大直径超长钻孔灌注的施工实践.doc

福建大剧院大直径超长钻孔灌注的实践池启贵 刘春秀福建省中福工程建设监理有限公司福州沃特工程监理咨询有限公司摘要：本文以福建大剧院为例，介绍了本工程在抗震要求高，桩承载力高，地质条件复杂等情况下，采用大直径超长钻孔灌注桩，重点控制终孔深度、孔径、通长钢筋笼、清渣、浇灌砼、桩端高压注浆等。关键词：大直径超长钻孔灌注桩，成孔，监理，桩端高压注浆目 录一、前言1二、工程概况1三、施工情况2四、工程桩施工时的对策及质量控制21、桩位控制22、成孔过程控制23、孔径控制24、钢筋笼控制25、沉渣控制36、浇灌砼控制37、桩端高压注浆控制3五、结论3一、前言 本工程地处我国东南沿海，大部分地基为海成弱谷相沉积软土，淤泥埋藏很浅，表面只有23M厚的杂填土，已探明淤泥层为40M左右，砂层为510M，夹砂卵石层为35M，再下层是卵石层、岩石层。而本工程抗震等级要求高，这就造成要采用大直径超长灌注桩。但大直径超长灌注桩在使用过程中必然在施工等方面遇到不少问题，如沉渣处理、通长钢筋笼焊接、桩端处理等。二、工程概况 拟建建筑物位于福州五一广场南面的福建大剧院，地下室2层，总造价3.6亿人民币，建筑面积约26000M2，基础采用大直径超长钻孔灌注桩、预制方桩、抗拔钻孔灌注桩等复合型桩基础，抗震强度等级为八度。其中钻孔桩直径为800，桩长为5060M。在桩基施工之前，本场地已先试打2根静荷载试验桩，深度达45M左右，桩端在砂层表面，通过做试验承载力达不到设计7500KN。后来为了节约资金，进行优化设计(采用了大直径超长灌注桩使桩数变少)，桩端要求深入卵石层2M，砼C35，沉渣要求小于50mm，并要求采用正、反循环并用成孔清渣，单桩承载力要求达到8500KN。另外成桩后进行桩端高压注浆，以增加桩端受力。在桩顶12M范围内加密配置800100螺旋箍，钢筋笼长度为通长1222。三、施工情况 从现场施工过程结合地质情况得出，杂填土层、淤泥及粘土钻孔较容易，而夹卵石层厚度在58M左右，大部分穿过的难度也不大。但个别位置因地质变异较大，夹砂卵石个别突变为秃石等较硬的物质，所以不易穿过，钻头磨损也较严重。在本工程施工中，成孔时间最短为12H，最长为48H，下钢筋笼最短时间为3H，最长为5H；清渣时间最短为1H，最长为3H；灌注砼时间最长为6H，最短为3H。总成桩时间最长为59H，最短为19H。因现场场地小而钻机多(10台)，所以要先放样定桩位再开钻，还要统筹安排施工顺序。四、工程桩施工时的对策及质量控制 对于以下几点施工难度大、质量要求高、控制难度大采用的技术对策： 1、桩位控制 因本工程桩位分布较复杂(上部形状弧线、曲线较多)，现场采用全站仪结合经纬仪进行测量放样，监理另配一台经纬仪跟踪复核。桩位放样好后，再把桩全部用C20砼浇注成护(深15m)。在施工过程中用“十”架结合全站仪进行跟踪复核，以确保桩位准确。 2、成孔过程控制 个别夹砂卵石突变为秃石，因其强度较高，但下面又有存在较弱的砂层，设计要求一定要穿过该层，再穿过夹砂卵石层进入卵石层2M。在碰到较硬大卵石、秃石时，应放慢钻进速度，控制钻进节奏，控制钻进以钻机不发生剧烈跳动为准，以避免将钻机振倒或钻头钻坏。测见岩面时，先检查样品再把测绳放入孔底从测绳上直接读数，判断地质勘察报告和设计要求是否相符。(在钻卵石层时，要控制钻头进入的速度，控制钻卵石层的时间，并与地质勘察报告相比较，然后判断是否能达到设计要求。) 3、孔径控制 因成孔时孔径无直接量得，只能依靠测孔器间接量测，本工程测孔器由钢筋笼主筋622，笼长5m，笼径7500做成(钢筋笼要有一定重量，否则易产生变形、沉不下去)。然后用钻机吊绳吊入孔中，判断测孔器是否能达到孔底为准。若达不到孔底，则表明孔径偏小，应适当加大钻头重新钻孔。 4、钢筋笼控制 对于通长钢筋笼进行接笼吊入孔中之前，对钢筋笼进行检查主筋、加肋箍、螺旋箍、加密箍、焊接点等是否符合规范和设计要求(另外还要控制材料、质保资料等)。重点检查接笼时，搭接焊单面焊10d，双面焊5d，且要求焊接饱满，螺旋箍在接笼焊接处要加密箍，钢筋笼接笼时是否垂直、带淤泥。若有，要用自来水清洗干净后再下钢筋笼。 5、沉渣控制 沉渣控制钻孔灌注桩的关键步骤之一，直接影响到桩身桩端受力情况。大直径超长灌注桩在施工中沉渣不易清除干净，但沉渣多少关系到桩身的承载力质量，所以要求现场严格控制。本工程采用先正循环清渣后用气举反循环二次清渣复合工艺。先用正循环孔底大部分沉渣抽出，然后用气举反环二次清渣，具体原理是用高压气体通过细钢管引入导管内23左右为准(过高会使气体冲劲不足，过低会使气体以孔底冲劲过大易产生塌孔)，利用高压气体与孔底泥浆水形成气水结合，比重低于上部导管内泥浆比重，这样上部泥浆自重就产生高压把孔底沉渣排挤出孔外，在孔外沉渣流过的沉渣道上要做过滤网，把泥浆水流入泥浆池内，以免循环时把沉渣流过的沉渣抽入孔中。在此过程中还要不断往泥浆池内加清水或稀泥以减少泥浆比重，并控制合理的泥浆比重(1.151.20)。泥浆池内泥要及时外运。测沉渣用测绳末端系上测锤(23kg且底要平)，把测锤放入孔底，凭经验手感测孔底沉渣情况，直到把沉渣控制在设计要求的50mm之内为准。剩下的沉渣可以通过浇灌砼的冲力冲开。另外成桩后采用桩端高压注浆处理。 6、浇灌砼控制 对于大直径超长灌注桩因施工时间长，易造成较厚的桩侧泥皮，孔底沉渣较难清除干净，严重影响了桩侧阻力和桩端阻力，所以施工过程最好能连续施工，钢筋要尽快焊接完。二次清渣之后，要尽快浇灌砼(最好控制在30分钟之内)。在灌注砼时，导管底端要控制在距桩端500mm800mm(过高或过低都不得利于放球的质量)，砼放球的质量，确保导管在放球后无露水现象(因露水会影响桩身砼质量强度等级)。浇灌砼过程中，应控制灌注砼且要连续，不能过高拔管(提升高度控制在6M之内)，也不能过快拆卸导管(一次拆管不超6M)，以免造成缩颈、空洞、砼不密实、蜂窝、断桩等桩身砼质量安全隐患或质量事故。 7、桩端高压注浆控制 对于大直径超长灌注桩难免孔底会产生一部分沉渣，但本工程要求承载力高(8500kg)，这就要求做桩端高压注浆，进行桩基加固处理。具体工艺：要求施工过程中在通长钢筋笼内预埋细钢管，等桩身砼养护达到28天以后再进行桩端高压注浆，在施工过程中应控制高压注浆节奏，并控制压力、持续时间，在水泥浆注入孔中前，要用水泥浆搅拌机搅拌均匀，再流过双层铁丝网过滤保证水泥浆的质量。效果：a、在粗粒土的桩端持力层中注浆时，浆液通过渗透、挤密、填充及固结作用，大幅度提高持力层扰动面及持力层强度，并形成扩大头增大桩端受力面积，提高桩端阻力。b、在桩端以上一定高度范围内会沿着桩土间泥皮上渗，加固泥皮提高桩端阻力。在施工过程中控制每孔注浆水泥用量(24包左右为准)，以免水泥浆过稀影响质量强度，过浓会产生堵管现象。五、结论 1、大直径超长灌注桩因施工难度大、问题多等，因此施工过程中一定要严格按设计要求和批准的施工方案施工，要加强大直径超长灌注桩施工过程的监理，通过现场全过程进行平行检查、巡视、关键部位旁站严格把每道工序质量关，真正做到安全第一、质量第一。 2、采用正、反循环清渣、多台钻机统筹施工、桩底高压