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钻孔桩施工
随着我国经济迅猛发展,大跨度结构及高层建筑的修建,对基础承载力的要求愈来愈高,这就为钻孔灌注桩基础推广和应用,提供了极为有利的条件。
桩基础具有承载力高、可以穿越软弱土层、便于水下施工及沉降量小等优点,所以它在我国桥梁建设中所占的比例超过了80%。
钻孔灌注桩基础属隐蔽工程,且影响其质量的因素较多,如不抓住重点进行有效防控,就有可能发生质量问题,甚至质量事故,对社会和施工企业本身都造成重大影响。
概述
目前国内最深端承桩——浙江省台州市椒江二桥及接线工程S01主塔1#桩基灌注。 ,。1#,使用混凝土方量734立方米,是我国目前最深的一根钻孔地基桩S01主塔桩基全部采用端承桩,,基岩为9-3层的中风化凝灰岩,岩石单轴饱和抗压强度为22MPa。
S01主塔处地质条件复杂,覆盖层厚度100多米,以淤泥质土及粘土为主,且桩基需穿过近40m的透浆层——含粉质黏土卵石层、含粉质黏土圆砾层,给钻孔带来了极大的难度。 S01主塔桩基础拟采用5台大扭矩全液压回旋钻机(2台ZJD-4000型、3台ZJD-3500型),用以保证钻孔的顺利进行与完工。
桩基础的分类:
1、按受力情况分类:
(1)柱桩(端承桩)
桩穿过较松弱土层,桩底支承在岩层或硬土层(如密实的大块卵石层)等实际非压缩性土层时,基本上依靠桩底土层抵抗力支承垂直荷载,这种桩称为柱桩(端承桩)如图a)所示。
(2)摩擦桩
桩穿过并支承在各种压缩性土层中,主要依靠桩侧土的摩阻力支承垂直荷载,这种桩称为摩擦桩,如图 b)所示。一般情况下,摩擦桩除桩侧土的摩阻力支承垂直荷载外,桩底土层抵抗力也支承部分垂直荷载。
柱桩承载力较大,基础沉降小,较安全可靠,但若岩层埋置很深,施工困难,就需要采用摩擦桩。
2、按承台的位置分:
(1)低桩承台基础(简称低桩承台)
(2)高桩承台基础(简称高桩承台)
高桩承台的承台底面位于地面(或冲刷线)以上。
其基桩部分桩身沉入土中,部分桩身外露在地面以上(称为桩的自由长度)。见图b
低桩承台的承台底面位于地面(或冲刷线)以下。
低桩承台则基桩全部沉入土中(桩的自由长度为零)。见图a
3、按施工方法分:
(2)就地灌注桩
(按钻机类型)
(1)预制桩(沉桩)
锤击沉桩
振动沉桩
静压沉桩
射水沉桩
旋转钻孔
冲击钻孔
旋挖钻孔
套管钻孔
正循环旋转钻孔
反循环旋转钻孔
冲击成孔
冲吸成孔
钻孔桩施工
钻孔桩施工:钻机选择、埋设护筒、成孔工艺、清孔、钢筋笼制作吊装、混凝土灌注各工序质量控制好坏,直接影响钻孔桩的质量。
由于各工序在施工中常会受到:
地质——地质结构情况;
机械——适应施工地质条件;
操作等原因产生的一些事故。
一、钻机选择
桥梁工程中的地质条件比较复杂,对不同的地质应选择相应的钻机。在决定施工方法时要考虑各种钻孔方法的适用范围:
例如表6-1-2
第四纪河床冲积层(砂土、黏性土、黄土、淤泥),一般采用回旋钻机;
对坡积层、河床砂砾石层一般采用冲击(或冲抓)钻机;
对复杂的地质条件(砂砾石胶结坚硬),含大块孤石的砂土层互层,采用冲击钻与回旋钻配合钻孔。
钻孔方法
适用范围
泥浆作用
土层
孔径(cm)
孔深(m)
旋转钻机
正循
环旋
转钻
粘性土、粉砂、细、中、粗砂,含少量砾石、卵石(含量少于20%)的土、软岩
80~250
30~70
不宜大于70
悬浮钻渣并护壁
反循
环旋
转钻
粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石(含量少于20%,粒径小于钻杆内径2/3)的土和岩石
80~400
用气举式可达120。
护壁
冲击钻机
冲击
正循
环
冲击正循环:粘性土、砂类土、砾石、大卵石、大漂石、岩石、岩溶地区
冲击:80~300
不宜大于70
浮悬钻渣并护壁
冲吸
反循
环
冲吸反循环:粘性土、砂类土、砾石、松散大卵石、岩石
80~250
80
旋挖钻机
土层强度不高,最大粒径不大于20cm的各种土层。
100~200
60~80
护壁
套管钻机
除岩石外,任何土层均适用,但在孤石、泥岩层或软岩层成孔时,成孔效率显著降低。
一般:100~200
一般:30~40