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岩土研究院

灌注桩施工的一般规定

334 2022-06-09 15:57:46

灌注桩的桩型较多,按成孔设备和施工方法可以划分为泥浆护壁钻孔灌注桩、沉管灌注桩、干作业成孔灌注桩等。它们在施工时有差别,也有共同的作法,下面介绍灌注桩在施工中的一般规定。


1.不同桩型的适用条件


(1)泥浆护壁钻孔灌注桩适用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、碎(砾)石土及风化岩层;以及地质情况复杂、夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层。

(2)冲孔灌注桩除适应上述地质情况外,还有穿透旧基础、大孤石等障碍物,但在岩溶发育地区应慎重使用。

(3)沉管灌注桩适用于粘性土、粉土、淤泥质土、砂土及填土;在厚度较大、灵敏度较高的淤泥和流淌状态的粘性土等软弱土层中采用时,应制定质量保证措施,并且经工艺试验成功后方可实施。


夯扩桩适用于桩端持力层为中、低压缩性粘土、粉土、砂土、碎石娄土,且埋深不超过20m的情况。


(4)干作业成孔灌注桩适用于地下水位以上的粘性上、粉土、填土、中等密实以上的砂土风化岩层。

(5)人工挖孔灌注桩在地下水位较高、特别是有承压水的砂土层、滞水层、厚度较大的高压缩性淤泥层和流塑淤泥质土层中施工时,必须有可靠的技术措施和安全措施。


2.成孔

(1)成孔机具的选用


成孔机具种类繁多,其适用范围可按表3-1选用。


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(2)成孔设备就位 成孔设备就位后,必须平整、稳固,确保在施工中不发生倾斜、移动。为准确控制成孔深度,应在桩架或桩管上设置控制深度的标尺,以便在施工中进行观测记录。


(3)成孔的控制深度成孔的控制深度应符合下列要求∶


对摩擦型桩应以设计桩长控制成孔深度;端承摩擦桩必须保证设计桩长及桩端进入持力层深度;当采用锤击沉管法成孔时,桩管人土深度控制以标高为主,以贯入度为辅。


对端承桩,如采用钻(冲)、挖掘成孔时,必须保证桩孔进入持力层的深度;当采用锤击沉管法成孔时,沉管深度控制以贯人度为主,设计持力层标高对照为辅。


为核对地质资料,检验设备、施工工艺及技术要求是否适宜,桩在施工之前要进行试成孔。


3.钢筋笼的制作与安放


(1)钢筋笼在制作时,首先应保证其钢筋种类、级别及尺寸均应符合设计要求。

(2)钢筋笼堆放所占空间较大,大量保存时要堆积起来存放,考虑到安装方便,防止骨架变形等因素,最好以堆放二层为宜。绑扎钢筋的场地宜选择在现场运输和就位、固定比较方便的地方。为了防止钢筋表面黏附泥土影响混凝土和钢筋的粘接力,场地宜平整、坚实,并有较好的排水措施。


(3)钢筋笼绑扎时,宜先布置好主筋间距,待固定住架立筋后,再按规定间距绑扎箍筋,可预先将箍筋与主筋加工成圆形,接点可用电弧焊固定,但必须注意电弧焊号起的材质变化及断面减少现象。钢筋笼应绑扎成设计形状,不要又弯又扭,否则安装和施工时费时费力,为此主筋必须使用直钢筋。由于钢筋笼一般分段制作,然后接长,因此为了提高效率,保证质量,应使用绑扎钢筋的支架。

钢筋支架种类较多,应根据现场条件采用。在大多数情况下可将主筋等距离布置于木制圆板上,在与骨架轴线相垂直的平面内每间隔 3m 左右设置一块带缺门且缺口等间距分布于圆周上的木制圆板,将主筋固定在缺口内。


除此之外,较简易的方法是以粗筋做成圆环,在圆环外周焊接主筋,再在该圆环上绑扎钢筋笼。为了确保钢筋骨架的直线性,必须将支架布置于同一高度上。制作支架时,必须注意支架自身的精度、牢固性、方便等问题,必须充分研究绑扎主筋、箍筋、架立筋的顺序,以及从支架上卸下绑扎好的钢筋骨架的方法等。


制作绑扎钢筋笼所用的支架虽然要花费一些资金,但必须看到,一旦事故发生,与随之带来的材料损失、作业效率降低等损失相比,这些费用是微不足道的。


(4)主筋净距必须大于混凝土粗骨料粒径的3倍以上。钢筋笼内径应比导管接头处外径大 100mm 以上。

(5)加劲箍宜设在主筋之外,主筋一般不设弯钩,根据施工工艺要求所设弯钩不得向内圆伸露,以免妨碍导管正常工作。

(6)如采用绑扎法连接时,应在其两端和中部焊接,以增强钢筋笼的牢固程度。桩顶部分与承台均为刚性连接,一般均将主筋上部锚固于承台之内,在该范围内必须使用箍筋。

(7)为了方便搬运、吊装,钢筋笼不宜过长,应分段制作,其接头宜采用焊接连接,焊接时应遵守《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204)。关于钢筋笼的分段长度应当适中、分段太长虽可以减少接头数量,节约钢材,还可以杜绝结构上的某些缺点,但容易产生变形,情况严重时主筋与箍筋间的接点将产生脱离现象,使骨架松散。一豆变形,将难以修复,而且将造成混凝土保护层厚度严重不足,甚至钢筋笼上浮。另外,从吊装上来看,分段较长,则需要吊臂较长的大型吊车,从总体上看反而不经济;反之,如果单段钢筋笼太短,则接头作业时间过长,影响施工速度。


一般情况下,从加上、组装精度来看,宜将分段长度定为 8m,如采取一些辅助措施,也可 以定为12m。


(8)为 了防止钢筋笼在搬运、吊装和安放时发生变形,应每隔 2.0~2.5m 设加劲箍-道;在笼内每隔 3~4m装一个可拆卸的上字形临时加劲架,钢筋笼入孔后拆除;另外,还可在钢筋笼内侧或外侧安设支柱。


(9)在钢筋骨架沉放时,,通常是用吊车将其吊入桩孔内,应对准孔位,避免碰撞孔壁。钢筋笼入孔前,要先进行清孔,清孔时应把泥渣清理十净,保证实际有效孔深满足设计要求,以免钢筋笼放不到设计深度。钢筋笼在起吊中,不得在地面拖拽;钢筋笼较长时,吊点应适当下移,并加焊加强筋。


沉放钢筋笼时,利用先插入孔内的钢筋骨架上部架立筋将骨架暂时固定在桩孔上部,并保证主筋位置正确,且要垂直。主筋与架主筋原则上应垂直,但对架立筋下面的搭接部分有时将不成直角而倾斜,故可利用适当顶拱度来进行调整。


(10)两钢筋笼接头时可利用吊车将上部钢筋笼临时吊住进行连接,这时应注意保证上下 节主筋位置找正,可利用垂球由前后左右来确识地上部分的垂直度。接头施工完毕后,可拔掉临时固定用钢筋,吊入钢筋笼,在此阶段多半都安设钢筋定位器。另外,当使用旋转机械吊入钢筋骨架时,待正确对准骨架中心与孔中心后,再将钢筋骨架吊人桩孔中。


如果钢筋骨架为双层钢筋时,应先将外侧钢筋放入桩孔,然后放置套管,再按顺序安设内侧钢筋。按上述步骤施工完外侧钢筋后、为不妨碍安设内侧钢筋,可用角钢将外侧钢筋临时放置于套管上,并应用楔子等工具使外侧保持垂直。内侧筋同外侧筋一样。当内侧钢筋接头施工完毕后,将其放在托筋上,然后分别将外侧和内侧钢筋绑扎到定位器上,使之互相之间保持一定距离。


(11)待钢筋安设完毕后, 一定要检测确认钢筋顶端高度,为此在事先应选择钢筋笼中的一根主筋,正确测量其长度并作好标记,这样在连接并接长经量测的各主钢筋后,就不会产生高度方面的误差。


如果钢筋顶端高度比设计高时,不允许敲打钢筋或用力压钢筋笼下沉,严防钢筋笼产生压曲。可以看到安放好钢筋笼后,再调整钢筋的高度就比较困难,而且容易碰坏孔壁,因此在沉放钢筋笼时切忌使其顶端产生高低不平的误差。


4.灌注混凝土 灌注桩的各工序应连续施工,钢筋笼就位后应立即浇注混凝 上,最迟不超过 4h。桩身混凝土必须留有试件,直径大于1m的桩,每根桩应有1组试块,且每个浇注台班不得小于1组,每组3件。


混凝土的浇注应连续进行,不得中断,否则极易产生断桩。采用导管法浇注时,还应注意提高混凝上的浇注速度,防止浇注时间过长导致混凝土流动性降低而发生堵管,当夏季干燥时,必须在浇注后 1h内浇注完毕。实际工程中常将混凝土从运输车的卸料溜槽直接投到导管漏斗,但这时混凝土有可能冲刷孔壁而带入泥土,因此比较合适的速度是0.6m²/mm。


在拌制混凝土时。为提高其流动性,所用水量大大超过水泥水化的用量,浇注完毕后多余的水分将离析上浮,同时,粗骨料会有-定下沉,导致桩顶附近由于存在浮浆而强度较低,因此,应使浇注后桩顶标高超出设计标高,通常超灌高度为 500mm,并予以保护。当基槽挖完之后或混凝土垫层施工完毕后,要凿除超灌的混凝土,并进行桩头的修整工作。如果桩头漏出的钢筋很长,一般采用人工仔细凿去。如要凿去的部分太多,应先凿去混凝土保护层,然后在主筋上部凿成若干个漏斗状的洞,使之剁离后再用凿岩机在距设计标高之上5~10cm左右的水平方向打2~3 个孔,在孔中打入楔子,然后除掉。


当气温低于0℃以下浇注混凝土时,应采取保温措施,浇注时混凝土温度不得低于5℃'。在桩顶混凝土未达到设计强度 50%以前不得受冻。当气温高子30℃时,应根据具体情况对混凝土采取缓凝措施。

混凝土灌注充盈系数(指实际灌注混凝土体积与按设计桩身计算体积之比),对-般土质为1.1~1.2,软土为1.2~1.3。

混凝土灌注方法应根据以下条件选用∶

(1)孔内水下灌注宜用导管法;

(2)孔内无水或渗水量很小时灌注宜用串筒法;

(3)孔无水或孔内有水但能疏干时灌注宜用护筒直接投料法;

(4)大直径桩混凝土灌汴宜用泵送。


为保证保护层厚度的准确,可采用下列方法∶

(1)在钢筋笼周围主筋上每隔一定间距设置混凝土垫块,垫块厚度根据保护层厚度及孔径设计。

(2)用导向钢管控制保护层厚度,钢筋笼由导管中放入,导向钢管长度宜与钢筋笼长度一致,在灌注完混凝土后一次拔出。

(3)在主筋外侧安设定位器,其外形呈圆弧状突起。定位器在贝诺托法中通常使用直径 9~13mm 的普通圆钢,在反循环钻成孔法和短螺旋钻空锥成孔法中,为防止桩孔侧面受损,大多使用宽50mm 左右的钢板,长度 400~500mm,在同-断面上,定位器有4~6处,沿桩长间距为 2~10m。