【浅谈深厚淤泥层冲孔灌注桩施工技术探究3500字（论文）】

PAGEPAGE1浅谈深厚淤泥层冲孔灌注桩施工技术研究目录TOC\o"1-2"\h\u16632浅谈深厚淤泥层冲孔灌注桩施工技术研究 1208741工程概况 1215482地质情况及水文条件 1319842.1地质情况 1183302.2水文条件 1214853施工难点 2308324成桩技术方案确定 2171835冲孔灌注桩施工技术 2154505.1埋设护筒 2325115.2冲击成孔 2157445.3清孔 3313275.4水下混凝土灌注 3306045.5长护筒拔出质量控制 3199305.6桩底注浆 4260776结束语 4[摘要]本文结合天宏国际5#地块主体及地下室工程实例，针对存在深厚淤泥层和地下水位高等复杂地质情况，鉴于采用常规的泥浆护壁施工工艺在承压水作用下容易出现塌孔现象，塌孔处理周期长，无法在节点时间完成桩基工程，经过专家讨论研究后采用长护筒护壁和泥浆护壁相结合的成桩技术方案。实践表明，该成桩技术不仅能够保证按期完成桩基施工，还能有效地保证桩身混凝土质量，取得良好的经济和社会效益，值得在类似项目进行推广。[关键词]深厚淤泥层；冲孔灌注桩；成桩技术；长护筒；桩底注浆1工程概况天宏国际5#地块主体及地下室工程共有12栋楼，总建筑面积为132099.27m2，其中1#～3#楼为地上27层，5#～11#楼为地上18层，13#和15#楼为地上1层，地下室为1层。高层住宅楼的结构类型为剪力墙结构，13#和15#楼的结构类型为框架结构，抗震设防烈度为7度。本工程桩基为冲孔灌注桩，设计桩径为800mm，设计桩长约为25～32m，桩身混凝土强度为C30，为端承桩，设计要求桩端嵌入中风化花岗岩≥1m。2地质情况及水文条件2.1地质情况施工场地区域内的岩土层揭示厚度及特征按照由上至下的顺序分别叙述如下：①杂填土，由碎石、粘性土和粗砂等组成，欠固结，层厚3.10～4.80m；②淤泥，属于高压缩性土，灰黑色，力学强度低，呈软塑状态，层厚10.10～19.70m；③淤泥质土，局部混有腐殖质、细砂和贝壳，呈软塑状态，层厚3.50～8.20m；④粉质粘土，灰黄色，呈可塑状态，层厚2.10～3.60m；⑤碎块状强风化花岗岩，碎裂状构造，灰黄色，裂隙发育，层厚3.50～5.90m；⑥中风化花岗岩，灰白色，结构完整，属于坚硬岩，层厚4.20～7.30m。2.2水文条件地下水的补给主要来自岩土层孔隙水、大气降水和周边河流的径流渗透，本工程地下水埋深为4.10～5.20m。3施工难点（1）本工程淤泥层厚度较大，最大厚度达19.7m，再加上地下水位较高，淤泥在地下水浸泡下触变性较为显著，冲孔灌注桩成孔时很容易出现陷锤、塌孔和漏浆等现象。（2）淤泥层和淤泥质土层均为软塑状态，冲孔灌注桩桩长较长，软土层成孔时如何控制孔壁的垂直度偏差在规范允许范围内成为摆在施工管理人员的技术难题。（3）存在深厚淤泥层地质情况下，冲孔灌注桩采用传统的泥浆护壁施工方案，由于地下水的冲刷作用，泥浆很容易被稀释，从而容易出现塌孔现象，成孔速度慢，本工程工期紧张，常规施工方案无法满足工期的要求，需要采用一定的措施进行改进。4成桩技术方案确定鉴于深厚淤泥层的触变性显著，地下水水位较高等复杂地质情况，常规的泥浆护壁成桩技术方案施工速度慢，工期无法满足施工需求，冲孔灌注桩成孔过程容易出现缩颈、塌孔和漏浆等现象，孔壁垂直度偏差控制难度大，淤泥层的混凝土充盈系数较大，工程造价显著增加。经过参建各方的专家研究与讨论之后，建议采用长护筒护壁和泥浆护壁相结合的成桩技术方案。杂填土层采用比桩径大200mm的桩锤冲击成孔，采用泥浆护壁成孔工艺，待穿过杂填土层进入淤泥层时，采用吊车、振动锤和液压钳等工具将钢护筒振冲穿过淤泥层，接着再采用与桩径一致的桩锤冲击成孔。5冲孔灌注桩施工技术5.1埋设护筒鉴于表层杂填土层结构松散，采用常规的钢护筒进行埋设，在后期长护筒振冲力作用下，孔口容易出现塌陷现象，结合类似项目的施工经验，本工程护筒采用混凝土护壁，采用现场支模浇筑方式，护壁内径为1200mm，高度为2.0m，护壁的轴线偏差控制在20mm之内，护壁垂直度偏差控制在1%之内，露出地面约为0.5m，桩位轴线偏差≤50mm，在桩位四周设置控制桩作为后续桩位复核之用。5.2冲击成孔冲孔灌注桩施工之前根据桩基布置情况和施工场地情况设置泥浆池，本工程在每个承台设置1个泥浆池，在场地内空旷地方设置3个大泥浆池作为泥浆储备之用。本工程部署10台冲孔桩机，桩锤直径选用1000mm和800mm两种，杂填土层桩锤直径为1000mm，其余岩土层桩锤直径为800mm。杂填土层采用原位造浆，泥浆比重为1.3～1.4，为了避免出现梅花孔，在桩锤和钢丝绳连接处安装自转向的装置，开孔时应低冲程冲击，待冲击至混凝土护壁以下2m方可加大冲程。当冲击至淤泥层时，及时下放长护筒。本工程长护筒采用壁厚为12mm内径为900mm的钢套筒，材质为Q235，标准节长度为8～12m，采用吨位为50t的履带式吊车将预备好的钢套筒垂直起吊至距离混凝土护壁上口约0.5m，由桩位设置好的控制桩拉线呈十字型，钢套筒中心应与桩位中心重合，4名操作工人均匀对称地扶住钢套筒的四角，对准孔位徐徐垂直缓慢地下放，2台经纬仪架设在钢套筒两侧呈相互垂直的方向来量测和调整钢套筒垂直度，确保钢套筒垂直度偏差控制在1%范围内。为了确保长护筒垂直度偏差满足施工规范要求，每下沉1.5～2m应对长护筒的垂直度偏差检查1次。长护筒振沉过程中应时刻关注其下沉速度变化情况，如果出现难以振沉情况，采用吊车吊起长护筒约0.5m高度后再继续振沉施工，如果遇到障碍物，则应将长护筒提出地面，采用桩锤冲击穿透障碍物后再接着进行长护筒护壁施工。上下两节钢套筒接长采用焊接形式，2名焊工对称进行焊接，为了确保焊接处的连接强度，在焊缝位置加包钢板进行施焊，钢板规格为200mm×10mm，待焊缝自然冷却后即可接着振沉施工。为了确保长护筒有效穿过软土层，以长护筒插入粉质粘土层≥1m为准，结合地质柱状图和长护筒下沉速度进行判断，钢护筒露出地面高度为0.5m。长护筒振沉之后采用桩锤为800mm接着冲击成孔。在风化岩成孔时如出现偏孔现象，将事先准备好的粘性土与片石混合物填入桩孔内，填筑高度应高出偏孔位置0.5m以上，下放桩锤低锤密击后冲击至中风化花岗岩，持力层位置应经监理工程师复核确定后接着砍岩1m即可停止冲击成孔施工。5.3清孔采用气举反循环工艺进行清孔，要求二次清孔后含砂率≤6%，孔底沉渣厚度≤50mm，泥浆比重为1.15，黏度≤28s。5.4水下混凝土灌注钢筋笼下放安装固定后方可安装导管进行二次清孔，导管规格为300mm，导管安装之前应进行密闭性和连接强度试验，试验结果符合施工规范要求后方可进行安装。本工程采用螺纹导管，将O型密封圈安装在两节导管之间，确保导管的密闭性，导管底与孔底的距离为0.3～0.5m。混凝土坍落度控制为180～220mm，坍落度太小容易出现钢筋笼上浮现象，坍落度太大则容易出现离析现象。经过计算后首灌混凝土数量为2.7m3，料斗选用容量为3m3。为了确保首灌成功，料斗装满混凝土后，在隔水钢板拉起的瞬间应加大马力往料斗里卸料直至第一车混凝土全部卸料完成。混凝土灌注时应做好混凝土供应计划，使得混凝土灌注连续不中断。每车混凝土灌注后及时量测混凝土面的高度，根据埋管的深度计算拆管的节数，要求导管埋入混凝土深度控制在2～6m，避免出现断桩现象。为了保证桩顶混凝土的密实度与质量，本工程要求最终混凝土灌注面超过桩顶高程1m。5.5长护筒拔出质量控制采用长护筒护壁施工时，长护筒拔出开始时间对桩身混凝土质量影响极大，过早或者过晚均可能出现混凝土质量缺陷。为了确保桩身混凝土质量，本工程采用水下混凝土灌注完成时间和初凝时间等两个因素来对长护筒拔出开始时间进行控制，结合类似项目成功案例，本工程长护筒拔出开始时间确定为水下混凝土灌注完成后0.5～1h和混凝土运出搅拌站5h之内。采用履带式吊车吊住钢护筒，采用振动液压钳夹住钢护筒，起拔时先振动2～5min，接着边振动边拔起，每隔3m停止拔起1次，再次振动2～3min后往上振拔，直至将钢护筒拔出地面。在振拔过程中采用2台经纬仪来控制钢护筒拔出垂直度，要求垂直度偏差控制在1%之内。在钢护筒拔出过程中应时刻关注护筒内混凝土面高度，当出现混凝土面下降时，空位高度应采用混凝土补灌完成，接着继续振拔。5.6桩底注浆桩基施工完成后1d即可采用高压水开塞注浆管，7d后采用纯水泥浆进行桩底注浆作业。水泥采用强度为42.5R的普通硅酸盐水泥，注浆压力为4MPa，水泥浆的水灰比为0.55。注浆顺序为先外围后中间，注浆作业中如果出现窜浆或冒浆等现象，采取间歇注浆方法，一般间歇时间为1h，注浆主要以注浆量进行控制，单桩注浆量为1.5t。6结束语冲孔灌注桩施工完成后按照设计要求做静载和动测检测，检测结果均满足设计要求。桩位偏差和桩顶混凝土质量均符合施工规范要求。以桩长为25m为例，长护筒护壁成孔2d，传统的泥浆护壁成孔6d，工期节4d；长护筒护壁成孔混凝土充盈系数实测为1.35，而泥浆护壁成孔混凝土充盈系数实测为1.65，长护筒工艺能够有效节约混