嵌岩钻孔灌注桩施工技术及难点探讨

1、嵌岩钻孔灌注桩施工技术及难点探讨郑林达1 ,陆国良2(1 、浙江省电力建设总公司 ,浙江 宁波 315000 ; 2 、浙江伊麦克斯基础工程有限公司 ,浙江 杭州 310004)摘 要 :钻孔灌注桩是桩基工程施工中常见的一种地基处理工艺 ,在简单介绍钻孔灌注桩的基本施工工艺后 ,重点描述了灌注桩在起伏多变的复杂地基中桩端如何嵌岩且全端面进入基岩的判断依据 ,并对终孔标准提出一些建议 。关键词 :灌注桩 ;嵌岩 ;中等风化 ;建议1 工程概况及地质情况南方某沿海电厂一期规模为 2 300m w 燃煤机组 ,已投产 发电 ,目前在离开一期扩建端约 60m 处独立布置 4 600m w 燃 煤发电机

2、组 。其中燃料供应系统部分桩基工程一条斗轮机基础桩基及附近一座输煤转运站和干煤棚基础桩基设计采用嵌岩钻孔灌注桩的地基加固形式 ,采用 600 、 800 钻孔灌注桩 。根据 地质勘测资料显示 ,该区域地质复杂 ,设计要求该区域采用晶屑凝灰岩土作为桩端持力层 ,为防止桩端出现滑坡 ,设计要求桩端 视持力层埋深不等全端面进入中风化土层 800mm 或 1200 终孔 ,这是该区域桩基施工的重点和难点 。工程地质勘察采用工程钻探与原位测试相结合的方法对该区域 的地质进行了探测 ,取得了该区域地质情况的初始数据。工程地基土自上而下的构成与分布情况 :根据煤场地质资料 , 取代表性钻探孔土样描述土层分布

3、大 致情况 。素填土 ,主要由粉质粘土组成 。粉砂 ,松散 。粘质粉土 。淤泥质粉质粘土 。粉质粘土 。粉质粘土夹碎石 ,硬塑 ,其成分主要为强风化晶屑凝灰岩 。晶屑凝灰岩 ,较硬 。 桩端持力层岩土性能见表 1 。表 1桩端持力层岩土性能统计表岩土层实验项目最大值最小值平均值标准差变异系数修正系数标准值单轴饱和抗压强度重度 ( kn/ m3)( m pa)183 . 025 . 853 . 025 . 6124 . 425 . 756 . 50 . 060 . 4540 . 0020 . 6250 . 98377 . 825 . 3晶屑凝灰( 中等风化)2 施工工艺介绍该桩基工程施工流程为

4、:定位 护筒埋设 钻机就位 开孔成孔 岩样判定 孔深 、孔径验收 一次清孔 安放钢筋笼 安放导管 二次清孔 灌注混凝土 。(1) 护筒埋设 : 护筒采用 6mm 钢板卷制而成 ,长度 1 . 5m ,埋设护筒应以桩位为中心 , 护筒中心偏离桩位中心线应 20mm 。 护筒中心对准桩位中心线后 ,周围用粘土回填夯实 ,并确保护筒 埋设时不变形 ,严格保持护筒的垂直 。护筒顶面一般高出地面3040cm 或高出地下水 1 . 5m ,并在护筒上端处流两个溢流孔便 于引流泥浆水 。(2) 钻进成孔 :钻机定位时 ,确保安装稳固 、水平 。成孔时采 用 600 钻头钻进 ,钻头外径应比桩径略小 ,一般为

5、 570590mm左右 ,钻杠要垂直 ,同心度要好 ,每节钻杆长度为 3m 。严格把好行调整 。(3) 孔底沉渣控制 :本工程采用正循环钻进方法 ,钻机从上至 下依次为提引器 、水龙头 、主动钻杆 、从动钻杆 、加重杆和钻头 ,钻头钻进至接近设计要求时 ,限制钻速以利于排出孔底沉渣 ,同时 进行泥浆性能调整 ,确保其携带沉渣的最佳程度 ,以利于清孔作业 。在清渣时要遵循“一次清孔为主 、二次清孔为辅”的清孔原 则 ,切实做好第一次清孔环节工作 ,使泥浆性能达到最佳状态 ,泥浆比重均控制在 1 . 15 kg/ m3 以内 ,粘度控制在 2225s 以内 ,孔底沉渣厚度控制在 50mm 以内 。

6、(4) 钢筋笼制作与吊放 :钢筋笼在制作好经质检 、监理人员验 收后方可下入孔内 ,吊放钢筋笼应注意轻吊慢放 ,若遇阻力应查 明原因 ,并进行处理后再下放 ,严禁将钢筋笼强拉猛放 ,在吊放时 应配有导向或钢筋支撑 ,确保钢筋笼放置在孔位中心 ,保证主筋坍落度控制在 1822cm 。水下混凝土灌注采用螺口式导管进行施工 ,现场施工时要严格控制混凝土的初灌量 ,确保第一次混凝 土灌入后导管埋入混凝土面 0 . 81 . 3m ,防止出现堵管事故 ,混 凝土浇灌前导管底端离孔底距离应控制在 0 . 50 . 8m ,不宜过小和过大 ,避免出现混凝土离析 。3 全端面进入基岩判断及试桩结果保证钻孔桩在

7、入岩阶段不发生偏钻 、滑钻及保证嵌岩深度 是本工程的重点和难点 ,我们在施工中对地质报告 、设计要求进 行综合分析和判断 ,并对把转运站 26 根桩作为试桩以此作为参考 ,在试桩过程中积累有关数据和施工中出现的现象 。并结合有关工程的实际情况 ,对全面进入施打提供可靠的依据 。3 . 1 桩端全端面嵌岩要求地质报告提供的基岩等高线在经过试桩后对周边的成孔提供了十分重要的判断依据 ,首先采用理论上的计算方法对周边 灌注桩的大致深度有了较为清楚的认识 , 避免因成桩工程中碰 到一些障碍物导致进入速度偏低而造成停钻的错误判断 。(2) 根据地质报告土层性能变化 ,钻入全风化基岩后孔内泥 浆颜色很快会

8、由灰色变为黄棕色 ,泥浆性能也有明显提高 ,此时 应随时注意钻机跳动的声音和频率 、返浆是否携带岩屑等情况判断是否进入持力层 。同时钻进进尺明显减慢 ,形成“磨岩”的现 象 。(3) 当钻进进入持力层时 ,及时捞取岩样 ,并及时向现场质检 员 ,监理等单位报告 ,确定进入持力层的界面深度 。(4) 同试桩及周围灌注桩的地质比较分析判断 。终孔收桩 :钻头到达持力层时 ,钻速会突然减慢 ; 这时应取样与地质报告作 比较予以判定 ,作好记号 ,判定钻头是否到达设计持力层深度 ;用 测绳测定孔深做进一步判断 。经判定满足设计规范要求后 ,可同意施工收桩提升钻头 (每隔 2 h 及时取样 ,并进行编号

9、排列) 。(5) 成桩质量检测 。采用超声波和小应变双重手段及静载荷 法对成桩的工艺进行了质量检验 。试验结果表明桩的垂直度和嵌岩深度等指标均达到设计要求 。在完成沉桩后 ,我们会同现场检测人员对 26 根桩按设计规范要求 30 %的比例抽样 8 根 ,进行 小应变动测来断定桩身的完整性 ,和 10 %的比例 3 根超声波检测灌注桩混凝土的质量情况 ,同时我们对上述 8 根做了静载荷试 验以判断桩的承载能力 。检测结果表明桩身完整性良好 ,承载力满足设计要求 。4 结束语通过对一个转运站的 26 根试桩 ,并严格按照成桩工艺要求 及入岩和终孔标准 ,试验结果完全满足设计该桩承载力的要求并有一定

10、的富裕度 ,既满足了设计中的安全度和经济性 ,同时对 施工带来了一定的便利 ,我们也把该结论报告给设计院 ,后经各有关专家论证认为该该工艺和入岩及终孔的标准与设计院要求非常吻合 ,同时把该结论推广到了大规模的斗轮机基础桩基和 干煤棚基础桩基中去 ,相信也会得到同样的效果 。图 1 灌注桩嵌岩深度示意图根据基岩埋深不等要求桩端入岩长度为 :转运站和斗轮机桩基要求进入 1200mm 终孔 。 干煤棚桩基要求 : 当桩长 30m 时钻孔灌注桩进入中风化层 h = 800mm 终孔 ;当桩长 30m 时 ,钻孔灌注桩进入中风化层h = 1200mm 终孔 。3 . 2 停钻标准现场把转运站的 26 根

11、钻孔灌注桩作为试验进行了代表性试 桩 ,在施打过程中出现在进入中风化层时钻头进入基岩非常慢 , 一昼夜进不了 150mm ,查找地质资料并结合岩样情况认为该区 域中风化层岩性非常坚硬 。在施工过程中也磨坏牙轮钻头多个 的情况下 ,根据现场试桩结合该区域地质情况 ,对设计要求全端 面进入中风化层的深度各有关单位进 行 了 多 次 的 开 会 专 题 研 究 ,认为终孔条件应根据多方面因素决定是否该终孔 ,最后拟定停钻标准作两种情况考虑 。第一种情况 :桩头在全断面进入中风 化层 500mm 后若出现入岩速度徘徊在 10mm/ h 左右的情况下 ,在设计 、监理 、总承包现场认可后方可停钻 。第二

12、种情况 :桩头在全断面进入中风化层 500mm 后仍然保持 10mm/ h 速度钻进的 情况下 ,要求继续施工 ,直至达到上述标准或者达到原设计要求方可停钻 。(1) 根据勘测单位提供的基岩顶面等高线 ,作为钻孔进入持research on construction technology and diff icultiesof embedding & grouting pilezhen g lin2da ,l u guo2liang( zheji a n g elect ric pow er const r uct ion corporat ion , n i n gbo zheji a n

13、g 315000 , chi na)abstract :its well known t hat embedding & gro uting pile is o ne of fo unda2tio n t reat ment techniques in pile fo undatio n co nst ructio n . in t his article , t he aut ho r firstly simply int ro duces t he basic co nst ructio n techniques , t hen mainly aiming at up and down co mplex bedroo m , describes so me adjust ment co ndi2 tio ns o n embedding & gro uting pile bot to m how to enter it and pile shaf t en2 tirely enter . in additio n , also giving so me advices o n co mpleted drill .ke