摘要:本文主要介紹水利工程中灌注樁施工工藝流程,以及針對鉆孔灌注樁施工中所容易遇到的事故和問題,來分析了原因及具體的防治對策和措施。根據(jù)本工程我們以泥漿護壁成孔灌注樁施工為主。
關鍵詞:水利工程 ; 鉆孔 ; 灌注樁 ; 原因 ; 對策 ; 措施 ;
1. 施工工藝流程
(1)施工準備 施工準備包括:選擇鉆機、鉆具、場地布置等。 鉆機是鉆孔灌注樁施工的主要設備,可根據(jù)地質情況和各種鉆孔機的 應用條件來選擇。
(2)測定樁位。 在清理好的施工場地設置樁基軸線定位點和水準點,根據(jù)樁位平面布 置施工圖,定出每根樁的位置,并做好標志。樁位在施工前要再次查核, 以防被外界因素影響而造成偏移。
(3)埋設護筒。 埋設護筒是為了固定樁孔位置,防止地面水流入,保護孔口,增高樁 孔內水壓力,防止塌孔,成孔時引導鉆頭方向。埋設時要先挖去樁孔處 表土,將護筒埋入土中,其埋設深度,在粘土中不宜小于1m,在砂土中 不宜小于1.5m。其高度要滿足孔內泥漿液面高度的要求,孔內泥漿面應 保持高出地下水位1m以上。采用挖坑埋設時,坑的直徑應比護筒外徑大 0.8 ~ 1.0m。護筒中心與樁位中心線偏差不應大于50mm,對位后應在護筒 外側填人粘土并分層夯實。
(4)泥漿制備。 泥漿的作用是護壁、攜砂排土、切土潤滑、冷卻鉆頭等,其制備方法 應根據(jù)土質條件確定,如在粘土和粉質粘土中成孔時,可注入清水,以原 土造漿,排渣泥漿的密度應控制在1.1 ~ 1.3g/cm3;在其他土層中成孔,泥 漿可選用高塑性(Ip≥17)的粘土或膨潤土制備;在砂土和較厚夾砂層中 成孔時,泥漿密度應控制在1.1~1.3g/cm3;在穿過砂夾卵石層或容易塌孔 的土層中成孔時,泥漿密度應控制在1.3 ~ 1.5g/cm3。為了提高泥漿質量也 可加入外摻料,如增重劑、增粘劑、分散劑等。
(5)成孔方法 回轉鉆成孔;剞D鉆成孔是國內灌注樁施工中最常用的方法之一。按 排渣方式不同分為正循環(huán)回轉鉆成孔和反循環(huán)回轉鉆成孔兩種。
(6)清孔。 當鉆孔達到設計要求深度并經(jīng)檢查合格后,應立即進行清孔,目的是 清除孔底沉渣以減少樁基的沉降量,提高承載能力,確保樁基質量。對 于清孔方法有多種,如真空吸泥渣法、射水抽渣法、換漿法和掏渣法等。 判斷清孔是否合格,首先對孔內排出或抽出的泥漿手摸捻應無粗粒感覺, 孔底500mm以內的泥漿密度小于1.25g/cm3(原土造漿的孔則應小于1.1g/ cm3);其次在澆筑混凝土前,孔底沉渣允許厚度符合標準規(guī)定,即端承樁 ≤50mm,摩擦端承樁、端承摩擦樁≤100mm,摩擦樁≤300mm。
(7)吊放鋼筋籠。 清孔后應立即安放鋼筋籠、澆混凝土。鋼筋籠大多在工地制作,要求 主筋環(huán)向均勻布置,箍筋直徑及間距、主筋保護層、加勁箍的間距等均 應符合設計要求。對于分段制作的鋼筋籠,其接頭采用焊接且應符合施 工及驗收規(guī)范的規(guī)定。鋼筋籠主筋凈距必須大于3倍的骨料粒徑,加勁箍 宜設在主筋外側,鋼筋保護層厚度不應小于35mm(水下混凝土不得小于 50mm)?稍谥鹘钔鈧劝苍O鋼筋定位器,以確保保護層厚度。為了防止鋼 筋籠變形,可在鋼筋籠上每隔2m設置一道加強箍,并在鋼筋籠內每隔3~4m裝一個可拆卸的十字形臨時加勁架,在吊放入孔后拆除。若造成塌孔或 安放鋼筋籠時間太長,應進行二次清孔后再澆筑混凝土。
2. 成孔過程易遇到的問題及預防措施
2.1縮徑產(chǎn)生的原因。
在鉆進過程中,地應力沿較軟巖層釋放,因而 造成縮徑。在鉆進過程中,鉆進壓力大,鉆速過快,使得鉆頭很快穿過淤 泥、淤泥質土層。當鉆速過快時,淤泥便從鉆孔周圍流向鉆孔內,導致其 側壓力與孔內泥漿力達成平衡,發(fā)生縮徑甚至卡鉆。其縮徑的防治,較為 有效地的方法有:(1)實行嚴格的管理,鉆機由有經(jīng)驗的機長專職操作,其它人員不得隨意操作;(2)在鉆到淤泥或淤泥質土層時,投入粘土泥膏,使 鉆機鉆進壓力減為零;(3)鉆速減慢讓鉆機在無油壓狀態(tài)空轉。為確保鉆孔 無縮徑現(xiàn)象,在成孔完畢后應在易出現(xiàn)縮徑現(xiàn)象的地層中掃孔一到二次。
2.2坍孔產(chǎn)生的原因。
提升、下落鉆頭以及下放鋼筋骨架碰撞孔壁;護 筒埋設太淺;在破碎底層、松散砂層等地質進鉆太快或停留一處空轉時間過 長;等等。其預防措施與處理辦法:勘察該工程地質情況是預防坍孔的前提 條件;提升下落鉆頭和放鋼筋骨架時保持垂直上下,護筒周圍用粘土填封密 實,并使其高于孔外水位;如遇流砂、松散土等,適當加大泥漿比重,不要 使進尺過快或空轉時間過長。輕度坍孔應加大泥漿比重并提高孔內水位;如 嚴重坍孔,可用粘±泥膏投入,待孔壁穩(wěn)定后采用低速鉆進。
2.3斜孔產(chǎn)生的原因。
斜孔極易發(fā)生在軟硬巖層交替的層位。由于鉆 進壓力過大,鉆頭沿軟弱層面偏斜而造成。孔斜輕則影響鋼筋籠的下放, 重則影響樁的承載能力,這是成樁過程中不允許出現(xiàn)的質量事故。其防治 措施:在鉆進過程中需要保持鉆速均勻或加重塊。對于已發(fā)生傾斜的孔, 需要掃孔糾正;若糾正無效,可在孔中回填粘土、塊石等。偏孔在0.5m以 上時需要重新鉆進。
2.4沉渣與泥皮過厚。泥漿性能不符合要求,只有當泥漿比重大于沉渣比重時,沉渣才可被返出孔口,但若泥漿比重過大,又會造成孔壁泥皮 過厚,影響樁的承載力特別是摩擦樁的承載力。因此,正確地控制泥漿性 能在鉆孔灌注樁的施工過程中起著重要的作用。
3. 灌注過程中易遇到的問題及預防措施
導管堵塞是灌注過程中易遇到問題,其防治是在組裝導管時要嚴格檢 查,檢查導管內有無局部內凸,導管連接處是否密封。攪拌砼時應嚴格控 制混凝土骨料規(guī)格、坍落度和攪拌時間,盡量避免砼在導內停留時間過 長。另外,灌注時也應避免導管內形成高壓氣囊而破壞導管的密封圈導致 導管漏水。施工可在允許的導管埋入深度范圍內,略為提升導管,或采用 提升后驟然下插導管的動作來抖動導管的辦法。如果仍不能消除,則應停 止灌注,用長桿加以疏通。 埋管在灌注過程中也時常發(fā)生,導管允許埋入砼面下的最大深度與砼 拌物流動性保持時間、砼的初凝時間、砼面在鉆孔內的上升速度、導管直 徑等因素有關,當導管埋入砼面下的深度過大時,上面砼已初凝,使得導 管內混凝土無法順利流動就會發(fā)生埋管。其防冶方法是時刻注意導管埋深 的控制。準確測量砼面的深度位置和勤拆導管,一般砼面每上升4m ~ 5m 就可拆除相應數(shù)量的導管。
4. 提高水利工程施工質量的措施
認真做好勘察設計、保證工程質量,確保萬無一失。在水利工程建設 項目確定以后,有關人員要進行科學合理的設計,采用先進的工藝和設 備,合理地布置場地,組織好生產(chǎn)流程,應有利于提高生產(chǎn)效益,降低成 本,提高質量。規(guī)范建設單位市場行為,落實項目法人職責,做到責、權 分明。強化施工管理、加強監(jiān)督,保證施工質量。抓好施工質量監(jiān)督,及時發(fā)現(xiàn)問題,及時改正。
5. 結束語
鉆孔灌注樁工程是永久性的隱蔽工程,該技術因施工過程無法觀察, 成樁后不能開挖驗收,施工中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都將會直接影響 整個工程的質量和進度,甚至給投資者造成巨大經(jīng)濟損失。因此,必須防止在鉆孔過程中及灌注過程中出現(xiàn)的施工質量問題。