斜鉆孔灌注樁施工技術(shù)

1,、適用范圍

斜鉆(挖)孔灌注樁適應的土層和水文地質(zhì)條件基本上與豎樁相同,。但較緊密的卵石、漂石和需要爆破開挖的巖層不適宜于斜樁施工,。因斜孔較豎孔易坍塌,，故對護筒和護壁泥漿性能的要求較豎直孔為高,。鉆孔斜樁長度目前在30m以內(nèi)，直徑可達1.2m,，斜度可達7:1～4:1,。挖孔斜樁長度目前在15m～20m內(nèi)，直徑可達1.6m,，樁底直徑擴大為2.4m,，斜度可達30^○ (1.732 :1)。

2,、機具設(shè)備

2.1 鉆機

    凡是設(shè)有鉆桿聯(lián)結(jié)鉆錐,、上端伸出孔外并且由井口以上的機體施加旋轉(zhuǎn)動力(扭矩)或反彈力的鉆機，均可用于斜樁鉆孔,。故正,、反循環(huán)回轉(zhuǎn)和用鉆桿聯(lián)結(jié)鉆錐上端伸出孔外導向(具有反彈力)的潛水鉆機，均可用于鉆斜孔,；而沖抓錐,、沖擊錐和用鋼絲繩升降的潛水鉆機以及雖有鉆桿而鉆桿不承受扭矩作用的潛水鉆機則不能用于鉆斜孔。

2.2 鉆桿

    因鉆斜孔時的扭矩較豎孔的為大,，同時鉆斜孔還使鉆桿產(chǎn)生彎矩,，斜度越大，產(chǎn)生的彎矩也越大,。因此,，鉆斜孔的鉆桿應比鉆豎孔的鉆桿有較高的強度和剛度，防止扭斷和撓曲,，以免影響鉆孔斜度或發(fā)生停鉆,、掉鉆等事故。一般可采取截面尺寸較鉆豎孔為大的鉆桿,，并在鉆桿兩端焊接鋼板加勁,。

2.3 鉆錐

    一般可使用鉆豎孔的鉆錐，但以采用帶上下導向圈的圓籠式鉆錐為好,。

2.4 導向筒

    為了保證按要求的斜度鉆進和減少鉆桿的撓曲,，須在鉆桿外周設(shè)一個長1.5m～2.5m、直徑等于鉆孔的導向筒,。它用卡圈聯(lián)結(jié)于鉆桿,，鉆進時隨鉆孔下降。它的位置和數(shù)量：當鉆孔深度小于10m時,，設(shè)置一個于孔探—半處的鉆桿上,。當鉆孔深度每增加10m，應增設(shè)導向筒一個。

2.5 護筒

為保證開鉆斜度準確,，埋設(shè)的護筒形狀應規(guī)則,，長度不宜小于2m～3m；護筒直徑只宜比鉆錐直徑大2cm--3cm,，兩端各0.5m處可作成喇叭口,，使鉆錐易于通過；護筒埋置的斜度宜稍大于樁的設(shè)計斜度,，埋筑要緊密,。

    當?shù)叵滤疂B流漏失大或上層土質(zhì)很差時，為防止坍孔及保持孔中水位,，應增加護筒入土深度,，并宜用鋼筋混凝土護筒。

 3,、鉆孔工藝

    斜樁鉆孔的工藝與豎直樁大致相同,，差別在于鉆機設(shè)置斜度的方法。有些鉆機的鉆架可以任意調(diào)整斜度,，用來鉆斜孔比較方便,，而有些鉆機的鉆架不能任意調(diào)整斜度，現(xiàn)將其設(shè)置斜度和鉆孔的方法介紹如下,。

3.1 鉆機斜度的設(shè)置

    鉆機就位后,，將機首撐腳粱墊高，機尾不動,。根據(jù)轉(zhuǎn)盤與護筒頂面的高差，按樁的設(shè)計斜度算出護筒中心到轉(zhuǎn)盤中心的水平距離,。然后在護筒腰拉好十字中心線,，一面墊高機首，一面測量轉(zhuǎn)盤中心位置,，當接近要求的位置后,，將鉆機的中間撐腳放下，微動撐腳螺絲使其頂住工作臺的方木,，調(diào)整斜度和鉆架的垂直面,。

在鉆進過程中，由于撐腳的下陷和因鉆桿自重及鉆頭受到阻力,，可能發(fā)生機架斜度逐漸變陡或左右偏移等情況,。工作中應采用加大鉆架斜度的辦法來解決。例如設(shè)計斜度為1:5即20%,，將其值增大2％成為22％的斜度來設(shè)置鉆架,。斜度設(shè)置示意如圖3-1。

上述這種斜度設(shè)置時，應使鉆架上的鉆桿卡口,、護簡和導向筒中心在同一斜度線上,。該線宜較樁的設(shè)計斜度約增加1%～3％，以使鉆孔完成后,，其斜度基本上符合設(shè)計斜度,。原設(shè)計斜度較小或樁較短時，斜度線增加值采用低值,，反之采用高值,。

    為保持鉆架的穩(wěn)定，鉆架就位后,，供移架用的底部滾筒應取掉,，換墊以木楔并固定好。轉(zhuǎn)向滑輪應設(shè)在鉆架底部斜樁的后向,，不宜設(shè)在前向,。鉆架頂部須用風纜拉住。

 3.2 斜孔的放樣

    斜孔中軸線在不同標高處的平面位置是不同的,，因此放樣時必須配合水平測量,。測出放樣平面處的標高，算出相應于該標高的樁孔中軸線位置,，訂設(shè)放樣樁,，并固定在結(jié)構(gòu)物上。

    鉆架就位時,，應測量定位門洞處的標高,，計算并調(diào)整定位門洞的位置，使與要求的中線符合,。

 3.3 鉆進

    當一個墩(臺)有豎斜兩種孔時,，宜先鉆豎孔。

    插第一錐時,，要按照設(shè)計斜度的要求把錐頭位置插準,。護筒內(nèi)暫不加泥漿，以便察看,。下錐時要在斜孔高的一邊用繩拉住鉆桿或鉆錐,，然后緩慢地下錐鉆進。

    鉆架下層工作臺的兩扇活門蓋方向須設(shè)在斜孔上下方向,。下錐后,，即把下方一扇門關(guān)上。使鉆桿順著它下落,。待鉆錐落定,，位置無誤后,，關(guān)好上方的活門蓋，準備鉆進,。起錐時,，先揭開上方的活門，后揭開下方的活門,。

    因起落鉆錐時總是靠著下方孔壁上下,，經(jīng)常刮去下方孔壁土，使鉆孔口成為橢圓形,，故須注意用繩拉鉆桿起落鉆錐,。

鉆斜孔的泥漿相對密度和粘度等指標要求比豎孔的高一些，在松軟粘土質(zhì)砂,、粘土,、細粒土砂層中，泥漿相對密度可用1.2,，水頭1.5m左右,。也可摻入適量的堿及水泥等以改善泥漿性能。

斜度偏差有兩種情況：一是傾斜偏差,，即斜度變陡,；二是與樁垂直的平面的軸線偏位。應經(jīng)常檢查導向筒情況,，鉆頭也最好采用導向裝置,，如使用帶上下導向圈的籠式鉆等。

鉆斜孔的勞動組織和鉆進速度與豎樁基本相同,。

4,、斜度和孔徑測定

斜孔鉆進過程中，應經(jīng)常測定孔的斜度和孔徑(如圖4-1所示),，如偏差過大,，應及時糾正。

4.1 鉆孔斜度測量

    斜度測量可用JSDS—1型晶體管電子水平儀,。電子水平儀由接收器和感受器兩部分組成。測量時先在籠式鉆頭上安放測量架,，測量步驟如下：

   （1）將感受器裝在籠式鉆錐的測量架上,，感受器的電纜接通到地面的接受器。

   （2）用鋼絲繩(并綁以皮尺)把鉆頭放人鉆孔內(nèi),，先上,、下升降一次，在接收器上觀察讀數(shù)的變化,。如所測斜度超過儀器的測量范圍時,，可將初讀數(shù)調(diào)整為+1^○，以擴大測量范圍。

   （3）為防止鉆頭升降時產(chǎn)生偏斜,，應在鉆頭緊靠鉆孔下壁的上下支撐處各綁一塊約1kN的壓重塊,，使鉆頭沿鉆孔下壁升降時不致發(fā)生轉(zhuǎn)動。

   （4）測量時每米斜長測一讀數(shù),，先降后升為一個循環(huán),，測兩個循環(huán)得四個讀數(shù)，取平均值,。

由于向上提時鉆頭卡壁會引起誤差,，故上升時可多升50㎝，然后下降至預定位置讀數(shù),。

4.2 孔徑檢測方法

   （1）在鉆頭上安裝孔徑測量管三根,，測量上、左,、右三個方向的孔徑,。

因鉆頭緊靠下壁，而下壁一般不易坍塌,，故下壁方向可不裝置測量管,。

（2）測量管的下端鉸接在鉆頭上面，上端聯(lián)以彈簧,，并用測繩通過轉(zhuǎn)向伸出鉆孔外,。

   （3）當鉆頭到達測點位置時，收緊測繩,，使測量管緊貼孔壁,，讀記測繩的伸長值。從測繩伸長值與半徑關(guān)系的標定曲線即可查得所測點的半徑值,。

如圖3-1所示作為實例,，則伸長尺寸與半徑的關(guān)系曲線如圖4-2。

    讀測量繩松緊的差值(即伸長尺寸),，從曲線上即可查得該測點的半徑,，如伸長值為8時，其半徑即為60,，伸長值為10時,，其半徑為62.9等等。

  5,、鋼筋骨架就位安設(shè)

鉆孔斜樁一般不是全護筒(護筒不延伸到孔底),，將鋼筋骨架放人時，會向孔的下壁陷進,，故就位時應有導向設(shè)備,。簡單的導向設(shè)施是在鋼筋骨架的下側(cè)主筋上綁扎混凝土托塊,，其尺寸大小應使鋼筋壓在孔壁的重力不致陷入孔壁內(nèi)。一般寬20cm~25cm,，長50cm~60cm,，厚6cm~7cm (厚度可按保護層確定)，如圖5-1,。托塊位置和數(shù)量：離骨架下端50cm左右設(shè)第一道,，每道沿骨架圓周設(shè)2～3個，向上每隔3m~4m設(shè)一道(設(shè)計有規(guī)定時服從設(shè)計),。托塊數(shù)目不宜過多,，因太多將妨礙混凝土向上漫升，最好把托塊做成橄欖形,，以減少對混凝土的阻力和夾積泥漿,。

    鋼筋骨架底端焊一圈箍筋，并在主筋外側(cè)底端加焊圓拐,，作為餛凝土托塊的前導,。

此外還有用3根無縫鋼管和1個半圓鋼板組成的鋼筋骨架導向架，如圖5-2所示,。鋼管的上端設(shè)有銷子,，以防鋼管向下掉落并可作為吊鉤用，用φ16鋼筋插入3根鋼管下部的橫孔中,，并用木楔塞緊定位,，將3根鋼管連系起來。鋼管的長度與鋼筋骨架相等,。

    在鋼管上端用鋼絲繩溜住,，在半圓背后綁好千斤繩。把導向架吊高到它的底部剛好能插進鉆孔時即停止,，然后緩慢沉人鉆孔中,，最后把它的頂端固定于腳手架上。鋼筋骨架即可吊起沿導向鋼管滑入孔底,。

6,、灌注混凝土的導管就位

    為了便利導管的下放并控制位置，可用下列幾種方法：

(1) 在鋼筋骨架上設(shè)置弧形托

如圖6-1所示,。在鋼筋骨架內(nèi)的底段和中段的下緣各焊設(shè)孤形托,，注意下放鋼筋骨架時不可弄錯了弧形托的方位。設(shè)置了弧形托后,，導管就可基本上居于鉆孔中央,，并且防止了提導管時法蘭接頭頂在鋼筋骨架下口的毛病,。

    (2) 在導管上設(shè)導向鼓

    如圖6-2所示,，導向鼓焊在第二節(jié)導管(由孔底向上數(shù))的上端,。它用3mm厚的鋼板制成，其兩端內(nèi)徑等于導管外徑,。導管法蘭用60mm等邊角鋼彎曲焊成,，法蘭之間墊橡皮圈。

    (3) 在鋼筋骨架內(nèi)設(shè)導向鋼管

    它的構(gòu)造原理近似于圖5-2,。在鋼筋骨架內(nèi)設(shè)2～3根鋼管,，鋼管間用扁鐵電焊連接后擱置在骨架箍筋上。導管的法蘭順鋼管滑向孔底,。

(4) 木半球堵窘導管下口

    當鋼筋骨架較短或不設(shè)骨架時,，可用木半球堵塞導管下口下沉導管，防止導管下口插進土內(nèi)堵塞混凝土灌注,。導管放定后,，用繩吊一鐵棍從導管內(nèi)把木球撞脫浮出，木半球有若干個通水小孔,，可減少導管下沉時的水浮力,。

    以上各法以第（2）法較好，做一導向鼓可通用于所有斜樁,。第（4）法可配合其它三法使用,，也可單獨使用。

   7,、斜樁混凝土的灌注

    鉆孔斜樁水下混凝土的灌注與豎樁相同,。

斜樁混凝土灌注時測深方法：比較理想的方法是將測深儀探頭固定在導管外允許最大埋深處。現(xiàn)常用的方法是將測繩穿過導管上下兩個導向鼓旁的測深繩孔內(nèi)(見圖6-2),，下面的導向鼓設(shè)置在導管底端以上2m～3m處,，測深繩下端系一測深錘，上端由測深員拽著,，根據(jù)手對錘重的感覺,，判斷混凝土頂面是否到達錘底，然后按繩長可得出混凝土已灌注的深度,?；炷凉嘧⒖旖Y(jié)束時，可用鐵管帶活蓋鐵盒插人混凝土內(nèi)取樣鑒別,，方法同豎樁混凝土灌注,。

                                                        2003年9月