钻孔咬合桩工程技术

钻孔咬合桩工程技术内容摘要：

控制值以内，一般存在施加预应力的问题。 要找到合适的预应力施加值比较困难，大部分设计者按极限承载力状态计算，即强度控制理论，预应力严格按照此计算数值施加，此种方法存在以下几个问题： （ 1） 由于地质情况的复杂变化，计算模型一般选在最不利位置，此时算出来的预应力 施加在一般位置的桩体上便有些偏大； （ 2） 按岩土工程力学公式算出的土压力与实际的土压力本身存在偏差，基本上都偏大，在土压力计算值偏大的情况下算出的预应力也随着偏大； （ 3） 预应力的施加过程工序比较复杂，要使施加后的预应力值达到目标值，比较难以控制。 为了补偿施加过程中的预应力损失，就要多施加一部分力，一般要多施加 25％～ 35％的力，此部分力设计时比较容易忽视，在施工中容易大于桩的实际承受能力，而对桩体造成损害； （ 4） 支撑结构中的预应力大小受温度影响较大，在不同的温度条件下施加同样大小的预应力对桩 体起的效果不同； 预应力施加过大会存在以下问题： （ 1） 易对桩体造成损害； （ 2） 在拆撑、换撑过程中，桩体反弹较大，对紧靠桩体的主体结构容易造成损害； （ 3） 容易扰动桩体，使咬合桩咬合面发生错动，出现桩间渗水现象。 用什么方法可以解决这个问题呢。 笔者认为采用位移控制理论，即为达到桩体位移在控制的范围内的目标而选用相应的预应力值。 预应力值以计算值为辅，实际监测大小值为主来合理选取。 这就要求施工中做好桩体位移监测、支撑轴力监测，通过调整预加轴力大小来保证桩体位移在控制范围内。 施工监测 超缓凝混凝土 钻孔咬合桩施工工艺所需的特殊材料是超缓凝砼（因为其缓凝时间特别长，所以称为超缓凝砼），这种砼主要用于素混凝土桩，其作用是延长素混凝土桩砼的初凝时间，以达到其相邻钢筋混凝土桩的成孔能够在素混凝土桩砼初凝之前完成，这样便给套管钻机切割素混凝土桩创造了条件，由此可以看出超缓凝砼是钻孔咬合桩施工工艺成败的关键。 超缓凝砼的技术参数 为了满足钻孔咬合桩的施工工艺的需要，超缓凝砼必须达到以下技术参数的要求。 （ 1） A 桩砼缓凝时间≥ 60 小时，其确定的方法如下： ①测定时间 单桩成 桩所需时间 t 应根据工程具体情况和所选钻机的类型在现场作成桩试验来测定。 试验结果 t 为 12～ 15 小时，取上限值 t=15 小时。 ②确定 A 桩混凝土缓凝时间 T 根据下式计算 A 桩砼的缓凝时间，可根据下式进行计算。 T=3t+K 式中： T—— A 桩混凝土的缓凝时间（初凝时间） K—— 储备时间，一般取 t—— 单桩成桩所需时间 （ 2）混凝土坍落度： 16～ 18cm 确定原则： ①水下混凝土灌注的需要 ②满足防止“管涌”措施的需要， ③为防止“管涌”，砼坍落度 d 随时间 t 的损失曲线应尽 量陡一些，即 d损失的快一些。 （ 3）砼的 3 天强度值 R3d 不大于 3Mpa。 其作用是：在施工过程中遇到意外情况（如设备故障等）拖延了时间，以致于在素混凝土桩混凝土终凝后才施工钢筋混凝土桩，这时，由于砼早期强度不高，使素混凝土桩咬合部分混凝土处理起来方便。 （ 4）最终强度 满足设计要求。 （ 5）超缓凝砼技术参数表 强度等级 初凝时间 坍落度 3 天强度 满足设计要求 ≥ 60h 16~18cm ≤ 3Mpa 超缓凝混凝土生产、使用 （ 1）超缓凝混凝土生产 在确定混凝土相关参数后，委托砼供应商进行混凝土的配比设计和生产。 由于钻孔咬合桩施工工艺的特殊性，要求超缓混凝土的缓凝期必须稳定，不能波动，否则将有可能给工程带来很大的损失，因此要求砼供应商设置专用生产线来生产超缓混凝土，其所用的设备、人员、原材料都相对固定，以减少出错的机会，确保混凝土的质量。 （ 2）超缓凝混凝土使用 ①在钢筋笼吊装合格后，安装导管。 导管应采用直径不小于 250mm 的管节组成，接头应具备装卸方便，连接牢固，并带有密封圈，保证不漏水不透水。 导管的支承应保证在需要减慢或停止混凝土流动时使导管 能迅速升降。 ②安放混凝土漏斗与隔水橡皮球胆，并将导管提离孔底。 混凝土初灌量必须保证能埋住导管 ～ ，初灌量选用。 ③灌注过程中，导管埋入深度宜保持在 3m～ 9m 之间，最小埋入深度不得小于 2m。 浇灌混凝土时随浇随提，严禁将导管提出混凝土面或埋入过深，一次提拔不得超过 6m。 ④混凝土浇灌中应防止钢筋笼上浮，在混凝土面接近钢筋笼底端时灌注速度应适当放慢，当混凝土进入钢筋笼底端 1～ 2m 后，可适当提升导管，导管提升要平稳，避免出料冲击过大或钩带钢筋笼。 ⑤每车砼在使用前由试验室 检测其坍落度及观感质量是否符合要求，坍落度超标或观感质量太差的坚决退回，决不使用。 ⑥每车砼均取二组试件，监测其缓凝时间及坍落度损失情况，直至该桩两侧的钢筋混凝土桩全部完成为止。 如发现问题及时所馈信息，以便采取应急措施。 （ 3）超缓凝混凝土配合比实例 以下是深港西部通道深圳侧接线工程围护结构咬合桩工程使用的水下超缓凝混凝土配合比，混凝土强度采用 C25，超缓凝时间可以达到 72小时。 名称 水 水泥 砂 石 掺和料 外加剂 水灰比 材料用量（ kg/m3） 170 210 836 980 140 比例 设计优化 排桩支护结构周边荷载较大时，咬合桩可考虑双笼设计； 钻孔咬合桩咬合厚度的一般按以下方法确： 相邻桩之间的咬合厚度 d 根据桩长来选取，桩越短咬合厚度小（但最小不宜小于 100mm），桩越长咬合厚度越大，按下式进行计算： d－ 2（ kl+q）≥ 50mm（即保证桩底的最小咬合厚度不小于 50mm） 式中： l—— 桩长 k— — 桩的垂直度 q—— 孔口定位误差容许值 d——。