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1、钢筋混凝土灌注桩是常用的一种深基础形式。当天然地基上浅基础沉降量过大或基础不变性不能餍足建筑物的要求时，常采用桩基础。随着我国现代化建设事业的迅猛发展，大型基础设施和高层建筑越来越多，荷载越来越大，钢筋混凝土灌注桩就成为最广泛的基础形式。钢筋混凝土灌注桩种类较多，从成孔形式上，有人工成孔和机械成孔之分。在机械成孔中，有长螺旋钻孔、短螺旋钻孔、正反轮回回转钻成孔、回转斗钻孔、大锅锥钻孔、打击式成孔等等工艺。人工成孔、长螺旋钻孔工艺只局限于地下水标位以上，且孔深不宜太深的灌注桩中使用。正、反轮回成孔，是采用水介质取土成孔的一种工艺，该工艺需要大量的泥浆和水，且必须有足够的泥浆排放场地，很不适合场地
2、狭小的环境施工，同时大量的泥浆排放容易对周围造成紧张的污染；在成孔过程中，泥皮的沉淀厚度不易控制，可造成桩侧摩阻力的减低，可能极大地影响单桩承载力。大锅锥等成孔工艺，虽然减少了大量泥浆的使用和排放，但施工方法原始，机械化程度低，需要花费大量的人力和时间。静态泥浆护壁、旋挖式钻孔工艺是在吸收各种成孔工艺优势的基础上发展起来的一种新型的灌注桩成孔工艺。该工艺由于采用非水介质取土成孔，钻孔出土由钻具直接带出，不依靠泥浆输送，大大减少了泥浆的使用，故而成孔泥皮薄、孔径规矩、桩承载力不变。同时，钻探机的安装比较简单，钻头拆卸方便，机械化程度高，成孔速度快。该工艺污染小、噪音低、振动小，非常适于在市区施工
3、，是灌注桩成孔工艺的发展标的目的。该工艺经过太原、北京、西安、忻州等地的工程实践，已日趋完美和规范，综合效益良好。该工法关键技术在山西省建设厅组织的2002年科技成果判定会上顺利通过，达到国内领先水平。一、工艺原理静态泥浆护壁、旋挖式钻孔工艺是在螺旋钻孔、回转斗钻孔、大锅锥钻孔工艺的基础上，综合吸收各种成孔工艺优势发展起来的一种新型成孔工艺。由于采用静态泥浆护壁，它使旋挖式钻孔工艺从纯真在地下水标位以上土层中使用，发展到地下水标位以下土层中使用。旋挖式成孔工艺是非水介质取土成孔，钻孔出土由钻头直接带出，不依靠泥浆输送。旋挖式钻孔机械的动力头由于机型的不同分别采用内燃机、电动机或液压马达，当动力
4、头为液压马达时，其动力来自悬挂主机发动机。旋挖式钻探机的钻杆，既有多节连接式钻杆，也有伸缩式钻杆。当采用多节连接式钻杆时，钻具和钻杆的连接为穿人式，钻具可沿着钻杆滚动和爬行，提高了机械化程度。这种连接体式格局，钻具的拆卸和更换都非常方便。故钻具的形式可根据土层和钻进的需要随时更换。静态泥浆护壁、旋挖式成孔钻探机是水介质取土钻探机的换代产品。二、工艺特点1.由于采纳了非水介质取土，只消少量泥浆护壁和清孔，大大减少了泥浆的需求和排放，减少了环境污染，减低了施工成本。2.伸缩式钻杆的使用，制止了钻杆的频繁装配，减轻了劳动强度，加速了工程进度。3.钻孔出土的随出随运，给场地运输带来很大方便，可节省运输
5、费50%，同时节省了工程用水及用电。4.钻探机的安装比较简单，在施工场地移动比较快捷方便。5.由于钻头的拆卸方便，可以根据土层的变化和钻进的需要随时更换钻头，加速了钻进速度，扩大了工艺的适用范围。6.噪音低、振动小、污染小，非常适于在繁华市区施工。3、适用范围静态泥浆护壁、旋挖式成孔工艺适用于淤泥、地下水标位高的粘性土、粉土、砂土填土及含有卵石、碎石的地层，不适用的地层为含有强承压水的土层。四、施工机具设备(一)适用的机械设备1.钻探机构造：主机有履带式、行动式和车装底盘式。2.动力头：(1)结构形式：和主机动力分离式；和主机动力合一式。(2)动力形式：柴油发动机；电动机；液压马达。3.主要机
6、型：(1)短螺旋钻探机：代表机型ZKLl500型，北京城建工程机械厂制造，主机为履带式起重机，起重量30t以上，动力头和主机分离，动力头功率83kW，最大钻孔直径1.5m，最大钻深70m，标准钻深40m，钻杆为4节伸缩式，最大扭矩105kNm，钻速0195rpm，可用回转斗钻具。(2)短螺旋钻探机：代表机型RT3/S型，意大利土力公司制造，主机为履带式起重机，起重量40t，动力头和主机分离，动力头为柴油机，最大功率118kW，最大钻孔直径2.5m，最大钻深78m，标准型设备最大钻深42m。最大扩孔器直径4.85m，最大扭矩210kNm，转速0160rpm，钻杆为4节伸缩式，可用回转斗钻具。(3
7、)回转斗钻探机：代表机型HRl60，意大利迈特公司制造，主机为履带式起重机，动力头为液压马达，主机发动机为柴油发动机，功率280HP(1HP=0.735kW)，钻杆为伸缩式。代表机型GXW一1000型锅锥钻探机，张家口探矿机械厂制造，主机为行动式，动力头为电动机，动力头功率22kW，最大钻孔直径1.5m，最大钻深44m，钻杆为多节钻杆。(4)大口径桩机：代表机型DGJ l.5型，山东黄泰工商企业集团公司、山东电力设备检修安装总公司制造，主机为行动式，动力头为电动机，动力头功率55.7590kW，最大钻径1.5m，最大钻深50m，扩底直径2.22.5m，扭矩87.60kNm，转速10rpm。(5
8、)大锅锥工程钻探机：属比较原始的机动推锥，但由于结构简单、轻便，适合于大机群施工。节能省电，仍不失一种增补机型，动力头为电动机，功率3.5kW，最大钻孔直径0.8m，最大钻深38m。4.钻具的类型：(1)短螺旋钻：为变导程钻头，钻进速度快，正钻钻进，反钻甩土。根据不同土层选用不同形式钻头。尖底钻头：适用于粘性土层，刃器上焊硬质合金刀头后可钻硬土。平底钻头：适合于松散土层。耙式钻头：适用于含有碎砖瓦块的杂填土。(2)回转斗钻：适用于淤泥、地下水标位高的粘性土、粉土、砂土、人工填土和含有部分卵石、碎石的地层，主要靠钻杆和钻斗的旋转及重力钻进，其斗牙可采用不同的切削角度。(3)筒形钻：筒底带活门的锅
9、锥钻斗，适用于流塑状土层的钻进及孔底沉渣的捞取。(4)大卵石锥：适用于卵石层，为提升式钻锥，锥身为铁链网，用于拦储卵石。(5)风化岩锥：用于风化岩层的钻削。匡助锥：螺旋锥：它的功能是将较系密的卵石层搅松，或将卵石挤进孔壁，便于卵石锥钻进。扩孔锥：利用伞形的捭阖原理，沿传力杆对称地布置4组捭阖器，每一组捭阖器分上下两段活节，对于不适于钻深孔的处所，为了提高桩的承载力，可用这种锥头扩孔，获得扩大的底面积。(7)扫孔钻：用于沉淀泥皮过厚时，孔壁的扫刷。(二)测量仪器的配备1.测量仪器：(1)J2经纬仪；(2)SD3水准仪；(3)50m钢卷尺。2.泥浆测试仪器：(1)波美仪；(2)粘度仪；(3)浮筒切
10、力仪；(4)pH试纸；(5)含砂率仪；100mL量筒；(7)滤纸。 (三)施工所需机械1.钻孔机械：根据桩基设计规格、土层条件、周围施工环境、工期要求选择适合的机型，并配备好相应的钻头；2.混凝土拌和和灌注设备；3.钢筋骨皮架加工机械；4.造浆和清孔排水设备；5.钢筋笼吊放机；6.土方清理机械。五、材料1.砂宜选用含泥量不大于3%5%的中粗砂。2.粗骨料可选用卵石或碎石，最大粒径应不大于30mm，并不大于钢筋间最小间距的1/3。3.泥浆(不变液)建造材料：(1)膨润土：以蒙脱石为主的粘土性矿物。粘土：塑性指数IP大于17，小于0.005mm的粘粒含量大于50%。为泥浆的主要材料。(2)CMC：
11、羧甲基纤维素钠盐，增加粘度，防止脱落。(3)碱类：Na2CO3及NaHCO3控制和改善泥浆性质。(4)渗水防止剂：废纸浆、锯末等，防止渗水。(5)重晶石：主要成分为硫酸钡，增加泥浆相对密度。4.泥浆的机能指标(1)相对密度：1.11.15。(2)粘度：1025s。(3)静切力：1min2030mg/cm2；10min50100mg/cm2(4)含砂率：6%。(5)酸碱度：pH值为79胶体率95%。(7)失水量30mL/30min。5.粘土的用量计算公式：式中g-每一立方米泥浆所需的粘土重量(t)；V-每一立方米泥浆应需的粘土体积(m3)；r1-粘土的容重(t/m3)；r2-要求的泥浆容重(t/
12、m3)；r2=Vr1+(1 V)r3 r3-水的容重，r3=1t/m3；r2=Vrl+1 V(r1 1)+1 6.测量项目及要求(1)全班工作日开始时，测定一次闸门跟前泥浆下面0.5m处的全套指标往后钻进过程中，每一隔2h测定一次进浆口和出浆口的比重、含砂量、pH值等指标。(2)在停钻过程中，天天测一次各闸门出口处0.5m处的全套指标。7.泥浆的拌制为了有利于膨润土和羧甲基纤维素纯粹溶解，应根据泥浆需用量选择澎润土拌和机，其转速宜大于200r/min。材料的投放顺序，应先注入规定命量的清水，边拌和，边投放膨润土，膨润土大致溶解后，匀称地投入羧甲基纤维素，之后投入分散剂，最后投入增大比重剂及渗水
13、防止剂。六、工艺流程及施工要点(一)工艺流程灌注桩施工程序见图1。图1灌注桩施工程序框图(二)施工准备1.技术准备：(1)桩基工程施工图及图纸绘审记要。(2)建筑场地和邻近区域内的地下管道、地下构筑物、危房、精密仪器车间等的调查资料。(3)洋灰、砂石、钢筋等材料及其制品的质检报告。(4)主要施工机械及其配套设备的技术机能资料。(5)桩基施工组织设计或施工方案。2.施工场地准备：(1)打桩施工面的设置：打桩施工面应根据现场实际情况确定，应注意以下几点：施工面距地下水标位应大于1.5m以上。地下水标位以上的松散杂填土层，因易跑浆、漏浆造成塌孔，最好予以断根。当断根后的场地标高距地下水标位高度太小时
14、，可辅填一定厚度的垫层作打桩施工面，或先行减低水标位后再进行打桩施工。(2)施工前应做好场地平整工作，对于不利于施工机械运行的松软场地应进行坚实处理，施工面最好硬化，雨季施工应做好排水措施。(3)在建筑物故址或杂填土地区施工时，应预先进行钻探并将探明在桩位处的旧基础、石块、废弃障碍物挖掉或采纳其它处理措施。(4)对于和施工场地相邻的施工管线、危房等采纳相应的断绝和保护措施。3.施工测量网的设置。在施工场地设置井字形测量控制桩及水准点，控制点应设在不受桩基施工影响处，设明显标志及保护架，测量控制点应按期复核。4.泥浆制备及轮回系统的设置。由于钻孔护壁和清孔的需要，需建造一定命量的泥浆，同时为了施
15、工场地的干燥，需进行泥浆制备及轮回系统的合理规划。施工场地设置储浆池一个，容积不小于6m3，沉淀池两个，容积不小于10m3，两个轮转使用，一个进浆沉淀，一个关闸清理，沉淀池出进口设闸门，沉淀池上口应高出造浆池0.5m。施工场地设置环形泥浆槽，场地中间再设置若天干槽，形成泥浆轮回网络和排水网络，浆池和泥浆槽均应用砖砌筑，池壁和池底用洋灰砂浆抹面。5.混凝土的拌和及配比：(1)混凝土采用集中拌和，电子自动计量，小型拌和站系统，同时配备两台300L拌和机，以备拌和站产生妨碍时用。(2)每一立方米砂、石、洋灰外加剂等用量现场标牌公布。(3)按每一根桩需要的灌注时间确定的混凝土的初凝时间，并按初凝时间的控制标准确定缓凝剂的填加量。6.电源准备：(1)总用电量按下列公式计算：式中1.1(前)-系数；1.1(后)-照明用电系数；P1-电动机额定功率(kW)；P2-电焊机额定用量(kVA)；K1-电动机要求系数，取0.6；K2-电焊机要求系数，取0.6；cos-功率因素，取0.75。(2)需配备姑且发电设备，以备突然停电时使用，制止钻孔和灌注近期国内外大事故的发生。(3)根据施
