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超长大直径钻孔灌注桩静载试验及施工工艺超长大直径钻孔灌注桩是一种广泛应用于桥梁、高层建筑等大型工程的基础形式,具有承载力高、稳定性好等优点。其施工工艺主要包括以下几个步骤:
1.钻孔成孔:采用旋挖钻机或冲击钻机进行钻孔,确保孔径和垂直度符合设计要求。对于超长桩,需特别注意孔壁的稳定性,防止塌孔。
2.清孔:钻孔完成后,使用泥浆循环系统清除孔底沉渣,确保孔底干净,避免影响桩身质量。
3.钢筋笼制作与下放:根据设计图纸制作钢筋笼,采用分段焊接或机械连接的方式,确保钢筋笼的整体性和强度。下放时某银行大厦续建装修施工组织设计方案,需缓慢、平稳,避免碰撞孔壁。
4.混凝土灌注:采用导管法进行混凝土灌注,确保混凝土连续、均匀地注入孔内,避免出现断桩或夹渣现象。灌注过程中,应严格控制混凝土的坍落度和灌注速度。
5.桩顶处理:灌注完成后,对桩顶进行凿毛处理,确保与上部结构连接良好。
静载试验
静载试验是检验超长大直径钻孔灌注桩承载力及变形性能的重要手段。试验方法主要包括堆载法和锚桩法,具体步骤如下:
1.加载装置安装:在桩顶安装千斤顶和反力装置,确保加载系统稳定可靠。
2.分级加载:按照设计荷载的10%~20%逐级加载,每级加载后保持一定时间,观察桩身沉降情况。
3.沉降观测:使用位移计或水准仪监测桩顶沉降,记录每级荷载下的沉降量,直至达到设计荷载或桩身出现明显变形。
4.卸载与数据分析:加载完成后,逐级卸载,记录回弹量。根据试验数据绘制荷载沉降曲线,分析桩的承载力及变形特性。
通过静载试验,可以验证设计参数的合理性,确保桩基工程的安全性和可靠性。
根据南京地区施工和技术装备条 件高层建筑常用桩型有锤击(或静压) 预制桩、钻孔灌注桩和人工挖孔灌注 桩三种类型。本场地由于桩基础持力 层埋置深地下水丰富覆盖土以淤泥 质粘土和粉质粘土为主,水渗透性大 因此不宜采用人工挖孔灌注桩;预制 桩桩身质量易控制,但桩身太长,长细
W 筑 技 木 Architecture Technology
第34卷2003年)第3期 Vol.34 No.3
比过大且该工程中筒大承台处的桩较 密会引起桩偏位和断桩钻孔混凝土 灌注桩直径较大且无噪声、振动,单柱 承载力大桩数量较少对桩所穿越土 层的性质可从桩孔排出的土进行鉴别 验证,容易确定持力层,但桩身质量可 靠性较差,混凝土强度也较难保证桩 侧摩阻力和桩端阻力在很大程度上受 施工工艺和操作影响。经反复论证认 为若能在施工中采取必要的质量保证 措施使用钻孔灌注桩是可行的。
来的施工困难。 针对不同的地质条件,适当修正 斜桩斜角和桩长等,可将斜桩式基础 广泛应用于地质条件为粘土或粉质粘 土的送电线路工程中
2.1桩侧摩阻力的影响
桩长大于50m的超长桩虽属端 承摩擦桩,但桩端阻力对桩承载力的 贵献已很小约占10%桩承载力主要 以桩侧摩阻力为主,提高桩的承载力 主要在于提高桩侧摩阻力。S1桩极限 承载力为5500kN,其桩侧摩阻力为 4750kN,而S3桩极限承载力仅为 3500kN说明其桩侧摩阻力未得到充 分发挥S3处地质情况比S1差,其桩 侧摩阻力没有S1大,另外S1桩位置 恰处于勘探孔上,且沿勘探孔一直打 入强风化岩1m深,使嵌入强风化岩1 m的桩侧摩阻力及桩端阻力得以充分 发挥;而S3打桩时判断入岩面有误 桩长与S1桩虽仅差0.5m,但实际并 未到达强风化岩。另一方面,由于S3 曝孔时间长,孔壁泡水后软化现象严 重,同样影响桩侧摩阻力的正常发挥 另为防止塌孔增大了泥浆密度,以保 证钻孔中泥浆压力平衡孔壁自由面土 体的侧压力,但泥浆密度的增加势必 造成泥皮厚度增加而影响桩侧摩阻力 的发挥。
超长桩的承载力虽然主要以桩侧 摩阻力为主桩端阻力所占比例较小 但不能认为沉渣的厚度大小对桩的承 载力影响不大,因桩底沉渣的存在使 桩身混凝土犹如悬空,一般在沉渣被 压实前几乎不能有效地发挥桩尖持力 层的承载力,从而使桩的承载力大大 降低。同时由于沉渣的存在桩基础在 长期荷载作用下,整个建筑物总沉降 量大且收敛较慢,还会影响持力层桩 侧摩阻力充分发挥。根据大直径桩的 承载特性,桩侧阻力都在较小的桩顶 沉降下发挥出来,而端阻力随沉降增 大而逐渐发挥并不显示破坏特征点 由于沉渣的存在,发挥桩端阻力所需 的竖向位移更大,桩端分担的荷载也 相应减小,因此桩底沉渣严格控制在 规范允许范围内(<100mm)是超大直 径灌注桩施工中的重要环节。
2.3土壤恢复期的影响
由于挤土类桩(如预制桩、沉管灌 注桩)打桩时桩身在短时间内将土挤
超长大直径钻孔灌注桩静载试验及施工工艺
无厚度较大的完整岩体,判断何时终 孔很困难故只能对入岩时间、入岩深 度及总桩长三者共同分析判断,并在 施工时及时调整。根据地质报告确定 岩面的大体位置,当钻头达到该位置 且钻进速度减缓,并取出破碎的基岩 碎块确认钻头已到达岩面,由此位置 入岩1m深。若入岩小于1m素混凝土基础施工技术交底,但大于 0.5m,入岩时间超过3h即可以终孔 若入岩到达1m,但入岩时间小于3h 则不能终孔。 对于超长桩,桩长应是一个主要 控制对象,因为90%的承载力要靠桩 周摩阻力来提供,因此根据计算资料 及试桩结果确定了桩的基本入土深度 为58.7m,所有桩在满足入岩时间、入 岩深度两个指标的基础上还必须满足 入土深度达到58.7m。从最终结果来 看,上述三个指标的确定是桩基工程 成功的关键。
3.4加强施工监理,保证第二次清渣
施工中对入岩的判断、沉渣的控 制与检测均需监理工程师严格把关 并将施工中有关数据及时整理并反馈 给设计单位,对设计者做出正确判断 起很大作用。 第二次清渣系指在下笼后浇筑混 凝土前的一次清渣,此次清渣彻底与 否直接影响桩承载力。设计要求沉渣 厚度须小于70mm,并尽量缩短第二 次清渣与浇筑混凝土间隔的时间。
在钻进过程中采用反循环工艺 可提高排渣能力,减少桩底沉渣。这种 方法在卵石层和强风化层中效果特别 好能将大块卵石搬出地面成孔效率 高成孔时间短。
(1)超长钻孔灌注桩为端承摩擦 桩,桩端阻力所占比例虽小但不能认 为沉渣存在对桩的承载力影响不大。 (2)泥浆密度大小,直接影响桩 侧摩阻力的发挥和孔壁稳定性。钻进 中将泥浆密度控制在1.25g/cm²第二 次清渣时控制在1.1g/cm。 (3)土壤恢复期能提高钻孔灌注桩 的承载力可作为设计时的安全储备。 (4)使用反循环工艺能缩短成孔 时间提高清渣能力,保证第二次清渣 彻底。 (5)施工时应加强监理,并及时 与设计单位沟通
泥浆密度过低易引起塌孔芦村特大桥中堂水道主桥箱梁施工方案,过高 会引起泥皮厚度增大,因此在保证不 引引起塌孔的情况下,应尽量降低泥浆 密度。本工程地下土层以淤泥质粘土 和粉质粘土为主地层稳定性较好:但 作为超长桩仍要采用泥浆护壁,施工 中依靠孔内粘土层造浆,在钻进中采 用1.25g/cm²的泥浆密度,保证钻进 中不会塌孔,第二次清渣中采用的泥 浆密度为1.1g/cm。
由于本工程处于构造破碎带上