冲击钻成孔浇筑桩施工要点
冲击钻成孔灌筑桩是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,用掏渣筒掏也成孔,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,无噪声,和振动影响等。因此被广泛地采用。但存在掏泥渣费工费时,不能连续作业,成孔速度慢,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、粘性土或粉质土和人工杂填土层中使用,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。 1.桩机设备
主要设备为CZ—22、CZ-30型冲击钻孔机,亦可用简易的冲击钻机。它由简易钻架冲锤、转向装置、护筒、掏渣筒以及3-5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 2.施工工艺方法要点
(1)冲击成孔灌筑施工工艺程序是:
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——造孔换浆——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厚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200mm,深一般为1.2m—1.5m,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,冲击钻应准护筒中心,要求偏差不大于±20mm,开始低锤(小冲程)密击,锤高0.4—0.6mm,并及时加块石与粘土泥浆护壁,泥浆密度和冲程可按下表选用,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,将锤提高至15-20以上,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谋选用表 项次 项目 冲程(m) 泥浆密度(t/m³) 1 2 3 4 5 在护筒中及护筒脚下3以内 粘土 砂土 砂卵石 风化岩 0.9-1.1 1.1-1.3 1-2 1-2 2-3 1-4 清水 1.3-1.5 1.3-1.5 2-1.4 土层不好时宜提高泥浆密度,必要时加入小片石或粘土块 或稀泥浆,经常清理钻头上泥块 抛粘土块,勤冲勤掏渣,防坍孔。 加大冲击能量,勤掏渣 如岩层表面不平或倾斜,应抛入20—30mm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 1.3-1.5 反复冲击,加粘土块及片石 备注 (3)冲击钻成孔冲击钻头的重量,一般按其冲孔直径直径每100mm取100——140kg为宜,一般正常悬距可取0.5-0.8m;冲击行程一般为078-15m,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应排渣一准,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,残渣进入筒内,向上运动时,活门关闭,可将孔内残渣抽出孔外。排渣时,必须及时向孔内补充泥浆,以防亏浆造成孔内坍塌。
(5)在钻进过程中每1-2m要检查一次成孔的垂直度情况。如发现偏斜应立即停止钻进,采取措施进行纠缠。对于变层处和易于发生偏斜的部位,应采用低锤轻击、间断冲击的办法穿过,以保持孔形良好。
(6)在冲击钻进阶段应注意始终保持孔内水位高过护筒底口0.5m以上,以免水位升降波动造成对护筒底口处的冲刷,同时孔内水位高度应大于地下水位1m以上。
(7)成孔后,应用测绳下挂0.5kg重铁砣测量检查孔深,核对无误后,进行清孔,保使用底部带活门的钢油渣筒,反复掏渣,将孔底淤泥、沉渣清除干净。密度大的泥浆借用水泵用清水置换,使密度控制在1.15-1.25之间。
(8)清孔后应立即放入钢筋笼,并固定在孔口钢护筒上,使其在浇筑混凝土过程中不向上浮起,也不下沉。钢筋笼下完并检查无误后应立即浇筑混凝土,间隔时间不应超过4h,以工补农防泥浆沉淀和坍孔。混凝土浇筑一般采用导管法在水中浇筑。