值

1.39

1.0

11应用实例

哈尔滨太平桥车辆基地工程地处松花江漫滩区，场区自上而下分布有杂填土、粉质粘土、粉砂、中砂，地下水类型为上层滞水孔隙潜水及承压水，静止水位埋深为现有自然地面以下0.7～2.1米，场区共有7个单体采用钻孔压灌超流态混凝土桩基础，总桩数3375根，桩径均为400mm，桩身采用商品混凝土，强度等级C25，桩长14m-16m，现已施工1955根。

单桩承载力特征值450KN-550KN，已检测桩数20根，检测结果全部达到设计要求，最大承载力比设计要求提高两倍以上。

结束语

钻孔压灌超流态混凝土桩改变良了原来的地层性质，提高了地基强度和摩擦力，具有很好的承载力、抗拔力、抗水平力，稳定性好，尤其在软地基处理中更有优势，随着基本建设规模的不断扩大，钻孔压灌超流态混凝土桩将为基本建设、环境保护创造巨大的社会效益和经济效益。

图4长螺旋钻机部件详图

图5混凝土通过地泵输送到钻杆中

图6超流态桩正在施工图7钻机就位

图8钻孔完成，边提钻边泵送超流态混凝土图9钢筋笼下放过程中

图10通过振动器将钢筋笼下放到设计标高图11小松60挖机配合钢筋的笼下放及场地平整

图12成品钢筋笼堆放区

图13培训中心超流态桩布置示意图