混凝土灌筑桩方案.doc

7-2-7 混凝土灌筑桩
7-2-7-1 冲击钻成孔灌筑桩
冲击成孔灌筑桩系用冲击式钻机或卷扬机悬吊冲击钻头(又称冲锤)上下往复冲击,将硬质土或岩层破碎成孔,部分碎渣和泥浆挤入孔壁中,大部分成为泥渣,用掏渣筒掏出成孔,然后再灌筑混凝土成桩。其特点是:设备构造简单,适用范围广,操作方便,所成孔壁较坚实、稳定,坍孔少,不受施工场地限制,无噪声和振动影响等,因此被广泛地采用。但存在掏泥渣较费工费时,不能连接作业,成孔速度较慢,泥渣污染环境,孔底泥渣难以掏尽,使桩承载力不够稳定等问题。适用于黄土、粘性土或粉质粘土和人工杂填土层中应用,特别适于有孤石的砂砾石层、漂石层、坚硬土层、岩层中使用,对流砂层亦可克服,但对淤泥及淤泥质土,则要十分慎重,对地下水大的土层,会使桩端承载力和摩阻力大幅度降低,不宜使用。

主要设备为CZ-22、CZ-30型冲击钻孔机(图7-62),其技术性能见表7-58,亦可用简易的冲击钻机(图7-63)。它由简易钻架、冲锤、转向装置、护筒、掏渣筒以及3~5t双筒卷扬机(带离合器)等组成。所用钻具按形状分,常用有十字钻头和三翼钻头两种(图7-64);前者专用于砾石层和岩层;后者适用于土层。钻头和钻机用钢丝绳连接,~,钻头直径60~150cm。转向装置是一个活动的吊环,它与主挖钢绳的吊环联结提升冲锤。掏渣筒用于掏取泥浆及孔底沉渣,一般用钢板制成(图7-65)。
图7-62 CZ-22型冲击钻机
1-电动机;2-冲击机构;3-主轴;4-压轮;5-钻具滑轮;6-桅杆;7-钢丝绳;8-掏渣筒滑轮
图7-63 简易冲击钻机
1-钻头;2-护简回填土;3-泥浆渡槽;4-溢流口;5-供浆管;6-前拉索;7-主杆;8-主滑轮;9-副滑轮;10-后拉索;11-斜撑;12-双筒卷扬机;13-导向轮;14-钢管;15-垫木
图7-64 冲击钻钻头型式
(a)φ800mm十字钻头;(b)φ920mm三翼钻头
图7-65 掏渣筒
(a)平阀掏渣筒;(b)碗形活门掏渣筒
1-筒体;2-平阀;3-切削管袖;4-提环

(1)冲击成孔灌筑桩施工工艺程序是:场地平整→桩位放线、开挖浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→冲击造孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→清孔换浆→终孔验收→下钢筋笼和钢导管→灌筑水下混凝土→成桩养护。
(2)成孔时应先在孔口设圆形6~8mm钢板护筒或砌砖护圈,它的作用是保护孔口、定位导向,维护泥浆面,防止坍方。护筒(圈)内径应比钻头直径大200mm,~,如上部松土较厚,宜穿过松土层,以保护孔口和防止塌孔。然后使冲孔机就位,冲击钻应对准护筒中心,要求偏差不大于±20mm,开始低锤(小冲程)密击,~,并及时加块石与粘土泥浆护壁,泥浆密度和冲程可按表7-81选用,使孔壁挤压密实,直至孔深达护筒下3~4m后,才加快速度,加大冲程,~,转入正常连续冲击,在造孔时要及时将孔内残渣排出孔外,以免孔内残渣太多,出现埋钻现象。
各类土层中的冲程和泥浆密度选用表表7-81
项次
项目
冲程
(m)
泥浆密度(t/m3)
备注
1
在护筒中及护筒脚下3m以内
~
~
土层不好时宜提高泥浆密度,必要时加入小片石和粘土块
2
粘土
1~2
清水
或稀泥浆,经常清理钻头上泥块
3
砂土
1~2
~
抛粘土块,勤冲勤掏渣,防坍孔
4
砂卵石
2~3
~
加大冲击能量,勤掏渣
5
风化岩
1~4
~
如岩层表面不平或倾斜,应抛入20~30cm厚块石使之略平,然后低锤快击使其成一紧密平台,再进行正常冲击,同时加大冲击能量,勤掏渣
6
塌孔回填重成孔
1
~
反复冲击,加粘土块及片石
(3)冲击钻成孔冲击钻头的重量,一般按其冲孔直径每100mm取100~140kg为宜,~;~,冲击频率为40~48次/min为宜。
(4)冲孔时应随时测定和控制泥浆密度。如遇较好的粘土层,亦可采取自成泥浆护壁,方法在孔内注满清水,通过上下冲击使成泥浆护壁。每冲击1~2m应排渣一次,并定时补浆,直至设计深度。排渣方法有泥浆循环法和抽渣筒法两种。前者是将输浆管插入孔底,泥浆在孔内向上流动,将残渣带出孔外,本法造孔工效高,护壁效果好,泥浆较易处理,但对孔深时,循环泥浆的压力和流量要求高,较难实施,故只适于在浅孔应用。抽渣筒法,是用一个下部带活门的钢筒,将其放到孔底,作上下来回活动,提升高度在2m左右,当抽筒向下活动时,活门打开,残渣进人筒