袁嗣華
(貴州橋梁建設集團有限責任公司,貴州貴陽 550001)
旋挖鉆施工工藝的成樁質(zhì)量控制
袁嗣華
(貴州橋梁建設集團有限責任公司,貴州貴陽 550001)
針對旋挖鉆施工工藝,結(jié)合某大橋?qū)嶋H情況,在簡述工程難點、機械選型的基礎(chǔ)上,對具體的施工工藝進行深入分析,并根據(jù)實際施工中出現(xiàn)的問題,提出質(zhì)量控制要點,最后得出旋挖鉆施工成孔質(zhì)量較好,所有指標都符合設計與規(guī)范要求的結(jié)論,旨在為旋挖鉆工藝的應用和發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
旋挖鉆;工藝;成樁質(zhì)量控制
本文以貴州某大橋作為研究對象,其全長約0.65 km,工程所在位置的地質(zhì)情況較為復雜,通過前期勘察得知,巖土層主要是淤泥、中砂、粗砂與強風化含角礫質(zhì)泥巖等。其中,砂石顆粒的尺寸大小不一,不具有較高的分選性,密度是中密至密實。
(1)工期較為緊張,樁基總量較大;
(2)工程施工對于環(huán)保方面的要求較高;(3)經(jīng)常會受到潮汐等外界因素的影響;
(4)橋梁工程處在大風天氣,會對旋挖鉆的正常進行造成了較大的影響。
對于上述工程難點,為切實滿足工期等方面的實際需求,考慮選取三種鉆機設備與工藝,具體內(nèi)容如表1所示。
表1 三種鉆機設備與工藝
通過對比可知,旋挖鉆機優(yōu)勢最為明顯,工程決定采用XR280旋挖鉆機進行施工。該鉆機底盤為履帶式,具體工作裝置有動力頭、鉆桿以及鉆具等。
4.1 基本原理
首先,借助行走體系使所有鉆具到位,在使用桅桿等將鉆頭對準孔位,動力裝置可以為鉆桿提供充足的扭矩,加壓設備主要通過動力頭傳遞壓力,同時再將其裝進鉆頭當中,然后由提升設備提出鉆頭和外卸土,按照這樣的方式進行循環(huán),不間斷的進行取土和卸土,一直保持到到達設計深度。
4.2 泥漿配置
鉆孔過程中主要使用水泥砂漿,而清孔過程中主要使用質(zhì)量優(yōu)良的淡水泥漿,所用泥漿的各種性能指標要切實滿足規(guī)范的實際要求,對于水泥砂漿而言,其原料有水泥、膨潤土、羧甲基纖維素與純堿,比例為1∶0.08∶0.06∶0.009。
可在護筒當中對泥漿進行配制,鉆孔時應由專人結(jié)合孔深進行補漿。施工中可對泥漿進行重復使用,如果泥漿的性能降低則可進行適當?shù)恼{(diào)制,以此使技術(shù)指標滿足相應要求。不同地層中對應的泥漿技術(shù)指標如表2所,施工中應根據(jù)實際情況妥善選取。
表2 不同地層中對應的泥漿技術(shù)指標
4.3 鉆進工藝
(1)首先使用φ2.5 m的鉆頭對覆蓋層(淤泥層、砂層)進行鉆穿,然后再使用φ1.8 m鉆頭鉆進到設計深度,最后使用φ2.5 m鉆頭進行擴孔。
(2)針對質(zhì)地較為松軟的土層,如淤泥質(zhì)亞粘土層等,應使用摩擦鉆桿與雙底板撈砂鉆斗進行鉆進,以方便對鉆渣進行撈取。針對容易發(fā)生坍塌問題的地層,如中砂、粗砂等,應使用雙底板撈砂鉆斗進行鉆進。針對強風化含角礫泥質(zhì)砂巖等,應使用截齒鉆頭進行鉆進。
(3)針對硬度相對較大的地層,為保證鉆進施工效率,應使用短螺旋鉆頭進行鉆進。
(4)在使用φ1.8 m鉆頭進行鉆進施工時,結(jié)合地層的實際情況使用適宜鉆頭時,還需對進尺進行嚴格的控制。如果運用旋挖斗,則根據(jù)其實際容量,通常為斗體的66%為最佳。對于常規(guī)的淤泥質(zhì)亞粘土層,要以50 cm為標準進行提鉆,而砂層的提鉆標準為50~60 cm,巖層提鉆標準30~50 cm。
(5)使用φ2.5 m的鉆頭進行擴孔,首次擴孔至40 m左右的深度,然后使用1.8 m的鉆斗進行撈渣,再改用2.5 m的鉆頭實施擴孔,此次擴孔深度為10~15 m,然后撈渣,如此重復,一直到到達設計孔深。
(6)鉆孔時,根據(jù)地質(zhì)的實際情況對進尺速度進行有效控制,在由硬質(zhì)地層鉆進到粘土地層時,可以適當提升鉆進速度;再由軟質(zhì)地層進入硬質(zhì)地層時,要減慢鉆進速度;在容易發(fā)生縮徑現(xiàn)象的地層當中,應增加掃孔的遍數(shù),以預防這種現(xiàn)象的發(fā)生。
4.4 清孔
(1)首次清孔:在下方鋼筋籠之前,可使用自帶擋板的鉆斗進行清孔,但要注意不能對孔底的土層造成擾動。
(2)二次清孔:在混凝土澆筑施工以前,根據(jù)沉渣的實際數(shù)量,運用正循環(huán)等方法進行清孔。
(1)成孔時出現(xiàn)孔壁坍落,導致孔底積泥。在鉆進至強透水層后,會出現(xiàn)相對較大的承壓水,容易造成孔壁坍塌等問題。對此,應對孔內(nèi)的水位實施動態(tài)調(diào)節(jié),并根據(jù)土層確定泥漿的比重,在容易發(fā)生坍塌的位置應使用大比重泥漿。此外,還要運用適宜的鉆進速度,盡可能縮短間隔時間,確定最佳的沉渣清運速度,以此實現(xiàn)孔成渣清。
(2)漏漿。在鉆進到透水層后,如果未對泥漿的比重進行及時的調(diào)整,且泥皮沒有形成到位,將造成塌孔等問題。成孔時,護筒中應保持一定靜水壓,同時做好泥漿加稠等工作,以有效強化護壁效果。
(3)成孔垂直度差,實際偏差超出要求。鉆機就位以后,需要將轉(zhuǎn)盤、底座等放置于同一垂直線內(nèi),同時預防鉆機位移。做好同步調(diào)整,確保鉆桿完全垂直。
(4)縮孔。對于軟土層而言,由于會受到地下水等因素的影響,土體吸水膨脹,會出現(xiàn)縮孔等問題。如果在實際施工過程中出現(xiàn)縮徑等問題,應立即使用反復掃孔的方法,以此將孔徑擴大到設計標準。
旋挖鉆在本工程中的實際應用實現(xiàn)了快速群樁作業(yè),這在施工技術(shù)方面取得了很大的突破和進展。施工過程十分順利,成孔質(zhì)量較好,通過檢測得知,所有指標都符合設計與規(guī)范要求,積累了豐厚的施工經(jīng)驗,可為類似工程提供可靠的依據(jù)與參考。
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U443.86
C
1008-3383(2017)01-0081-02
2016-09-12
袁嗣華(1974-)男,貴州人,工程師,研究方向:合同計量管理。