清孔与成桩4.

三、灌注桩清孔工艺清孔（有时也叫清底），就是清除孔底沉渣或虚土（干钻），清除孔壁泥皮。1、清孔目的（清除底部沉渣、虚土）提高桩端承载力（清除孔壁泥皮）提高桩身摩擦阻力（减小孔内泥浆密度）为灌砼创造有利孔内环境保证灌注桩质量提高灌注桩的承载力2、清孔要求a.终孔检查后，应立即进行清孔工作，以免增加清孔难度b.不易坍孔的桩孔，可用空气吸泥清孔，稳定性差的孔壁应用泥浆循环或抽渣筒排渣c.清孔时孔内液面应：泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上d.清孔过程含砂量小于4%，孔底沉渣符合要求时，停止清孔并保持孔内水头高度2、清孔要求e.清孔后浇注混凝土之前泥浆指标要求：孔底500㎜以内的泥浆比重小于1.25；含砂率≤8%；粘度≤28sf.浇注混凝土前，孔底沉渣允许值☑端承桩≤50㎜；☑摩擦端承、端承摩擦桩≤100㎜；☑摩擦桩≤300㎜；☑干作业施工的桩孔，虚土允许厚度不超过100㎜清孔合格后，在2小时内进行灌注平底钻头、冲击钻头、冲抓锥施工的桩孔，沉渣厚度从钻头或冲抓锥底部到达的孔底平面算起用底锥形钻头施工的桩孔、底部为圆锥形的桩孔，沉渣厚度从圆锥体的中心标高算起沉渣厚度使用圆锥形测锤测定，锤底直径约130-150㎜、高度约180-200㎜，用钢板焊制，中间可灌砂配重，一般为5㎏。具体重量可因测绳、测深、泥浆而异清孔后要求提出的掏渣筒中泥浆中无2-3㎜颗粒，并且泥浆比重降至1.1-1.25。3、清孔方法用抽吸的方法将孔底钻渣及含有钻屑的浆液抽出，清孔彻底，适用于各种钻孔方法，但孔壁易坍塌的钻孔采用此法需谨慎，操作注意并防止坍孔。1）抽浆法泥浆相对密度一般控制在1.1以下，孔壁不易形成泥皮。钻孔终孔后只需将钻头稍提起空转，并维持反循环5-15min就可完全清除孔底钻渣，控制出渣量，防止吸垮孔壁。反循环方法成孔空气吸泥机（空压机）清孔以灌注水下混凝土的导管作为吸泥管。高压风管可设在导管内或导管外。与气举反循环一样也有沉没比要求（0.55以上）；开始工作时先向孔内供水或净化过的泥浆，然后送风清孔。停止清孔时，应先关气后断水，防止水头损失而坍孔。砂石泵或射流泵清孔灌注导管作射流泵或砂石泵的吸浆管进行清孔，优点是清孔完毕，拆除弯管装上漏斗就可进行水下混凝土灌注。正循环成孔排泥管清水风管反循环清孔2）换浆法采用泥浆泵通过钻杆以中速向孔底压送相对密度为1.15左右、含砂率小于4%的泥浆，把孔内悬浮钻渣多的泥浆替换出来。一般采用两次清孔正循环清孔在钻孔终孔后进行，终孔后，停止进尺，将钻头提离孔底10-20㎝，进行换浆。第一次清孔在安放好钢筋笼和灌浆导管后进行；导管就位后在导管上装上配套盖头，以较大泵量向孔底压送比重1.15左右的泥浆，将孔底部因下钢筋笼和导管时沉淀的钻渣和仍悬浮钻渣的密度较大的泥浆换出。第二次清孔对正循环钻进而言不需另加机具，孔内仍为泥浆护壁，不易塌孔；较大钻渣难以清除；用较小比重泥浆换出较大比重泥浆，孔径大时在孔内会形成对流，清孔时间长；泥浆含砂率较高时不能用清水清孔。3）掏渣法4）砂浆置换钻渣清孔法冲击、冲抓钻进过程中，冲碎的钻渣一部分被挤入孔壁，大部分则靠掏渣筒清除。清孔时还可向孔底投一些粘土，用冲击钻头或冲抓锥低冲程反复拌浆，使孔底沉渣悬浮便于掏出。降低泥浆比重的方法是掏渣后向孔底注水冲稀泥浆，达到要求后停止清孔。先用掏渣筒尽量清除钻渣，然后以活底箱在孔底灌注60㎝厚的特殊砂浆（炉灰、水泥、适量缓凝剂）能浮在混凝土之上，并保证从注入孔底到作业完成后不致硬化。灌注砂浆后，插入搅拌器，将孔底残留的钻渣拌入砂浆中，然后吊出搅拌器，下放钢筋笼，灌注混凝土，混有钻渣的特殊砂浆浮于混凝土之上，一直被推到桩顶，处理桩顶浮浆时可被除去。清孔后要求提出的掏渣筒中泥浆中无2-3㎜颗粒，并且泥浆比重降至1.1-1.25。干作业法采用夯锤夯实孔底，或者把混凝土用一定压力压入桩底，将虚土压实四、灌注桩成桩工艺灌注桩成桩工艺钢筋笼制作、吊放桩身混凝土1、钢筋笼的制作与吊放1）钢筋笼的结构主筋：受水平力的桩不得少于8Ø10；抗压桩、抗拔桩不宜少于6Ø10；纵向主筋均匀布置，其净距不应小于60mm，尽量减少接头，一般要铆入承台内（30-45）d(d为主筋直径)。箍筋：Ø6—Ø8@200—300mm，宜采用螺旋式箍筋；受水平力较大或抗震桩，桩顶3—5桩径范围内箍筋应适当加密到@100-150㎜。加劲箍筋：钢筋笼长度大于4m，应每隔2m左右设一道Ø12—Ø18的加劲箍筋。（架立钢筋）焊接长度为钢筋直径的8-10倍。吊筋：是辅助筋，对钢筋笼起轴向定位作用。保护块：间隔一定距离在加劲箍筋上设置的混凝土保护块2）钢筋笼的制作要求制作允许偏差主筋间距（土10㎜）；箍筋间距或螺旋筋螺距（土20㎜）；钢筋笼直径（土10㎜）；钢筋笼长度（土50㎜）。主筋的混凝土保护层厚度不应小于35㎜，水下灌注混凝土不得小于50㎜；钢筋笼主筋保护层厚度允许偏差：非水下灌注砼土10㎜，水下灌注砼土20㎜。钢筋笼最小处直径应比导管接头处最大外径大100㎜以上。分段制作的钢筋笼，其长度以10米为宜。连接采用焊接，焊接时，在同一截面内钢筋接头不得超过主筋数总数的50%，两相邻接头应错开一定距离（一般应大于40㎝）。搭接长度，单面焊缝应为钢筋直径的8-10倍，双面焊缝为钢筋直径的4-5倍。3）钢筋笼的制作主要设备和工具：电焊机、钢筋调直机、切割机、钢筋圈（箍筋）制作台、支架；按设计图纸计算料长，将所需钢筋调直后成批切好备用制作钢筋圈并按要求焊好准备工作制作方法木卡板成形法：用2-3厘米厚的木板制成两块半圆卡板，按主筋位置，在卡板边缘凿出支托主钢筋的凹槽。制作时每隔3米左右放一块卡板，把主筋纳入凹槽，用绳扎好，再将螺旋筋或箍筋套入，用铁丝将其与主筋绑牢。然后松开绑绳去掉卡板，进行主筋与箍筋的焊接，要求螺旋筋与主筋之间焊接点每一螺距不少于一个，两焊点的平面投影相隔尽量接近90°以保证钢筋笼之刚度。木支架成形法：由固定部分与活动部分组成，活动部分与固定部分用螺栓固定成为一个圆形支架，每隔2米设一支架，各支架应相互平行，圆心位于同一水平线上。制作时把主筋放于支架凹槽，将箍筋按设计位置放在主筋外围，即与主筋点焊连接，焊好后，拆除支架，再焊螺旋筋。钢管支架成形：要放平、放正、放稳，焊箍筋时要主意其与主筋的垂直度③使钢筋与混凝土有较好的粘结锚固性能①绑扎混凝土预制块②焊接钢筋“耳朵”保护层作用具体措施③于箍筋上加预制混凝土轮①防护钢筋的锈蚀，提高构件的耐久性②防止构件纵向劈裂钢筋笼的吊放桩身砼灌注完毕，可解除钢筋笼的固定设施。吊点位置应恰当，一般在箍筋处，直径较大钢筋笼须对吊点加强，保证钢筋笼不变形；全部入孔后，按设计要求检查安放位置并做好记录，符合要求后，可将主筋点焊于护筒上或用其它方法固定于孔口，防止因自重下落或灌注砼时上串而错位；2、混凝土灌注工艺由胶凝材料和粗、细骨料、拌合水，有时还掺入一些外加剂和矿物混合物材料，按一定的配合比，经均匀搅拌、密实成型并硬化成的一种人工石。1）混凝土配制按胶凝材料分无机胶凝材料混凝土有机胶凝混凝土a.混凝土种类按配筋分钢筋混凝土钢丝混凝土纤维混凝土预应力混凝土素混凝土配筋类无筋类水泥混凝土石灰混凝土水玻璃混凝土石膏混凝土沥青混凝土聚合物混凝土树脂混凝土包裹骨料并填满骨料间空隙，凝固前作为骨料间的润滑剂，使混凝土的拌合物具有流动性；凝结后将粗细骨料胶结成整体；主要用作填充粗骨料之间的空隙；主要起支承作用，砂、石构成混凝土中坚硬的骨架，可承受外载荷作用，并可抑制水泥浆的干缩作用。b.混凝土的成分及其作用水泥浆细骨料粗骨料成分作用作用作用按工艺分普通混凝土喷射混凝土泵送混凝土离心混凝土振动混凝土挤压混凝土现浇类预制类按性质与用途分耐酸混凝土耐热混凝土防水混凝土防辐射混凝土硅酸盐工业简介水泥标号的确定原则上是要与混凝土的设计强度等级相适应工程上配制普通混凝土拌合物主要选用硅酸盐水泥五大品种,根据工程特点、所处环境、温度及施工条件等选取c.混凝土原料及技术要求水泥品种的选择水泥标号的选择硅酸盐水泥[早强、耐冻、水化热高]普通水泥[早强、耐冻、水化热高]矿渣水泥[耐热、耐酸蚀、水化热低]火山灰水泥[耐酸蚀、水化热低]粉煤灰水泥[耐酸蚀、水化热低]一般情况下，水泥标号为混凝土强度等级的1.5～2.0倍，配制高强度等级的混凝土时，水泥标号取混凝土强度的0.9～1.5倍；配制低强度等级的混凝土而水泥标号又偏高时，水泥用量偏少会影响混凝土拌合物的和易性和密度，此时可采取适当加入粉煤灰或矿渣粉等砂：粒径在0.16～5㎜，化学成份为SiO2。（有河砂、山砂、海砂）河砂洁净度好，配制砼多用河砂。砂中有害物质有粘土、淤泥、云母、硫化物、硫酸盐及各种有机物，会直接影响混凝土硬化和强度。有害物质控制含量（按质量计）：含泥量5%；硫化物和硫酸盐1%；云母2%。希望空隙率小，同时希望总表面积小颗粒级配好、粗细程度适当和易性好、密实度好、强度高上图为不同级配情况，从左至右分别为单一、两种、多种粒径，显然多种粒径的情况空隙率最小，级配最合理。有害物质颗粒级配结构越复杂，系统越稳定可靠。自然界也是如此石子：粒径大于5㎜，主要为硅酸盐岩、碳酸盐岩。分卵石与碎石。洁净度：含泥量、硫化物、硫酸盐及有机物质含量的控制最大粒径：在可能的条件下尽可能选用大粒径，有利于提高混凝土强度并节省水泥，但缺点是不利于施工，影响和易性。最大粒径可根据结构物的种类、尺寸、配筋的最小净距与施工条件来确定。《钢筋混凝土施工及验收规范》规定：混凝土拌合物中石子最大粒径不准超过结构物最小截面尺寸的1/4，同时不准超过配筋中最小净距的3/4；若为混凝土实心板，允许使用石子的最大粒径为板厚的一半，但其最大粒径也不得超过50㎜。对桩而言最好不超过40㎜。例：某钢筋混凝土构件的最小截面尺寸为220mm,配筋（主筋）为φ22mm，最小间距为78mm，使用石子的粒径为5-50mm配制混凝土拌合物是否可以？d.混凝土拌合物的主要特性指标又叫混凝土拌合物的工作性，是混凝土拌合物在施工操作时所表现的综合性能，它包括流动性、粘聚性、保水性3个方面的性能。和易性流动性：混凝土拌合物在施工操作时，在自重或振动机械动力作用下产生流动，并能均匀密实地填满模板的性能粘聚性：混凝土拌合物中水泥浆与骨料之间的粘结状况。保水性：保持一定水分不使其泌出的性能。坍落度坍落筒坍落度试验：将混凝土分三层装入坍落度筒，每层捣实25次，拔出坍落度筒，混凝土塌落，最高面与筒高的差值为坍落度。（此值越大，流动性越好）经验观察评定干孔浇筑：素混凝土坍落度（6~8cm）；钢筋混凝土坍落度（12~15cm）；大口径灌注桩水下灌注时坍落度（18~20cm）影响混凝土拌合物和易性的主要因素用水量：用水量增大，流动性增大，但过大会破坏粘聚性和保水性，产生分层或泌水；水泥浆量：水灰比不变时，水泥浆量越多，流动性越好；在水泥浆量相同的情况下，流动性与水泥浆的稠度有关；砂率：混凝土拌合物中砂子质量占砂、石总质量的百分率。砂率过大或砂率过小，混凝土拌合物的流动性变差。(水下混凝土拌合物的砂率40%-45%，宜用中粗砂，粗骨料粒径40mm）。外加剂：在拌制过程中加入的一类化学物质，起改善混凝土工艺性质的作用，掺量一般不大于水泥的5%。减水剂：可将水泥凝胶体所包裹的凝聚水释放为自由水，在不增加拌合水的情况下，获得较好的和易性，或降低水灰比的同时提高强度缓凝剂：能延缓混凝土的凝固时间，使其在较长时间内保持一定的流动性。早强剂：加速水泥水化，使生成的水泥致密，提高早期强度消泡剂：消除水泥在凝固过程中产生的气泡，使水泥固体密实凝固时间与强度凝固时间：混凝土拌合物制成后，经过一定的时间，由于其自身发生物理化学变化而逐渐变稠失去塑性、到开始具有强度的过程为混凝土拌合物的凝固时间。国标：硅酸盐水泥的初凝时间不早于45min，终凝时间不迟于6.5h，实际上国产水泥初凝时间为1-3h，终凝时间为5-8h。强度：混凝土强度等级是根据标准试验方法（150mm×15