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建筑工程技术专业教学资源库
高等职业教育建筑工程技术专业教学资源库 ———《建筑施工技术》电子教材
知识点:干作业成孔灌注桩
学习目标
掌握灌注桩概念
掌握干作业成孔灌注桩施工工艺及质量要求
学习重点
干作业成孔灌注桩施工工艺及质量要求
学习难点
干作业成孔灌注桩施工过程遇到的问题
学习内容
钢筋混凝土灌注桩
灌注桩基础由灌注桩和承台组成。灌注桩是先以一定的手段(人工或机械)在桩位上形成桩孔,然后放入钢筋笼,最后浇筑混凝土所成的桩。灌注桩按成孔方式的不同可分为泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩、干作业成孔灌注桩、人工挖孔灌注桩和爆扩成孔灌注桩等。由于一个基础下可能有多根桩,以及在成孔时因振动等原因可能造成塌孔或造成成桩质量问题,因此必须采取一定的成孔顺序。施工中对土有挤密作用和振动影响时,可以结合现场情况,采取间隔一或二个桩位成孔、先成中间孔再成周围孔、在临桩混凝土初凝前或终凝后成孔等方式。
灌注桩的优点是灌注桩施工不存在沉桩挤土问题,振动和噪音均很小,对邻近建筑物、构筑物及地下管线、道路等的危害极小。但是,混凝土灌注桩的成桩工艺较复杂,尤其是湿作业成孔时,成桩速度也较预制打入桩慢。且其成桩质量与施工好坏密切有关,成桩质量难以直观的进行检查。
(1)干作业成孔灌注桩
干作业成孔灌注桩是指不用泥浆和套管护壁的情况下,用人工钻具或机械钻成孔,下钢筋笼、浇混凝土成桩。该工作主要优点是不同循环介质,噪音和振动小,对环境影响小;施工速度快,设备简单,易操作;由于干做业成孔,混凝土质量能得到较好的控制。缺点是孔底常留有虚土不易清除干净,影响桩的承载力;螺旋钻具回转阻力较大,对地层的适应性有一定的条件限制。
干作业成孔灌注桩成孔深度8~20m、成孔直径300~600mm,适用于地下水位较低,在成孔深度内无地下水的土质,勿需护壁可直接取土成孔;也适用于地下水位以上的人工填土、黏性土、粉土、砂性土、风化软岩及粒径不大的砾砂层。
干作业扩底灌注桩适用于地下水位以上的黏土、粉土、砂土、填土和粒径不大的砾砂层,扩底部宜设在强度较高的持力层中。
除上述两种干作业成孔灌注桩施工方法还有手摇钻成孔灌注桩,它是用人力旋转钻具钻进,成孔直径一般为200~350mm,孔深3~5m。本法不用能源,机具简单,操作容易,但劳动强度大,适用于缺乏成孔机具设备、桩数不多的情况下。
①成孔机械
成孔机械主要有螺旋钻机,钻孔扩机,洛阳铲等。干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔。螺旋钻头外径一般为300mm~600mm,最大可达800mm,常有的直径分别为400mm、500mm、600mm,钻孔深度相应为12m、10m、8m。螺旋钻机构造见图3.49。
图3.49 螺旋钻孔机
1-电动机;2-变速器;3-钻杆;4-托架;5-钻头;6-立柱;7-斜撑;8-钢管;
9-钻头接头;10-刀板;11-定心尖
螺旋钻机由主机、滑轮组、螺旋钻杆、钻头、滑动支架和出土装置等组成,一般采用步履式全螺旋钻孔。这种钻机根据钻杆形式不同可分为:整体式螺旋、装配式长螺旋和短螺旋三种。如图3.50所示。单侧螺旋叶片切削齿钻头,一般用于钻进砂层、淤泥层、砂质页岩及土质页岩地层,直径不宜超过450mm;阶梯形螺旋钻头,宜用于砾石层中地层钻进;平缓螺距的螺旋钻头,宜用于大直径软土地层钻进;凿岩螺旋钻头,宜用于软岩钻进;漂石螺旋钻头,宜用于砂砾层、含砾石、漂石及卵石层中钻进。
图3.50 螺旋钻头结构形式
(a) 单侧螺旋叶片切削齿钻头;(b) 阶梯形螺旋钻头;(c) 平缓螺距的螺旋钻头;
(d) 凿岩螺旋钻头;(e) 漂石螺旋钻头
②施工工艺
场地清理→测量放线定桩位→桩机就位→钻孔取土成孔→清除孔底沉渣→成孔质量检查验收→吊放钢筋笼→浇筑孔内混凝土。如图3.51所示。
图3.51 干作业成孔桩
(a) 螺旋钻机钻孔;(b) 空转清土后掏土;(c) 放入钢筋骨架;(d) 浇筑混凝土。
③施工要点及注意事项
干作业成孔一般采用螺旋钻成孔,还可采用机扩法扩底。为了确保成桩后的质量,施工中应注意以下几点:
a.螺旋钻进应根据地层情况,合理选择和调配钻进参数,并可通过电流表来控制进尺速度,电流值增大,说明孔内阻力增大,应降低钻进速度。
b.开始钻进及穿过软硬土层交接处时,应缓慢进尺,保持钻具垂直和位置正确,防止因钻杆晃动引起孔径扩大及增多孔底虚土;钻进含有砖头、石块或卵石的土层时,应控制钻杆跳动与机架摇晃。
c.钻进中遇蹩车,钻杆摇晃、移动、偏斜,不进尺或进尺缓慢时,应停机检查找出原因,采取措施,避免盲目钻进,导致桩孔严重倾斜、跨孔甚至卡钻、折断钻具等恶性事件发生。
d.遇孔内渗水、塌孔、跨孔和缩径等异常情况时,立即起钻,同有关单位研究处理,采取相应的技术措施;上述情况不严重时,可调整钻具参数,投入适量黏土球,上下活动钻具
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