雨污水管改建工程中灌注樁+高壓旋噴樁圍護(hù)頂管井施工工藝

【摘 要】本文主要針對(duì)鉆孔及成孔的控制以及高壓旋噴樁施工工藝進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】灌注樁；高壓旋噴樁；雨污水管

一、鉆孔及成孔的控制

放點(diǎn)定位至關(guān)重要。在放樁基的坐標(biāo)之前，一定要對(duì)設(shè)計(jì)交底的基準(zhǔn)水準(zhǔn)點(diǎn)和導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，確保水準(zhǔn)點(diǎn)和導(dǎo)線點(diǎn)準(zhǔn)確。根據(jù)放點(diǎn)位置埋設(shè)護(hù)筒，并復(fù)核護(hù)筒的位置準(zhǔn)確，使護(hù)筒的中心與樁基的中心平面偏差不大于50mm，護(hù)筒的周圍要填土夯打密實(shí)，護(hù)筒要高出地面至少300mm，防止地表水或雜物流入孔內(nèi)，防止護(hù)筒在鉆孔過程中發(fā)生漏漿或傾斜。

開孔前，在護(hù)筒四周要打護(hù)樁掛十字線，護(hù)樁最好用混凝土固定，以便在鉆進(jìn)過程中隨時(shí)拉十字線檢查樁位偏移情況，確保樁位不偏移。樁頂標(biāo)高的控制應(yīng)通過護(hù)筒頂某一固定點(diǎn)來檢測(cè)，但至少是開鉆前和停鉆后各用水準(zhǔn)儀檢測(cè)一次，以確定應(yīng)該鉆進(jìn)深度和是否已達(dá)到預(yù)計(jì)深度。

在用測(cè)繩測(cè)孔深的時(shí)候，要考慮施工中常用的測(cè)繩遇水后縮水的問題，要保證測(cè)繩精準(zhǔn)，在使用的時(shí)候要預(yù)濕且用鋼尺標(biāo)定，并在使用中經(jīng)常復(fù)核保證準(zhǔn)確。

1、為了保證樁基的成孔和成樁質(zhì)量，鉆孔要采取隔孔施工

鉆孔樁與其他樁基不同，它是先鉆成孔，再用導(dǎo)管灌注水下混凝土成樁，孔周圍土體向樁身移動(dòng)產(chǎn)生側(cè)向動(dòng)壓力，鉆孔過程中泥漿護(hù)壁，在樁初期，混凝土強(qiáng)度較低，選擇合適的樁距施工將有利于混凝土強(qiáng)度的提高和防止塌孔、縮徑的發(fā)生。

2、鉆孔和第一次清孔

鉆孔過程中除經(jīng)常檢測(cè)孔位、孔深、泥漿外，為了防止塌孔、縮徑和檢驗(yàn)是否與設(shè)計(jì)相符，還應(yīng)填寫詳細(xì)的鉆孔記錄，主要地層變化，判斷地質(zhì)情況并與地質(zhì)剖面圖核對(duì)。經(jīng)常復(fù)核鉆頭直徑，如發(fā)現(xiàn)鉆頭磨損超過1cm，就要及時(shí)修補(bǔ)或更換。

在孔深、孔徑及傾斜率檢查合格后，就要進(jìn)行第一次清孔。由于在鉆孔過程中為了保證護(hù)壁穩(wěn)定，孔內(nèi)泥漿密度、粘度都較大，含砂率也較高，需要對(duì)泥漿進(jìn)行稀釋，使泥漿的相對(duì)密度、粘度、含砂率等各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)滿足規(guī)范要求，同時(shí)清除孔底的沉渣。

孔底沉渣對(duì)灌注樁承載能力有重要影響，尤其是嵌巖樁，必須使沉渣層厚度滿足設(shè)計(jì)或規(guī)范要求。泥漿的制備和清孔是確保灌注樁質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，泥漿要選用高塑性粘土或膨潤(rùn)土，并根據(jù)施工機(jī)械、工藝及穿越土層等情況進(jìn)行調(diào)配。

3、鋼筋籠的加工與安裝

鋼筋籠制作前要對(duì)鋼筋原材進(jìn)行檢驗(yàn)。檢查鋼筋的出廠合格證是否齊全，外觀是否有破損或生銹，按檢測(cè)頻率檢測(cè)鋼筋的冷拉、冷彎等性能是否合格，確定合格后方可按設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)規(guī)范要求施工。

鋼筋籠除檢查長(zhǎng)度、直徑、焊接等情況外，還應(yīng)特別注意鋼筋籠箍筋的綁扎質(zhì)量，如全部綁扎，有可能在吊放過程中箍筋下滑或松動(dòng)，如全部采用電焊，對(duì)箍筋的燒傷較嚴(yán)重，所以本人建議箍筋大部分采用梅花形綁扎，在綁扎中穿插一小部分點(diǎn)焊以進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。鋼筋籠做好后要放在平穩(wěn)的枕木上，既防止被污染又可保證不變形。

鋼筋籠吊環(huán)的長(zhǎng)度能否使鋼筋籠準(zhǔn)確地吊放在設(shè)計(jì)標(biāo)高上，因?yàn)榈醐h(huán)長(zhǎng)度隨孔頂標(biāo)高的變化而變化，所以應(yīng)對(duì)孔頂標(biāo)高和吊環(huán)加以復(fù)核，從而確保鋼筋籠能被吊放在設(shè)計(jì)標(biāo)高處。

直徑較大的鋼筋籠應(yīng)在加強(qiáng)筋處加十字筋防止變形。鋼筋籠在吊放過程中應(yīng)逐節(jié)檢查焊縫質(zhì)量，對(duì)焊接不合格的應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)焊，在下放過程中要防止碰撞孔壁，如：下放時(shí)不能全部順利下放，不要強(qiáng)行下放，要查找原因，防止塌孔和鋼筋籠變形，如是孔位偏斜造成，要提出鋼筋籠重新開鉆，成孔后檢查合格再放鋼筋籠，并盡可能縮短吊放鋼筋籠的時(shí)間，如鋼筋籠需加焊，也需加快焊接時(shí)間。

4、導(dǎo)管安裝和灌注前二次清孔

在導(dǎo)管安裝之前應(yīng)進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，防止導(dǎo)管在灌注混凝土?xí)r漏氣、漏漿，而影響灌樁質(zhì)量。由于孔內(nèi)泥漿在安裝鋼筋籠和導(dǎo)管這段時(shí)間內(nèi)使處于懸浮狀態(tài)的沉渣再次沉到樁孔底部，沉渣過后不容易被反起，最終成為永久性沉渣，影響樁基的承載能力。

因此，必須在混凝土灌注前利用導(dǎo)管進(jìn)行第二次清孔（在導(dǎo)管口戴一個(gè)帽子，此帽子能安裝進(jìn)水管），使泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)和孔底沉渣滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

5、混凝土灌注施工控制

5.1原材料、配合比、坍落度的控制

水泥宜采用硅酸鹽水泥，水泥的初凝時(shí)間不宜早于2.5h，水泥的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于42.5MPa。粗集料宜優(yōu)先選用卵石，如采用碎石宜適當(dāng)增加混凝土配合比的含砂率。

集料的最大粒徑不應(yīng)大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6～1/8和鋼筋最小凈距的1/4，同時(shí)不應(yīng)大于40mm。細(xì)集料宜采用級(jí)配良好的中砂?；炷僚浜媳鹊暮奥室瞬捎?.4～0.5，水灰比宜采用0.5～0.6，混凝土應(yīng)有良好的和易性，無(wú)明顯的離析和泌水現(xiàn)象，坍落度宜控制在180mm～220mm之間。

5.2提升及拆管的控制

混凝土應(yīng)連續(xù)灌注，隨著樁內(nèi)混凝土的不斷升高，需適時(shí)提升、拆卸導(dǎo)管，拆卸前需用測(cè)繩測(cè)定混凝土面的高度，以確定提管高度即拆管節(jié)數(shù)，埋管深度一般控制在2m～6m，不宜大于6m或小于1m，過多則影響灌注速度或造成塞管，過少則易造成浮漿或泥巴夾層，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土外，而且首次灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)能使導(dǎo)管埋置深度不小于1.0m。

在施工過程中，上下提拉導(dǎo)管使混凝土面上升的力度要合適，如抽拔導(dǎo)管的幅度過大則容易造成混凝土體突然沖刷孔壁，導(dǎo)致孔壁松散或塌落，有可能造成樁身夾泥成為質(zhì)量問題。灌樁要做好灌樁記錄，詳細(xì)記錄下每次卸管長(zhǎng)度、管的剩余長(zhǎng)度、埋深、灌注混凝土的方量等，以便備查。

二、施工原理及工藝流程

三管法旋噴是一種水、氣噴射、漿液灌注攪拌混合噴射的方法。即用三層噴射管使高壓水和空氣同時(shí)橫向噴射，并切割地基土體，借空氣的上升力把被破碎的土由地表排除；于此同時(shí)，另一個(gè)噴嘴將水泥漿低壓力噴射注入到被切割、攪拌的地基中，使水泥漿與土混合達(dá)到加固目的，其加固直徑可達(dá)800～2000mm。采用三管法旋噴，應(yīng)先送高壓水、再送水泥漿和壓縮空氣；噴射時(shí)應(yīng)先達(dá)到預(yù)定的噴射壓力、噴漿量后，再逐漸提升注漿管，注漿管分段提升的搭接長(zhǎng)度不得小于100mm；當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)樁頂高度或地面出現(xiàn)溢漿現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即停止當(dāng)前樁的旋噴工作，并將旋噴管拔出并清洗管路。

三重管法是將水泥漿與壓縮空氣同時(shí)噴射，除可延長(zhǎng)噴射距離、增大切削能力外，也可促進(jìn)廢土的排除，減輕加固體單位體積的重量。

旋噴樁施工工藝流程：測(cè)放樁位→引孔鉆機(jī)就

位→鉆進(jìn)成孔→清孔→移鉆→插入高噴管→高噴作業(yè)→回灌→搬遷。

1、旋噴樁施工工藝要點(diǎn)

1.1施工準(zhǔn)備

1.1.1場(chǎng)地平整

正式進(jìn)場(chǎng)施工前，進(jìn)行管線調(diào)查后，清除施工場(chǎng)地地面以下2m以內(nèi)的障礙物，不能清除的做好保護(hù)措施，然后整平、夯實(shí)；同時(shí)合理布置施工機(jī)械、輸送管路和電力線路位置，確保施工場(chǎng)地的“三通一平”。

1.1.2樁位放樣

施工前用全站儀測(cè)定旋噴樁施工的控制點(diǎn)，埋石標(biāo)記，經(jīng)過復(fù)測(cè)驗(yàn)線合格后，用鋼尺和測(cè)線實(shí)地布設(shè)樁位，并用竹簽釘緊，一樁一簽，保證樁孔中心移位偏差小于50mm。

1.1.3修建排污和灰漿拌制系統(tǒng)

旋噴樁施工過程中將會(huì)產(chǎn)生10%～20%的返漿量，將廢漿液引入沉淀池中，沉淀后的清水根據(jù)場(chǎng)地條件可進(jìn)行無(wú)公害排放。沉淀的泥土則在開挖基坑時(shí)一并運(yùn)走。沉淀和排污統(tǒng)一納入全場(chǎng)污水處理系統(tǒng)?；覞{拌制系統(tǒng)主要設(shè)置在水泥附近，便于作業(yè)，主要由灰漿拌制設(shè)備、灰漿儲(chǔ)存設(shè)備、灰漿輸送設(shè)備組成。

1.2鉆機(jī)就位

鉆機(jī)就位后，對(duì)樁機(jī)進(jìn)行調(diào)平、對(duì)中，調(diào)整樁機(jī)的垂直度，保證鉆桿應(yīng)與樁位一致，偏差應(yīng)在10mm以內(nèi)，鉆孔垂直度誤差小于0.3%；鉆孔前應(yīng)調(diào)試空壓機(jī)、泥漿泵，使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常；校驗(yàn)鉆桿長(zhǎng)度，并用紅油漆在鉆塔旁標(biāo)注深度線，保證孔底標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)深度。

1.3引孔鉆進(jìn)

鉆機(jī)施工前，應(yīng)首先在地面進(jìn)行試噴，在鉆孔機(jī)械試運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，開始引孔鉆進(jìn)。鉆孔過程中要詳細(xì)記錄好鉆桿節(jié)數(shù)，保證鉆孔深度的準(zhǔn)確。

1.4拔出巖芯管、插入注漿管

引孔至設(shè)計(jì)深度后，拔出巖芯管，并換上噴射注漿管插入預(yù)定深度。在插管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，要邊射水邊插管，水壓不得超過1MPa，以免壓力過高，將孔壁射穿，高壓水噴嘴要用塑料布包裹，以防泥土進(jìn)入管內(nèi)。

1.5旋噴提升

當(dāng)噴射注漿管插入設(shè)計(jì)深度后，接通泥漿泵，然后由下向上旋噴，同時(shí)將泥漿清理排出。噴射時(shí)，先應(yīng)達(dá)到預(yù)定的噴射壓力、噴漿后再逐漸提升旋噴管，以防扭斷旋噴管。為保證樁底端的質(zhì)量，噴嘴下沉到設(shè)計(jì)深度時(shí)，在原位置旋轉(zhuǎn)10s左右，待孔口冒漿正常后再旋噴提升。

鉆桿的旋轉(zhuǎn)和提升應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得中斷，鉆機(jī)發(fā)生故障，應(yīng)停止提升鉆桿和旋轉(zhuǎn)，以防斷樁，并立即檢修排除故障，為提高樁底端質(zhì)量，在樁底部1.0m范圍內(nèi)應(yīng)適當(dāng)增加鉆桿噴漿旋噴時(shí)間。在旋噴提升過程中，可根據(jù)不同的土層，調(diào)整旋噴參數(shù)。

1.6鉆機(jī)移位

旋噴提升到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時(shí)停止旋噴，提升鉆頭出孔口，清洗注漿泵及輸送管道，然后將鉆機(jī)移位。

2、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢查措施

2.1施工檢查內(nèi)容

2.1.1施工前檢查

在施工前對(duì)原材料、機(jī)械設(shè)備及噴射工藝等進(jìn)行檢查，主要有以下幾方面：

①原材料（包括水泥、摻合料及速凝劑、懸浮劑等外加劑）的質(zhì)量合格證及復(fù)驗(yàn)報(bào)告，拌和用水的鑒定結(jié)果；

②漿液配合比是否適合工程實(shí)際土質(zhì)條件；

③機(jī)械設(shè)備是否正常，在施工前應(yīng)對(duì)高壓旋噴

設(shè)備、地質(zhì)鉆機(jī)、高壓泥漿泵、水泵等作試機(jī)運(yùn)行，同時(shí)確保鉆桿（特別是多重鉆桿）、鉆頭及導(dǎo)流器暢通無(wú)阻；

④檢查噴射工藝是否適合地質(zhì)條件，在施工前也應(yīng)作工藝試噴，試噴在原樁位位置時(shí)，試噴樁孔數(shù)量不得少于2孔，必要時(shí)調(diào)整噴射工藝參數(shù)；

⑤施工前還應(yīng)對(duì)地下障礙情況統(tǒng)一排查，以保證鉆進(jìn)及噴射達(dá)到設(shè)計(jì)要求；

⑥施工前檢查樁位、壓力表、流量表的精度和靈敏度。

2.1.2施工中檢查施工中重點(diǎn)檢查內(nèi)容有：

①鉆桿的垂直度及鉆頭定位；

②水泥漿液配合比及材料稱量；

③鉆機(jī)轉(zhuǎn)速、沉鉆速度、提鉆速度及旋轉(zhuǎn)速度等；

④噴射注漿時(shí)噴漿（噴水、噴氣）的壓力、注漿

速度及注漿量；

⑤孔位處的冒漿狀況；

⑥噴嘴下沉標(biāo)高及注漿管分段提升時(shí)的搭接長(zhǎng)度；

⑦施工記錄是否完備，施工記錄應(yīng)在每提升1m或土層變化交界處記錄一次壓力流量數(shù)據(jù)。

2.1.3施工后檢查

施工后主要對(duì)加固土體進(jìn)行檢查，包括：

①固結(jié)土體的整體性及均勻性；

②固結(jié)土體的有效直徑；

③固結(jié)土體的強(qiáng)度、平均直徑、樁身中心位置；

④固結(jié)土體的抗?jié)B性。

3、成樁質(zhì)量檢查

3.1質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)間、內(nèi)容

施工對(duì)噴射施工質(zhì)量的檢驗(yàn)，應(yīng)在高壓噴射注漿結(jié)束后1周，檢查內(nèi)容主要為加固區(qū)域內(nèi)取芯實(shí)驗(yàn)等。

3.2質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)量、部位

檢驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)量為施工注漿孔數(shù)的2%～5%，對(duì)不足20孔的工程，至少應(yīng)檢驗(yàn)2個(gè)點(diǎn)，不合格者應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)噴。檢驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)布置在下列部位：荷載較大的部位、樁中心線上、施工中出現(xiàn)異常情況的部位。

3.3檢驗(yàn)方法

旋噴樁的檢驗(yàn)可采用鉆孔取芯方法進(jìn)行。鉆孔取芯：在已施工好的固結(jié)體中鉆取巖芯，并將其做成標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)性能試驗(yàn)，檢查內(nèi)部樁體的均勻程度，及其抗?jié)B能力。

結(jié)束語(yǔ)

采用以上方法切實(shí)保證了高壓旋噴樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，施工得到了甲方和監(jiān)理的一致好評(píng)。鉆孔灌注樁施工必須嚴(yán)格要求，避免出現(xiàn)任何問題，否則將直接影響工程的質(zhì)量和進(jìn)度，還會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。所以有必要對(duì)鉆孔灌注樁的施工做進(jìn)一步的探討，達(dá)到提高施工水平和節(jié)約資金的目的。

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