桥梁桩幼功钻孔灌溉桩施工手艺大奖网官网登录

2019-12-12 05:15栏目:工程材料
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摘要:本文主要介绍水利工程中灌注桩施工工艺流程,以及针对钻孔灌注桩施工中所容易遇到的事故和问题,来分析了原因及具体的防治对策和措施。根据本工程我们以泥浆护壁成孔灌注桩施工为主。

桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术是非常重要的,施工技术的合理运用能解决实际问题,才能保障最后的施工质量。本网小编就桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术为大家介绍一下。

关键词:水利工程 ; 钻孔 ; 灌注桩 ; 原因 ; 对策 ; 措施 ;

一、施工准备工作

1. 施工工艺流程

1.场地准备

施工准备 施工准备包括:选择钻机、钻具、场地布置等。 钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备,可根据地质情况和各种钻孔机的 应用条件来选择。测定桩位。 在清理好的施工场地设置桩基轴线定位点和水准点,根据桩位平面布 置施工图,定出每根桩的位置,并做好标志。桩位在施工前要再次查核, 以防被外界因素影响而造成偏移。埋设护筒。 埋设护筒是为了固定桩孔位置,防止地面水流入,保护孔口,增高桩 孔内水压力,防止塌孔,成孔时引导钻头方向。埋设时要先挖去桩孔处 表土,将护筒埋入土中,其埋设深度,在粘土中不宜小于1m,在砂土中 不宜小于1.5m。其高度要满足孔内泥浆液面高度的要求,孔内泥浆面应 保持高出地下水位1m以上。采用挖坑埋设时,坑的直径应比护筒外径大 0.8 ~ 1.0m。护筒中心与桩位中心线偏差不应大于50mm,对位后应在护筒 外侧填人粘土并分层夯实。泥浆制备。 泥浆的作用是护壁、携砂排土、切土润滑、冷却钻头等,其制备方法 应根据土质条件确定,如在粘土和粉质粘土中成孔时,可注入清水,以原 土造浆,排渣泥浆的密度应控制在1.1 ~ 1.3g/cm3;在其他土层中成孔,泥 浆可选用高塑性的粘土或膨润土制备;在砂土和较厚夹砂层中 成孔时,泥浆密度应控制在1.1~1.3g/cm3;在穿过砂夹卵石层或容易塌孔 的土层中成孔时,泥浆密度应控制在1.3 ~ 1.5g/cm3。为了提高泥浆质量也 可加入外掺料,如增重剂、增粘剂、分散剂等。成孔方法 回转钻成孔。回转钻成孔是国内灌注桩施工中最常用的方法之一。按 排渣方式不同分为正循环回转钻成孔和反循环回转钻成孔两种。清孔。 当钻孔达到设计要求深度并经检查合格后,应立即进行清孔,目的是 清除孔底沉渣以减少桩基的沉降量,提高承载能力,确保桩基质量。对 于清孔方法有多种,如真空吸泥渣法、射水抽渣法、换浆法和掏渣法等。 判断清孔是否合格,首先对孔内排出或抽出的泥浆手摸捻应无粗粒感觉, 孔底500mm以内的泥浆密度小于1.25g/cm3(原土造浆的孔则应小于1.1g/ cm3);其次在浇筑混凝土前,孔底沉渣允许厚度符合标准规定,即端承桩 ≤50mm,摩擦端承桩、端承摩擦桩≤100mm,摩擦桩≤300mm。吊放钢筋笼。 清孔后应立即安放钢筋笼、浇混凝土。钢筋笼大多在工地制作,要求 主筋环向均匀布置,箍筋直径及间距、主筋保护层、加劲箍的间距等均 应符合设计要求。对于分段制作的钢筋笼,其接头采用焊接且应符合施 工及验收规范的规定。钢筋笼主筋净距必须大于3倍的骨料粒径,加劲箍 宜设在主筋外侧,钢筋保护层厚度不应小于35mm(水下混凝土不得小于 50mm)。可在主筋外侧安设钢筋定位器,以确保保护层厚度。为了防止钢 筋笼变形,可在钢筋笼上每隔2m设置一道加强箍,并在钢筋笼内每隔3~4m装一个可拆卸的十字形临时加劲架,在吊放入孔后拆除。若造成塌孔或 安放钢筋笼时间太长,应进行二次清孔后再浇筑混凝土。2. 成孔过程易遇到的问题及预防措施2.1缩径产生的原因。在钻进过程中,地应力沿较软岩层释放,因而 造成缩径。在钻进过程中,钻进压力大,钻速过快,使得钻头很快穿过淤 泥、淤泥质土层。当钻速过快时,淤泥便从钻孔周围流向钻孔内,导致其 侧压力与孔内泥浆力达成平衡,发生缩径甚至卡钻。其缩径的防治,较为 有效地的方法有:实行严格的管理,钻机由有经验的机长专职操作,其它人员不得随意操作;在钻到淤泥或淤泥质土层时,投入粘土泥膏,使 钻机钻进压力减为零;钻速减慢让钻机在无油压状态空转。为确保钻孔 无缩径现象,在成孔完毕后应在易出现缩径现象的地层中扫孔一到二次。2.2坍孔产生的原因。提升、下落钻头以及下放钢筋骨架碰撞孔壁;护 筒埋设太浅;在破碎底层、松散砂层等地质进钻太快或停留一处空转时间过 长;等等。其预防措施与处理办法:勘察该工程地质情况是预防坍孔的前提 条件;提升下落钻头和放钢筋骨架时保持垂直上下,护筒周围用粘土填封密 实,并使其高于孔外水位;如遇流砂、松散土等,适当加大泥浆比重,不要 使进尺过快或空转时间过长。轻度坍孔应加大泥浆比重并提高孔内水位;如 严重坍孔,可用粘±泥膏投入,待孔壁稳定后采用低速钻进。2.3斜孔产生的原因。斜孔极易发生在软硬岩层交替的层位。由于钻 进压力过大,钻头沿软弱层面偏斜而造成。孔斜轻则影响钢筋笼的下放, 重则影响桩的承载能力,这是成桩过程中不允许出现的质量事故。其防治 措施:在钻进过程中需要保持钻速均匀或加重块。对于已发生倾斜的孔, 需要扫孔纠正;若纠正无效,可在孔中回填粘土、块石等。偏孔在0.5m以 上时需要重新钻进。2.4沉渣与泥皮过厚。泥浆性能不符合要求,只有当泥浆比重大于沉渣比重时,沉渣才可被返出孔口,但若泥浆比重过大,又会造成孔壁泥皮 过厚,影响桩的承载力特别是摩擦桩的承载力。因此,正确地控制泥浆性 能在钻孔灌注桩的施工过程中起着重要的作用。3. 灌注过程中易遇到的问题及预防措施导管堵塞是灌注过程中易遇到问题,其防治是在组装导管时要严格检 查,检查导管内有无局部内凸,导管连接处是否密封。搅拌砼时应严格控 制混凝土骨料规格、坍落度和搅拌时间,尽量避免砼在导内停留时间过 长。另外,灌注时也应避免导管内形成高压气囊而破坏导管的密封圈导致 导管漏水。施工可在允许的导管埋入深度范围内,略为提升导管,或采用 提升后骤然下插导管的动作来抖动导管的办法。如果仍不能消除,则应停 止灌注,用长杆加以疏通。 埋管在灌注过程中也时常发生,导管允许埋入砼面下的最大深度与砼 拌物流动性保持时间、砼的初凝时间、砼面在钻孔内的上升速度、导管直 径等因素有关,当导管埋入砼面下的深度过大时,上面砼已初凝,使得导 管内混凝土无法顺利流动就会发生埋管。其防冶方法是时刻注意导管埋深 的控制。准确测量砼面的深度位置和勤拆导管,一般砼面每上升4m ~ 5m 就可拆除相应数量的导管。 4. 提高水利工程施工质量的措施 认真做好勘察设计、保证工程质量,确保万无一失。在水利工程建设 项目确定以后,有关人员要进行科学合理的设计,采用先进的工艺和设 备,合理地布置场地,组织好生产流程,应有利于提高生产效益,降低成 本,提高质量。规范建设单位市场行为,落实项目法人职责,做到责、权 分明。强化施工管理、加强监督,保证施工质量。抓好施工质量监督,及时发现问题,及时改正。5. 结束语钻孔灌注桩工程是永久性的隐蔽工程,该技术因施工过程无法观察, 成桩后不能开挖验收,施工中的任何一个环节出现问题,都将会直接影响 整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大经济损失。因此,必须防止在钻孔过程中及灌注过程中出现的施工质量问题。

施工前将场地平整好,以便安装钻机。本桥位1-4#墩处于水中,且水深常年在1-2m左右,采用土袋围堰筑岛,用砂性土修筑一条长70m、顶宽8m的E形岛,并压实,平台高于常水位1.0m,填土外部按1:1.5放坡采用编织袋砂性土填筑,以防冲刷。在0#台与1#墩之间留了一条5m宽的泄水道。

2.机具的选择

目前常用的钻具有旋转钻、冲击钻及冲抓钻3种类型。旋转钻主要用于粘质土、砂土、砾、卵石粒径小于钻杆内径2/3,含量少于20%的碎石土;成孔直径80-250cm,成孔深度一般不大于50m。

冲击钻主要用于岩土类的桩,也有用于其他土类的桩基施工;成孔直径80-200cm,成孔深度一般不大于50m。

冲击钻主要用于淤泥、粘质土、砂土、砾石及卵石。成孔直径60-150cm,成孔深度20-40m。

根据工程土质情况、桩基直径、桩长选用合适的机械,本桥为5跨16米预应力空心板续桥面结构,总长度为92米,下部结构为连续梁桩基础,设计桩径为1.2米,桩长为45米。工程地质为河床1-5米为粘土和亚粘土,以下5-15米为淤泥质土中间夹有3-5米中粗砂夹层,16-20米为中砂层,21-48米含粗砂约10%的亚粘土。根据桥位所在的地质情况,采用回旋钻机进行施工作业。

3.测量放样

设置三角闭合导线控制网,使其符合施工规范要求,并对水准基点进行复测。

采用坐标法测定墩台中线及桩位。

设置控制桩志,并加设护桩(所有护桩应设置于稳固、通视的地方)。

对测量数据与直接丈量进行互为较核,确认无误并满足要求,可采用测量数据。

4.埋置护筒

本桥护筒采用钢板制作,满足坚固、耐用、不易变形、不漏水、装卸方便并能重复使用的要求。护筒直径为1.4m每节长度为2m。

护筒的作用:

固定桩位,并作钻孔导向;

保护孔口,防止孔口土层坍塌;

隔离孔内孔外表层水,并保持孔内水位高出施工水位以稳定孔壁。

护筒埋置需注意事项:

护筒平面位置埋设准确,偏差不大于50mm护筒顶部标高应高出地下水位和施工水位1.5-2.0m。护筒溢浆口应高出地面0.2-0.3m护筒底应低于施工最低水位一般低于0.1-0.3m即可。本桥护筒埋置深度为3米。

制备泥浆。根据本桥所在位置的实际情况,拟在0#台1#墩、3#墩和4#墩之间的位置修建两个泥浆池。泥浆最好采用优质纯粘土或膨润土;若没有好的纯粘土或膨润土,或者远运都困难,可掺配少量添加剂改善泥浆的性能。泥浆在钻孔中的作用:在孔内产生较大的静水压力,可防止坍孔;泥浆向孔外土层渗漏,在钻进过程中,因钻头的作用,孔壁表面形成一层胶泥,具有护壁作用,同时将孔外水流切断,能稳定孔内水位;泥浆比重大,具有挟带钻渣作用,利于钻渣排出。泥浆比重在1.05-1.10之间,由于本桩基于粘土及砂层相间的土层中,采用粘土作泥浆,泥浆比重为1.10左右。粘度在16-25Pa/S,含砂率≤4%。

安装钻机。钻机是钻孔、吊放钢筋笼、灌注砼的支架。在钻孔过程中,成孔中心必须对准桩位中心,钻机必须保持平稳,不发生位移、倾斜和沉陷。钻机安装就位时,应详细测量,底座用枕木垫实塞紧,并在钻进过程中经常检查。

二、钻进成孔

开孔时,应先启动泥浆泵和转盘,使孔内储备一定数量的泥浆后,才开始钻进。钻进开始时,应低速慢进,当达到一定深度时,可采用中速钻进,但遇砂层时,应放慢钻速,并适当提高泥浆稠度。利用钻锥不断地提锥、落锥旋转反复冲击孔底及周土层,把土层中粘土泥砂挤向孔壁或打成碎渣,钻渣悬浮于泥浆中,并通过泥浆泵的循环作用,使钻渣溢出。在钻孔过程中应防止坍孔、偏孔、钻头埋住或掉进孔内等事故,因此要注意下列各点:

在钻孔过程中,始终保持孔内外的水位差和泥浆浓度,以起到护壁固壁作用,防止坍孔。

在钻孔过程中,应根据地质勘探情况控制钻进速度、调整泥浆稠度,防止坍孔、钻孔偏斜、卡钻等情况发生。缓慢地钻进,为保证桩的垂直度,我们在施工中加强检校,出现偏孔,应马上采取措施进行纠偏,如无法纠偏,则应封孔,重钻。

钻孔宜一气呵成,不宜中途停钻以避免坍孔,若坍孔严重应回填重钻。

升降钻锥时,必须保持平稳,防止碰撞护筒、孔壁和挂钩护筒底部,折装钻杆要迅速准确。

钻孔过程中应加强对桩位、成孔情况的检查工作。终孔时应对桩位、孔径、形状、深度、倾斜度及孔底情况按质量标准进行检查。合格后立即清孔、安放钢筋笼、灌注砼。

三、清孔及吊装钢筋笼

清孔的目的是除去孔底沉淀的钻渣和泥浆,以保证灌注的砼质量及承载力。清孔的方法:换浆清孔。钻孔完成后不再进尺,继续循环换浆清渣,直至达到清理沉渣满足要求(泥浆比重不大于1.05)。另外还有抽浆清孔和掏渣清孔的方法,可根据实际情况采用适合的方法。

清孔时要注意的要点:

必须保持孔内水头高度;

灌注砼前孔底沉淀厚度不大于设计规定;

不得用加深孔底的方法代替清孔。

钢筋笼的制作应按设计要求预先分段焊成钢筋骨架,用大吨位吊车或利用钻架上的卷扬机吊入钻孔内就位,校正钢筋笼的位置并固定,防止灌注砼后钢筋笼上浮。

四、灌注水下砼

终孔后待钢筋笼安装就位,接着安装导管。导管内径为30cm的钢管,壁厚4mm,每节2m,另有调整节,长度0.5-1.0m,最下面一节为4.9m,根据孔深确定导管长度。导管两端用法兰盘及螺栓连接,并垫橡皮圈保证不漏水。在浇注砼前必须检查导管的密封性,确保导管密封不渗水。将导管居中插入到离孔底0.2-0.3m(不得插入孔底沉淀的泥浆中),导管上口接漏斗,并设隔水栓。待漏斗中砼储备量足够后,放开隔水栓,砼从漏斗底迅速下落,孔内水位骤涨外溢,说明砼灌入孔内。足够数量的砼将导管内水全部压出,并使导管下口埋入孔内砼内1.0m以上,随着砼不断通过导管灌入孔内,孔内初期灌注的砼及上面的水、泥浆不断被顶托升高,不断提升导管和拆除导管,直至钻孔灌注砼完毕。

灌注水下砼是钻孔灌注桩施工最后一道关键性的工作,其施工质量严重影响桩的质量,必须注意以下几点:

砼材料的要求:认真做好水下砼配合比设计,砼必须具有良好的流动性及和易性,为防止卡管,碎石粒径为1~3cm,最大粒径不大于4cm。C25水下砼配合比:E032.5级水泥:河沙:碎石:水:减水剂=1:1.82:2.51:0.44:0.03。坍落度为200mm,每立方米砼水泥用量为420kg,水灰比为0.44(实际操作中水灰比为0.5),砂率为42%。坍落度为20mm。

必须保证首批砼数量。为了保证首批砼能将导管内水全部压出并满足导管初次埋入深度的要求,应计算确定漏斗的最小容积。

砼必须拌合均匀,尽可能缩短运距和减少颠簸,防止砼离析而发生卡管事故。

灌注砼必须连续作业,避免任何原因中断灌注。砼的拌制和运输必须满足连续作业的要求。

在灌注过程中,要随时测量和记录孔内砼高度和导管人孔乏度,以控制和保证导管埋入砼内有适当的深度,防止导管提升过猛,管底提离砼面或埋入过浅,而使导管内进水造成夹泥断桩,也要防止导管埋入过深,造成管内砼压不出或导管被砼埋住不能提升,导致中止灌注而断桩。埋管深度宜控制在2-4m。若钢筋笼悬空,砼接近钢筋笼底部时,为防止钢筋笼上浮,一要放慢灌注速度,二是砼进入钢筋笼1-2m时,适当提高导管,减小导管埋置深度和加大钢筋笼下部的埋置深度。

灌注的桩顶标高应比设计值预加一定高度,此范围内的浮浆和砼应凿除,确保桩顶砼质量。预加值为0.5-1.0m。待砼灌注完毕后扒出钢护筒,及时清除多余的砼,但清理完后的砼还必须比设计高20cm,待砼达到强度后再凿除至设计标高。(实际施工中可留3-5cm)。

在灌注即将结束时,应核对砼灌入数量,确定所测砼灌注高度是否正确。

养生,进行成桩检测。

随着我国交通基础设施建设的快速发展,钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点仍将被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。灌注桩属于隐蔽工程,由于影响灌注桩施工质量的因素很多,对其施工过程每一环节都必须要严格要求。

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