微型桩的构造及施工工艺

微型桩的构造及施工工艺
微型桩的构造及施工工艺
■张振
微型桩是一种采用压浆成桩的灌注施工技术,在边坡工
程中得到广泛的应用.本文在介绍微型桩的定义,对其特点
进行分析的基础之上,结合T76L迈式微型桩的施工参数以及施工过程中需要控制的技术要点对微型桩的施工工艺以及防侵蚀措施等进行了较为详细的论述和分析,以期给从事微型桩施工的工作人员起到一定的参考作用.
微型桩最早的应用可以追溯到上世纪50年代的意大利,
而国内直到80年代中期才开始从国外引进相关的技术和结构.从目前微型桩的应用及研究现状来看,对于微型桩的应
用主要集中于对地基的加固,基础的纠偏等方面.而在微型
桩的研究方面,主要表现在没有将之作为一种桩基来看待,
也就是说没有将其能承受侧向载荷的性能应用到工程实践当中去,尤其是对于微型桩在边坡工程中的应用方面的研究就更加少.从工程实例中的应用来看,虽然在应用中取得了较
好的工程效果及经济效益,但是由于缺乏相应的理论研究,
限制了微型桩在更大范围内的应用.因此,对微型桩构造的
研究以及对其施工工艺的探讨对于微型桩的推广具有非常重
要的现实意义.
1.微型桩的定义及特点
1.1微型桩的定义
微型桩(Micro一洲e)的横截面为圆形,从目前的工程
实践中来看还没有出现截面为方形的微型桩,这主要是由于微型桩的钻孔设备所导致的.对于微型桩,即是指小直径钻孔灌注桩,往往被称作为树根桩(rOot一e),通常是指桩
径在70--300mm之间,长细比大于30,通过采用钻孔,强
配筋以及压力注浆的工艺施工而成的一种小直径桩.由于微型桩普遍孔径较小,钢筋较多,而且其施工工艺与锚杆相类似,所以在工程中也常称之为大锚杆.
根据受力的需求可在其中加入钢筋,钢棒,钢管或者是
型钢等加强材料,筋材料的长度一般在6—20m之间.据有关资料和文献的报道,国外工程中加筋长度最长达到了30m. 由于微型桩施工中采用了压力注浆,有效保证了注入浆和地基土之间的紧密结合.同时,压力水泥浆液还能够在桩周围的土质中扩展,从而达到提高单桩的承载力,提高桩周围土质力学性能的效果,当灌注浆硬化并成型之后,就能够承载拉(压)应力.
1.2微型桩的特点
1l2.1施工安全且迅速,施工机具小而灵活,采用普通的
地质钻机或者是手摇钻就能成孔.尤其适于施工条件及空间
受限的地方,例如普通施工设备无法进入的场合.同时,施
工时对构造物正常使用的影响较小,较低的施工噪音适合在居民集中的地带开展施工.
1_2.2微型桩能够在地质条件相当复杂的环境中施工,诸
如存在卵石和漂石地基,流沙或软黏土地基和地下水位较高的地基等.在微型桩中,由于荷载几乎全部由钢筋来承受,
其中的注浆混合物可以采用除水泥之外的其他注浆,可以根据具体的地质环境采用能抵抗地下水和侵蚀性物质的注浆, 这样能有效保护其中的筋类材料.
1l2.3微型桩的布置型式相对灵活,根据实际情况的需要
可以采用垂直,斜布i成排布置,交叉成网状的多种布置型式.其中网状布置体系由于具有良好的承载能力,单桩也能
够承受较大的拉,压,剪及弯曲应力.
1l2.4微型桩的抗震能力较强.
2.微型桩的构造及施工工艺
下面以兰渝铁路下阳河隧道基地加固工程为例论述微型
桩的施工工艺.下阿阳隧道DK208+420--+442段基底采用
T76L迈式微型桩进行湿陷性处理,桩长7.O一9Om,间距1.0 mx1.Om梅花形布置(每排14根,总计23排).桩深入基岩内,开挖至基底时及时与试验室联系对基底取样并做湿陷性及承载力实验,根据其结果可适当调整基底处理措施.下图
为T76L迈式微型桩的构造图:
T76LiZ~_式微型桩构造图
2.1T76L迈式微型桩的布置及施工参数
2.11微型桩的布置
桩长7.0—9.0m,平面间距为1.Om×1.0m,呈梅花形式
布置.
2.1.2施工参数
施工所采用的机具为MGY一600.钻进口径为巾9O一150mm,钻进深度为2O一60m.钻孔过程中所采用的钻杆为1h76,钻机的行程为3.5m,转速为50--400dmin.其中,冲
击器采用型号为WZP一150的冲击器,主机的外型尺寸为3500×350X650mm.
2.1.3迈式微型桩锚杆的性能
锚杆为T76L型,其名义直径为76mm,平均内径在
5O.5mm左右,所能承受的极限荷载为1200KN,屈服荷载极限为1O00KN,单位重量为163.kg/m.
2.2微型桩施工工序及施工控制要点
2.2.1工艺试验
开工前要充分重视工艺试验,以取得符合实际的施工控
制参数以指导施工.
2.2_2设备型号的选择
选用MGY一600标准旋转冲击钻机,安装T76L型迈式锚
杆(内直径5O.5mm,外直径76mm)作为杆体,~,tT-连接套
用于加长杆体,配以直径不小于13Omm的钻头,注浆采用迈式泵进行注浆.
2_2.3微型桩的布置
平面布置间排1.0mX1.Om,呈梅花形布置,钻机就位
后,测量精确标出孔位,同时控制钻机大臂的方向,角度.
2-2.4成孔与钻进施工
成孔时,转速不宜过大,同时钻机安放稳固,以防过大
颤动,使钻杆偏离轴线,钻进中钻杆倾斜度控制在2.范围内.同时还应该根据工程地质条件,选择合适的成孔工艺,
诸如干成孔或泥浆护壁成孔等成孔工艺.尤其是在进行斜桩成孔施工时,首先应注意将钻机脚板垫高,以方便达到钻杆应有的倾斜度.
钻进施工中,先将钻杆安放在钻机的大臂上,钻机要对
准已标好的孔位,低速推进,其冲击压力控制在18—
22MPa,推进压力控制在4.O一6.OMPa.当第一节钻杆推进孔内,7L#F剩余30--40cm1],-j-,开动钻机反转,使连接套与钻杆脱离,人工装上第二节钻杆,重新对准,钻机缓慢低速连
接孔内钢管,这样依次接长顶进,直到设计深度.
钻机深钻时要注意,由于计划施工长度7—9m,钻杆必
须几次分2m,3m错段搭接,随孔深的增长,旋转推进需要
对回转扭矩,冲击力及推力进行控制和协调,尤其是推力要
严格控制,不能过大.
2_2.5清孔
即在成孔的整个过程及至灌浆之前对孑L进行的一个不间断的清洗过程.
2_2.6筋材料的安放
一
般都采用均长配置的螺旋箍筋方式进行配置,钢筋保
护层的厚度大致在25mm左右.假若是采用钢筋笼的安放方式,可以将之分节进行制作,然后在安放时再次进行焊接即可.当需要进行二次注浆时,应该采用具有高抗压能力的劈
裂注浆管,并用橡皮套进行封闭,然后将之绑扎于钢筋笼
中,最后将之和钢筋笼～起沉放到钻孔之中.
2_2.7注浆
钻机钻到计划施工长度后,采用注浆泵注浆(浆液配比
W:C为1:2),在孔口安置好止浆塞,采用孔底返浆工
艺,注浆压力控制在1.5—2.OMPa.通常进行初次注浆时,
一
般把工作压力控制在0.3MPa左右.注浆时保证浆液均匀上冒,直~fJTL口冒出浓浆为止:每次待拔出2m的同时要及时进行补注,同时确保整个注浆过程的连续性.
进行二次注浆时要待到初次注浆液初凝时开始,一般为
初次注浆完成之后的5—7h,通过分层注浆,然后从底都开
始边注边向上拔.
3.结语
随着微型桩研究的不断深入以及新的施工机械,工艺的
涌现,微型桩必将得到进一步的发展和成熟.同时,伴随着计算机技术的发展,微型桩从设计,施工到监控技术不断向数字化方向发展.
(作者单位:中铁七局集团第二工程有限公司)。