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      對(duì)橋梁施工中鉆孔灌注樁施工技術(shù)的探討

      2017-06-26 12:05:52王欽
      建筑建材裝飾 2013年10期
      關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁施工技術(shù)橋梁

      王欽

      摘要:本文筆者結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)我國(guó)橋梁施工過程中鉆孔灌注技術(shù)進(jìn)行了深入的研究和探討,并在現(xiàn)行施工技術(shù)中存在的缺陷提出了防治措施。

      關(guān)鍵詞:橋梁;鉆孔灌注樁;施工技術(shù)

      前言

      在當(dāng)前的工程技術(shù)條件下,鉆孔灌注樁技術(shù)普遍用于我國(guó)的橋梁建設(shè)過程中,其最主要的原因是因?yàn)樵摷夹g(shù)能夠?qū)㈦y度較高的說下作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)殡y度較低的水上作業(yè),在大大縮短工期的前提下,更能有效的縮短工程工期。但是,顯而易見的,在次情形下,工程的施工質(zhì)量會(huì)是一個(gè)非常嚴(yán)重的考驗(yàn),而且橋梁的維護(hù)工作也相對(duì)具有相當(dāng)大的難度。因此,工程技術(shù)人員急需處理好橋梁鉆孔灌注樁技術(shù)和橋梁日常運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)工作的問題,以確保橋梁施工工作能夠正常開展。

      1護(hù)筒的埋設(shè)過程

      選擇鋼護(hù)簡(jiǎn)要求鋼板的壁厚在6~8mm之間,鋼護(hù)筒的高度為4m,然后將其做成整體圓形。為了避免出現(xiàn)變形問題,制作時(shí)需要在護(hù)筒的上端、下端以及中間位置的外側(cè)分別焊接一道加勁肋。埋設(shè)時(shí)將護(hù)筒的埋深控制在3.5m,要求其頂部要比地面高出50em,在埋設(shè)的過程中需將其周圍0.5~1.0m內(nèi)的土全部挖除,并且對(duì)粘土進(jìn)行分層夯填,要求夯填厚度為護(hù)筒底部的0.5m。

      如果樁位是在岸灘上,則要求粘性土大于1m,砂類土大于2m。一旦表層土出現(xiàn)松軟的現(xiàn)象,需要將護(hù)筒在比較堅(jiān)硬的土層中進(jìn)行埋設(shè),埋深控制在0.5m,然后在其四周進(jìn)行粘土的分層夯實(shí)。

      如果是砂性土或者是流塑淤泥質(zhì)粘土在鉆進(jìn)的過程中需要根據(jù)護(hù)筒的埋深以及具體厚度等,適當(dāng)?shù)卦黾幼o(hù)筒的長(zhǎng)度,如果洞高相對(duì)較大,并且地下空洞沒有進(jìn)行填充,則需要通過采取套筒跟進(jìn)的施工方式才能有效地避免塌孔問題。

      2泥漿的配制方法

      在配制泥漿時(shí),可選擇塑性指數(shù)不小于25、粒徑在0.005mm以內(nèi)并且顆粒含量超出總量一半的粘土。如果這種粘土比較缺乏,則需要在略差的粘土中摻加3/10的塑性指數(shù)在25以上的粘土。在配制泥漿的時(shí)候可直接將粘土投入到鉆孔當(dāng)中,通過鉆錐形成的沖擊來調(diào)制泥漿。

      3沖擊反循環(huán)鉆機(jī)成孔

      在開挖之前需要先進(jìn)行泥漿的灌注,如果孔內(nèi)有水則可以直接投人粘土,灌注的過程中需要采用小沖程,保證成孔能夠保持豎直圓順,避免出現(xiàn)孔口坍塌問題。在鉆進(jìn)深度大于鉆頭的全高之后需要適當(dāng)加快沖程,并且在超出護(hù)筒底的2~4m之后恢復(fù)正常。

      在鉆進(jìn)的時(shí)候一定要勤于松繩,合理控制松繩程度,避免出現(xiàn)打空錘的情況。對(duì)于松軟土層來說,每次需要松繩5~8cm,對(duì)于堅(jiān)硬土層來說,每次松繩量應(yīng)該控制在3~5cm。此外,松軟土層應(yīng)該采用中沖程,而堅(jiān)硬密實(shí)土層則需要采用高沖程。

      由于受到?jīng)_擊的影響會(huì)出現(xiàn)一定量的鉆渣,這些鉆渣一部分會(huì)隨著泥漿一起進(jìn)入到孔壁當(dāng)中,但是絕大部分會(huì)被清除出鉆孔外面,通常堅(jiān)硬土層在純鉆進(jìn)5~10cm以內(nèi)需要進(jìn)行一次清渣,而松軟土層在純鉆進(jìn)小于15~30cm以內(nèi)需要進(jìn)行一次清渣。

      4施工過程

      (1)鉆孔施工。在使用沖擊法進(jìn)行鉆孔的過程中,一定要避免由于沖擊振動(dòng)造成鄰孔孔壁發(fā)生坍塌現(xiàn)象,還要注意防止對(duì)鄰孔已經(jīng)完成灌注的混凝土凝固造成不良影響。所以應(yīng)該在鄰孔灌注全部完畢并且抗壓強(qiáng)度超過2.3MPa之后才可以進(jìn)行下一個(gè)孔的開鉆操作。為了加快鉆孔施工速度,可以利用多機(jī)同時(shí)進(jìn)行多孔的開鉆,但是要求鉆孔保持連續(xù),不能出現(xiàn)中斷現(xiàn)象。在使用回旋鉆進(jìn)行鉆孔的過程中,要盡可能地降低所受壓力,保持較慢的鉆進(jìn)速度,降低孔底承受的壓力,避免發(fā)生塌孔現(xiàn)象,有效地保護(hù)孔底土層具有的地質(zhì)環(huán)境。在實(shí)際施工操作中,工作人員不能一味趕進(jìn)度而加快鉆進(jìn)速度。在對(duì)軟土地段進(jìn)行鉆孔時(shí),需要先對(duì)地基進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸?,讓鉆孔設(shè)備保持較好的穩(wěn)定性,確保鉆孔孔位具有較高的準(zhǔn)確性;在對(duì)粉性土地段進(jìn)行鉆孔時(shí),應(yīng)該控制好鉆孔的速度,提高泥漿具有的相對(duì)密度,并將粘度保持在23~25Pa·s之間;在對(duì)粘土地段進(jìn)行鉆孔時(shí),應(yīng)該保持中等的鉆孔速度,減小泥漿的相對(duì)密度;如果是直徑為2.2m的樁基,則需要采用低速進(jìn)行鉆進(jìn)操作,并且控制鉆頭的轉(zhuǎn)速,如果鉆孔樁徑過大,很容易引起塌孔現(xiàn)象,這就要求對(duì)泥漿和泥塊的排出情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的關(guān)注,找出容易出現(xiàn)塌孔的位置,適當(dāng)調(diào)整泥漿具有的相對(duì)密度,提前向孔內(nèi)投入一定量的羧甲基纖維素,有效地提高泥漿具有的粘度,并快速形成孔壁薄膜,降低失水率,避免發(fā)生塌孔現(xiàn)象。

      (2)清孔施工。鉆孔在滿足了設(shè)計(jì)規(guī)定的深度之后需要立即進(jìn)行清孔。而在實(shí)際施工過程中一些單位通常都是先放置鋼筋籠然后再進(jìn)行清孔,這種施工方式是不正確的。在清孔的時(shí)候應(yīng)將孔內(nèi)的水位保持在當(dāng)?shù)氐叵滤灰陨系?.5~2m之間,避免塌孔,然后將護(hù)筒壁上殘留的泥漿以及孔底殘留的沉淀物等全部清理干凈。通常完成基礎(chǔ)鉆孔工作之后要求進(jìn)行2次清孔處理。

      (3)在終孔后及時(shí)拔出鉆具,采用專門的儀器測(cè)量孔徑的大小、孔的形狀以及傾斜度的大小。如果出現(xiàn)中心線不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、截面形狀為橢圓形以及漂石等問題,需要及時(shí)采取措施進(jìn)行糾正處理。在檢驗(yàn)確認(rèn)成孔符合設(shè)計(jì)要求之后,才可以進(jìn)行下一道工序的施工操作。在對(duì)鉆孔灌注樁檢查的過程中,采用的測(cè)繩一定要設(shè)置有細(xì)鋼絲心,在過水之后利用鋼尺對(duì)測(cè)繩進(jìn)行重新校核,此外測(cè)錘要選擇規(guī)范的圓錐體,不能利用其他器具代替測(cè)量。

      (4)在混凝土灌筑之前,應(yīng)該將樁的鋼筋骨架整體放置到孔內(nèi)。如果在完成上道工序之后沒有及時(shí)地將鋼筋骨架放入到孔內(nèi),需要先對(duì)鉆孔的完整性以及其他情況進(jìn)行重新檢查。此外,鋼筋骨架一定要具有內(nèi)撐架,避免在運(yùn)輸和放置的過程中出現(xiàn)變形現(xiàn)象,在頂面還需要采取一定的措施進(jìn)行固定,避免在混凝土灌注操作時(shí)出現(xiàn)上升的現(xiàn)象。在鋼筋骨架上面還需要放置墊塊,并且沿樁長(zhǎng)的間隔距離應(yīng)該控制在2m以內(nèi),底面高程的偏差應(yīng)該控制在50mm以內(nèi)。

      (5)水下混凝土的灌注施工。在進(jìn)行水下混凝土的灌筑施工之前一定要做好相關(guān)施工準(zhǔn)備工作,所有應(yīng)急設(shè)備以及施工材料一定要配備齊全,保證澆筑時(shí)間不多于8h,如果有必要還需要在混凝土當(dāng)中摻加一定量的緩凝劑,確?;炷翝仓┕さ捻樌M(jìn)行。選擇卡扣式導(dǎo)管,要求其內(nèi)徑確定為25cm,分節(jié)長(zhǎng)度為3m,最下節(jié)的長(zhǎng)度為6m。并且保證導(dǎo)管一定要保持堅(jiān)固順直。每一節(jié)的導(dǎo)管內(nèi)徑都要保持一致,偏差要控制在2mm以內(nèi)。在下放導(dǎo)管的時(shí)候一定要將導(dǎo)管盡量居中,避免出現(xiàn)與孔壁碰撞的情況。在進(jìn)行首盤混凝土的澆筑過程中,要求導(dǎo)管底部應(yīng)該與孔底保持35~40cm的距離。此外,在水下混凝土的澆筑施工之前,需要再次檢查孔底泥漿沉淀的厚度情況,保證其能夠滿足施工要求。

      水下混凝土的澆筑施工應(yīng)該采用砍球法,確保首批混凝土在完成澆筑之后導(dǎo)管的埋深不小于1m。整個(gè)澆筑過程中,需要在先前完成澆筑的混凝土內(nèi)將導(dǎo)管口埋設(shè),埋深要在1.5m以上,有效地避免泥漿沖人導(dǎo)管里面,但是埋深不能超出5m。

      5鉆孔灌注樁鉆孔質(zhì)量通病的防治

      51鉆進(jìn)中的坍孔

      (1)病害原因。在鉆孔過程中,如果鉆孔內(nèi)水位突然下降,孔口冒細(xì)密的水泡,就表示已坍孔。此時(shí),出渣量顯著增加而不見鉆頭進(jìn)尺,但鉆孔負(fù)荷顯著增加,泥漿泵壓力突然上升,造成憋泵。一旦坍孔,鉆孔便無法正常進(jìn)行,易造成掉鉆、埋鉆事故。

      (2)防治措施。如果是在流砂中進(jìn)行鉆孔,需要選用粘度相對(duì)較大的泥漿。通常在制作泥漿時(shí)會(huì)選擇質(zhì)量?jī)?yōu)良的黃泥,要求黃泥無雜質(zhì),并且塑性指數(shù)在22以上。鉆孔時(shí)放慢進(jìn)尺的速度,每天進(jìn)度控制在6~7m,也可以適當(dāng)摻人一些粘土摻片石,將其擠入到孔壁中以起到穩(wěn)定孔壁的作用。根據(jù)地質(zhì)情況適當(dāng)?shù)卣{(diào)整泥漿的相對(duì)密度,保證其有足夠的稠度,控制好孔內(nèi)外水位差,避免發(fā)生塌孔現(xiàn)象。通過實(shí)際施工證明,優(yōu)質(zhì)的黃泥漿能夠提高鉆孔灌注樁的質(zhì)量。如果需要鉆入的灌注樁的深度為18~21m,上段、中段以及下段各6~7m,在鉆至上段時(shí),不需要輸入高壓水,鉆渣即可自然形成泥漿保護(hù)護(hù)筒壁。清孔應(yīng)該安排專門人員負(fù)責(zé)補(bǔ)水工作,鉆至中段6~7m時(shí)即可輸入一定量的高壓水完成清孔。最后在下段6~7m輸入一定量的黃泥漿,不僅能夠確保鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量,還能減少黃泥的使用量。

      5.2掉鉆、卡鉆和埋鉆

      (1)病害原因。鉆頭被卡住為卡鉆,卡頭脫開鉆桿掉人孔內(nèi)為掉鉆,掉鉆后打撈造成坍孔為埋鉆。出現(xiàn)上述現(xiàn)象影響鉆孔正常進(jìn)行,延誤工期,造成浪費(fèi)。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是:沖擊鉆孔時(shí)鉆頭旋轉(zhuǎn)不勻,產(chǎn)生梅花形孔,或孔內(nèi)有探頭石等均能發(fā)生卡鉆。傾斜長(zhǎng)護(hù)筒下端被鉆頭撞擊變形及鉆頭傾倒,也能發(fā)生卡鉆;卡鉆時(shí)強(qiáng)提、強(qiáng)扭,使鉆桿、鋼絲繩斷裂造成掉鉆,鉆頭接觸不良、滑絲也會(huì)造成掉鉆。

      (2)防治措施。經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)向裝置,保證運(yùn)轉(zhuǎn)靈活;經(jīng)常檢查鉆桿、鋼絲繩及聯(lián)結(jié)裝置的磨損情況,及時(shí)更換磨損件,防止掉鉆。低沖程時(shí),隔一段時(shí)間要更換高一些沖程,使沖錐有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間,避免形成梅花孔而卡鉆。對(duì)于卡鉆,不宜強(qiáng)提,只宜輕提鉆頭。輕提不動(dòng)時(shí),可用小沖擊鉆沖擊,或用沖、吸的方法將鉆頭周圍的鉆渣松動(dòng)后提出。對(duì)于掉鉆,宜迅速用打撈叉、鉤、繩套等打撈。對(duì)于埋鉆,較輕的是糊鉆,此時(shí)應(yīng)對(duì)泥漿稠度、鉆渣、進(jìn)出口、鉆桿內(nèi)徑大小及排渣設(shè)備進(jìn)行檢查、計(jì)算,并控制適當(dāng)?shù)倪M(jìn)尺。若嚴(yán)重糊鉆,應(yīng)停鉆提出鉆頭、清除鉆渣,沖擊鉆糊渣時(shí),應(yīng)減小沖程,降低泥漿稠度,并在粘土層上回填部分砂、礫石。如是坍孔或其他原因造成的埋鉆,應(yīng)使用空氣吸泥機(jī)吸走埋鉆的泥砂,提出鉆頭。

      6結(jié)語

      鉆孔灌注樁施工時(shí)除正確把握護(hù)筒的埋置深度,還要根據(jù)在鉆孔過程中遇到的不同地質(zhì)層和鉆孔孔徑大小,確定合適的鉆孔進(jìn)尺速度和泥漿配比,在大直徑鉆孔灌注樁施工時(shí)鉆孔進(jìn)尺速度要慢,且根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整泥漿的配比??傊?,鉆孔灌注樁施工時(shí)應(yīng)做到慢、穩(wěn)、準(zhǔn),謹(jǐn)慎處理施工過程中的各個(gè)環(huán)節(jié),切實(shí)保證工程質(zhì)量和施工進(jìn)度。

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