公路施工：托盘式重测锤钻孔灌注摩擦桩桩底沉渣厚度检测施工工法

1 托盘式重测锤钻孔灌注摩擦桩桩底沉渣厚度检测施工工法托盘式重测锤钻孔灌注摩擦桩桩底沉渣厚度检测施工工法 GGG（浙）C2-2018 浙江交工集团股份有限公司 郑竞友、赵云强、周权、裘高松、韩学明 1 1 前言前言 桩基是各种构筑物的主要基础形式之一，起着将结构物上部荷载传递到较深和较好地层 中的作用，对上部构筑物的结构质量和安全扮演着至关重要的角色。钻孔灌注桩是否能够较 好地发挥作用，桩底沉渣厚度的控制是一个关键，桩基沉渣厚度的检测通常受测量仪器、施 工和地质条件等的影响，目前规范尚无统一规定，工程行业常用由双根钢筋焊接形成的直立 式重测锤进行钻孔灌注桩孔底沉渣厚度的测量方法，此方法的测锤放到孔底容易插入沉渣， 在具体操作中受人为因素影响，检测结果差异较大。另采用新型超声波成孔检测仪检测孔径、 倾斜度准确。检测孔底沉渣厚度，需通过上位机软件采集到的数据进行处理后计算出沉渣厚 度，其结果是多次测量取平均值，受各种影响因素较多，目前使用较少。针对这些问题，浙 江交工集团股份有限公司铁路分公司组织攻关小组，创新性开发出托盘式重锤检测法钻孔灌 注摩擦桩桩底沉渣厚度检测施工技术，应用于杭州至海宁城际铁路先行段和 6-8 标钻孔灌注 摩擦桩桩底沉渣厚度实际检测施工中，取得了良好效果，现总结编制成工法。工法核心关键 技术涉及的成果申报 1 项实用新型专利一种新型钻孔灌注桩沉渣厚度测量工具，接案 号 JWE181711-Z181620。 2 2 工法特点工法特点 2.0.1 检测精度高。采用托盘式重锤检测法检测钻孔灌注摩擦桩桩底沉渣厚度，检测的结 果准确度高，避免了常规检测工具检测的沉渣厚度值差异较大、不准确等缺陷。 2.0.2 操作简便。分别将四根钢筋与一块圆形钢板焊接形成托盘式重锤，与测绳连接成托 盘式重测锤，成孔后进行沉渣厚度值的检测即可，操作方便。 2.0.3 施工进度快。可快速实现钻孔灌注摩擦桩桩底沉渣厚度值的检测，方便后续灌注混 凝土施工，节约沉渣厚度检测时间，加快施工进度。 2.0.4 提高钻孔灌注桩质量。采用托盘式重锤检测钻孔灌注摩擦桩桩底沉渣厚度，有效控 制了桩底的沉渣厚度值，提高了钻孔灌注桩的质量和桩基的承载力。 3 3 适用范围适用范围 本工法适用于钻孔灌注桩沉渣厚度检测施工。 4 4 工艺原理工艺原理 根据钻孔灌注桩长度，用短钢筋、圆形钢板和连接环焊接并与标准刻度的无收缩测绳连 接形成比桩基长度长的托盘式重测锤。在钻孔深度达到设计高程并清孔后，先用超声波检测 第 1 页 共 8 页 2 仪检测孔径、倾斜度及沉渣厚度，再将托盘式重测锤下放至孔底检测读出孔底标高和沉渣厚 度并记录，满足要求后下放钢筋笼及安装导管后进行二次清孔，再次将托盘式重测锤下放至 孔底检测读出孔底标高和沉渣厚度并记录，校核沉渣厚度满足要求后进行水下混凝土灌注。 5 5 施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 5.15.1 施工工艺流程施工工艺流程 工艺流程见图 5.1-1。 5.25.2 操作要点操作要点 5.2.1 准备工作 1 对进场系于托盘式重测锤上有标准刻度的无收缩测绳进行验收，合格后方可使用； 2 对制作成孔泥浆的膨润土、碱、水等原材料进行验收，集中开挖泥浆池并制作泥浆； 3 在钻机开孔前对泥浆进行试配，并碉定配合比； 4 对托盘式重测锤加工、下放钢筋笼、沉渣厚度检测人员进行岗前培训及施工安全、技术 交底； 5.2.2 托盘式重测锤设计 单个托盘式重测锤由 4 根长 170mm、 Ф28mm 钢筋， 1 块直径Ф150mm、 厚 8mm 钢板底座， 1 根Ф6mm 的Ω 型钢筋，1 根长 L （ 50m--100m ） 刻 度 精 度 为 20mm 的无收缩测绳组 成，见图 5.2.2-1 托盘式重测锤平面图和图 5.2.2-2 托盘式重测锤正面图。 5.2.3 托盘式重测锤加工制作 图 5.2.2-2 托盘式重测锤正面图图 5.2.2-1 托盘式重测锤平面图 图 5.1-1 施工工艺流程图 施 工 准 备 托 盘 式 重 测 锤 设 计 托 盘 式 重 测 锤 加 工 制 作 桩 基 钢 筋 笼 下 放 桩 基 清 孔 和 沉 渣 厚 度 检 测 二 次 清 孔 和 沉 渣 厚 度 检 测 钻 孔 灌 注 桩 成 孔 施 工 第 2 页 共 8 页 3 按照设计图纸精确下料。将 4 根长 170mm、Ф28mm 钢筋的一端沿Ф150mm、厚 8mm 钢板底 座周边等间距焊接，另一端端头相交并焊接在一起，且在 4 根钢筋交接顶面焊接Ω型钢筋吊 环， 然后捆绑刻度精度为 20mm 的无收缩测绳， 托盘式重测锤总长度为 160mm＋L。 见图 5.2.3-1 托盘式重测锤实体照片。 5.2.4 钻孔灌注桩成孔施工 1 经场地平整、夯实后埋设护筒。要求护筒内径比钻孔桩设计直径加大 20～30cm； 埋置深 度和护筒顶端高程应满足相关规范要求。见图 5.2.4-1 护筒埋置要求图 2 泥浆配制。 泥浆采用 PH 值 7～8 的水和塑性指数大于 25、相对密度 1.1～1.5 的膨润土（或粘土） 组 成。 配制的泥浆应符合以下要求 1 泥浆比重正循环回转钻机、冲击钻机使用管形钻头钻孔时，入孔泥浆比重为 1.1～ 1.3； 2黏度一般地层 16～22s，松散易坍地层 19～28s。 3含砂率新制泥浆不大于 4。 4胶体率不小于 95。 图 5.2.3-1 托盘式重测锤实体照片 图 5.2.4-1 护筒埋置要求图 第 3 页 共 8 页 4 泥浆循环池见图 5.2.4-2，泥浆检测工具见图 5.2.4-3 3 回转钻机正反循环成孔，是在泥浆护壁条件下，慢速钻进，通过泥浆排渣成孔。见图 5.2.4-4 正循环排渣法。 5.2.5 桩基清孔和沉渣厚度检测 1 钻孔钻到设计标高后，首先进行终孔验收。由于钻孔过程中有部分泥浆和钻渣沉于孔 底，通过换浆清孔法将这些沉积物清除干净， 才能保证桩的承载能力，因此需进行清孔， 见图 5.2.5-1 换浆清孔及图 5.2.5-2 泥浆指标 检测。 图 5.2.4-2 泥浆循环池 图 5.2.4-3 泥浆检测工具 图 5.2.4-3 正循环排渣法 图 5.2.5-2 泥浆指标检测照片 图 5.2.5-1 换浆清孔照片 第 4 页 共 8 页 5 2 沉渣厚度检测 应用超声波检测仪检测孔径、倾斜度等并分析孔底沉渣厚度后记录原始数据，见图 5.2.5-3 超声波检测仪检测照片、见图 5.2.5-4 托盘式重测锤检测照片。满足要求后开始下放 钢筋笼。 5.2.6 桩基钢筋笼下放 钢筋笼采用汽车吊机吊起，对准护筒中心缓慢下放，严禁摆动碰撞孔壁; 下放至设计标高 后应牢固定位，平面位置偏差不大于 5cm，底面高程偏差不大于10cm。 5.2.7 二次清孔和沉渣厚度检测 在第一次清孔达到要求后，由于安放钢筋笼和安装导管时间较长，孔底又会增加沉渣， 所以待钢筋笼、导管安放后，再利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是在导管顶部安装一 个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉渣。孔深达到设计要求， 泥浆相对密度不大于 1.1，泥浆