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        橋梁樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)

        2016-11-09 01:35:58王新利中交二公局第四工程有限公司
        低碳世界 2016年29期
        關(guān)鍵詞:成孔樁基礎(chǔ)鉆桿

        王新利(中交二公局第四工程有限公司)

        橋梁樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)

        王新利(中交二公局第四工程有限公司)

        當(dāng)前我國現(xiàn)代交通發(fā)展迅速,橋梁已經(jīng)慢慢成為了現(xiàn)代交通運(yùn)輸不可或缺的重要一環(huán),尤其是針對(duì)地勢(shì)險(xiǎn)要交通不便的地方。一般來說,對(duì)于各種橋梁的建設(shè),橋梁住是整個(gè)施工最重要的一步,因?yàn)闃蛄褐馁|(zhì)量某種程度上代表了橋梁整體的質(zhì)量,橋梁住的施工質(zhì)量高,橋梁的各項(xiàng)指標(biāo)才能達(dá)標(biāo)。不過在具體的實(shí)現(xiàn)過程當(dāng)中,橋梁住是首先需要施工的,受到各種各樣的因素制約,造成了設(shè)計(jì)難度與施工難度相比小了很多,因此,要想做好橋梁住的施工,必須在施工過程中使用現(xiàn)代技術(shù)。本文從該點(diǎn)出發(fā),分析鉆孔灌注樁施工在橋梁樁施工中的應(yīng)用。

        橋梁;樁基礎(chǔ);鉆孔灌注

        1 引言

        鉆孔灌注樁是橋梁施工中非常重要的一步,也是橋梁施工的第一步。從20世紀(jì)90年代至今,隨著鉆孔灌注樁的不斷持續(xù)應(yīng)用和發(fā)展,技術(shù)已經(jīng)日趨的完善和成熟??梢愿爬▉碚f,現(xiàn)在所應(yīng)用的橋梁鉆孔灌注技術(shù).是出于對(duì)建筑行業(yè)的靈感而進(jìn)行的重大改進(jìn)。根據(jù)原有的鉆孔灌注樁的技術(shù),能夠極大地降低樁基礎(chǔ)施工中產(chǎn)生的巨大的難以避免的噪音,也能夠比傳統(tǒng)的技術(shù)施工出出直徑更大的橋梁樁,是全球當(dāng)下最具競爭力的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)。這一鉆孔灌注樁的巨大優(yōu)點(diǎn)不但在獨(dú)立功能橋梁中起到了中流砥柱的作用,在實(shí)現(xiàn)橋路連接的過程中,也表現(xiàn)非常的優(yōu)異,尤其是在復(fù)雜地質(zhì)地區(qū)(河流、山川之間、松軟地質(zhì))都有著其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

        2 基樁的分類

        按照不同的要求,應(yīng)該按照不同的施工方法做好行分類:①按照材料進(jìn)行的分類。按照樁的材料可將其分為木樁,混凝土樁,鋼樁以及復(fù)合樁。②按照樁起到的作用進(jìn)行分類,我們可將其分為三類,軸向壓縮,側(cè)向壓樁以及抗拔樁。③按照樁打入的方式進(jìn)行分類??梢苑譃槲宕箢?。打入樁,原位樁,靜壓樁,螺旋樁與粉噴樁。按照施工樁成孔過程我們可以對(duì)其分3類,沉管灌注樁,人工挖孔樁和夯擴(kuò)樁。

        3 主要設(shè)備和機(jī)具

        3.1 鉆機(jī)和砂石泵組

        泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)成孔施工一般需要2個(gè)國際通用的重要設(shè)備,它們分別為鉆機(jī)和砂石泵組。我國目前的泵吸反循環(huán)鉆機(jī)和配套的砂石泵一般含有轉(zhuǎn)盤、減速傳功系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、正副卷揚(yáng)機(jī)、鉆機(jī)底座、鉆塔、行走機(jī)構(gòu)等組成部分。

        3.2 鉆渣分離設(shè)備

        鉆渣分離的工作方式一定程度上已經(jīng)確定了設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理。鉆渣分離一般分為重力式以及機(jī)械式,重力式設(shè)備可以單獨(dú)工作,不配備任何的機(jī)械設(shè)備;機(jī)械分離設(shè)備一般包含機(jī)械振動(dòng)篩,水旋流除砂器。

        3.3 鉆具

        一般來說,綜合國內(nèi)外的所有鉆具設(shè)備,鉆具的結(jié)構(gòu)基本上都是類似的??偟膩碚f,鉆具一般都由水龍頭、主動(dòng)鉆桿、孔內(nèi)鉆桿和鉆頭組成,除此之外還會(huì)加裝加重鉆桿和導(dǎo)正器等。其組成和連接順序如圖1所示。

        4 鉆孔灌注樁成孔施工技術(shù)

        4.1 反循環(huán)鉆進(jìn)成孔施工技術(shù)

        圖1 鉆具結(jié)構(gòu)組成和連接示意圖

        反循環(huán)鉆進(jìn)在工作的時(shí)候,冷卻劑流到孔底起到對(duì)鉆頭冷卻的效果,并能同時(shí)將大量鉆孔留下的渣滓?guī)У娇淄?,冷卻液是由鉆桿和孔壁之間的空間流入,從鉆桿之間流向外面。因?yàn)闄M截面積較鉆桿與孔壁間的面積低一個(gè)數(shù)量級(jí),所以從鉆桿部位冷卻液的速度,能夠到2~3m/s,相較于正循環(huán)的速度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)的級(jí)別,甚至多于40倍,這種方式大大提升了排渣的能力,該方法鉆孔的能力要優(yōu)于其他的方法,可以將鉆孔留下的渣滓排除的更徹底,干凈,因此鉆孔效率得到了飛速的提升。

        4.2 正循環(huán)鉆進(jìn)成孔技術(shù)

        正循環(huán)的特點(diǎn)是,將泥漿加壓之非常高,隨后在高壓狀態(tài)下通過空心鉆桿,由鉆桿的底部噴出出,在底部的鉆頭高速旋轉(zhuǎn)會(huì)把底部沖擊成渣,被泥漿捕獲之后跟隨泥漿的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng),最終被排至井外。正循環(huán)相比于反循環(huán)的優(yōu)勢(shì)在于:①設(shè)備不復(fù)雜,大多數(shù)的情況之下,能夠直接使用現(xiàn)成的鉆探設(shè)備,及時(shí)不能直接使用,對(duì)其經(jīng)過很小的改動(dòng)即可滿足需求。②設(shè)備操作簡單,容易上手,且故障率很低,設(shè)備穩(wěn)定。③噪音比反循環(huán)降低很多,震動(dòng)也大幅降低。④設(shè)備成本更容易控制。⑤能夠很容易滿足支撐項(xiàng)目。缺點(diǎn)在于,巖石破碎重復(fù)嚴(yán)重。

        如果光從結(jié)果上來看,正循環(huán)相比于反循環(huán)而言沒有優(yōu)勢(shì)。相比于正循環(huán),如果采取反循環(huán)鉆探的方式施工能夠更加高效率地打入到巖屑而進(jìn)行能量巨大的破碎,渣滓與洗滌液一起被輸運(yùn)會(huì)地面,降低了二次傷害,增加了了鉆井的效率,最重要的是降低了鉆頭了日常損耗。在底部的孔可以消除長時(shí)間積累的沉積物。不過,雖然反循環(huán)比正循環(huán)有著更多的優(yōu)勢(shì),采取一般的泥洞墻鉆孔,在維持穩(wěn)定的目的來進(jìn)行考慮,正循環(huán)較反循環(huán)反而具備一定的優(yōu)勢(shì)。相比于正循環(huán)以及反循環(huán)成孔做詳細(xì)的對(duì)比,其結(jié)果由表1給出。

        表1 不同成孔工藝分析對(duì)比

        5 施工過程的細(xì)節(jié)

        5.1 施工過程中的鉆孔和成孔

        在該階段專業(yè)的工作者可以按照具體情形選擇正、反循環(huán)回旋鉆機(jī),在進(jìn)行鉆孔時(shí)一定要注意必須做到減壓鉆進(jìn),換句話說即使主吊鉤從開始到結(jié)束一直保持著對(duì)鉆具一定的拉力,確保孔底鉆壓地域鉆具的重力 (浮力不在計(jì)算之內(nèi))的80%,這種情況下可以保證在鉆孔的過程中,鉆的方向?yàn)樨Q直,鉆進(jìn)的過程保持回旋平穩(wěn),可以很好的抑制斜孔、彎孔和擴(kuò)孔。如果選擇旋挖鉆機(jī)鉆孔,一定要按照相應(yīng)地質(zhì)去選擇合適的鉆頭,首次注入泥漿時(shí)務(wù)必保證垂直,且要保證泥漿面高于護(hù)筒底部50cm以下,鉆孔速度嚴(yán)禁過快,因?yàn)殂@進(jìn)過快會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的事故發(fā)生,鉆頭的升降速度一般都在0.75~0.8m/s;如果對(duì)于松軟質(zhì)的土則鉆進(jìn)速度還要更低才能保證不出事故。值得注意的是,一切的開孔都必須做到準(zhǔn)確,低速開始,待鉆頭全部進(jìn)入地層后方可按照正常速度進(jìn)行。再鉆進(jìn)的過程中施工人員務(wù)必定要時(shí)刻關(guān)注鉆進(jìn)的各種指標(biāo),若發(fā)現(xiàn)問題一定要及時(shí)的做好相應(yīng)的調(diào)整,保證鉆進(jìn)的質(zhì)量,同時(shí)避免安全事故。

        5.2 施工過程中的清孔以及鋼筋籠吊裝

        鉆孔、成孔施工結(jié)束以后,一定要對(duì)鉆孔做好清理工作,循環(huán)掏渣清孔、抽漿清洗和換漿清洗等辦法,最終使成孔內(nèi)的渣滓消失。在這個(gè)過程當(dāng)中,孔內(nèi)水頭高度一定不能過高或者過低。此外,鋼筋籠的吊裝作業(yè)一定要在事先焊接好的鋼筋骨架支撐下進(jìn)行。值得注意的是,吊車的承載量一定要大于鋼筋籠,如果吊車的承載量無法滿足鋼筋籠,可以考慮分段進(jìn)行安裝。

        5.3 施工過程中的二次清孔、混凝土灌注

        吊裝完鋼筋籠之后,專業(yè)的施工人員第一步就是務(wù)必確認(rèn)孔內(nèi)的泥漿指標(biāo)是否必須做二次清孔,待檢查合乎標(biāo)準(zhǔn)之后以鉆孔的實(shí)際數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),將之前確認(rèn)過密封性的導(dǎo)管安裝就位,隨后做好澆筑混凝土的步驟。除此之外,在該過程當(dāng)中還必須控制好導(dǎo)管的安裝位置,最為科學(xué)的深度為距離孔底0.3~0.4m之內(nèi);第一批混凝土的數(shù)量要保證導(dǎo)管埋的深度不小于1m,要選用流動(dòng)性和和易性強(qiáng)的混凝土并進(jìn)行現(xiàn)場檢測、檢查。為導(dǎo)管安裝隔水栓、漏斗。放水之前一定要確保備好足夠量首批混凝土,放水時(shí),務(wù)必確定混凝土流經(jīng)導(dǎo)管快速的進(jìn)入孔內(nèi)。在灌注混凝土的過程當(dāng)中,專業(yè)的施工團(tuán)隊(duì)務(wù)必時(shí)刻打起精神關(guān)注混凝土的灌注情況以及供應(yīng)的情況,保持全部的灌注時(shí)間不大于第一次的混凝土的初凝時(shí)間。

        6 結(jié)語

        本文從鉆孔灌注樁施工出發(fā),討論了基樁的分類,主要的設(shè)備和工具和鉆孔灌注樁成孔施工技術(shù),討論了反循環(huán)鉆進(jìn)成孔施工技術(shù),正循環(huán)鉆進(jìn)成孔施工技術(shù)和它們的優(yōu)缺點(diǎn),討論了施工的細(xì)節(jié)過程,包括了施工過程中的鉆孔和成孔、施工過程中的清孔以及鋼筋籠吊裝以及施工過程中的二次清孔、混凝土灌注需要根據(jù)不同的情況選定不同的鉆孔灌注技術(shù),充分保障橋梁施工的質(zhì)量。

        [1]周 峰.關(guān)于橋梁樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)的探討[J].中國城市經(jīng)濟(jì),2015(23):211.

        [2]陳祝文.橋梁工程深水樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究[J].科技展望,2015(2):36.

        [3]徐 濤.關(guān)于橋梁工程中鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的探討[J].江西建材,2015(10):132~133.

        U445.55+1

        A

        2095-2066(2016)29-0181-02

        2016-9-27

        王新利(1982-),男,工程師,2005年畢業(yè)于信息工程大學(xué)測繪學(xué)院,主要從事道路施工工作。

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