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        淺析鐵路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)

        2019-12-19 09:32:57王兆鑫
        商品與質(zhì)量 2019年5期
        關(guān)鍵詞:混凝土

        王兆鑫

        遼寧鐵工建設(shè)集團有限公司 遼寧大連 116000

        鉆孔灌注樁指在工程現(xiàn)場通過機械鉆孔,并在其內(nèi)放置鋼筋籠,灌注混凝土而做成的樁。該施工法過程是:平整場地→泥漿制備→埋設(shè)護筒→安裝鉆機并定位→鉆進成孔→清孔并檢查成孔質(zhì)量→下放鋼筋籠→灌注水下混凝土→拔出護筒→檢查質(zhì)量。

        1 鉆孔

        鉆孔是一道關(guān)鍵工序,在施工中必須嚴(yán)格按照操作要求進行,才能保證成孔質(zhì)量,首先要注意開孔質(zhì)量,為此必須對好中線及垂直度,并壓好護筒[1]。在施工中要注意不斷添加泥漿和抽渣(沖擊式用),還要隨時檢查成孔是否有偏斜現(xiàn)象。鉆孔的順序也應(yīng)該事先規(guī)劃好,既要保證下一個樁孔的施工不影響上一個樁孔,又要使鉆機的移動距離不要過遠和相互干擾。鉆孔成樁機械:沖擊鉆機、回旋式鉆機、旋挖鉆機、泥漿泵、泥漿造漿機、抽渣設(shè)備、泥漿船(車)。

        1.1 鉆機選擇

        ①沖擊鉆、牙輪回旋鉆適用于硬巖、弱風(fēng)化巖、中風(fēng)化巖。②旋挖鉆、回旋鉆、沖抓鉆適用于強風(fēng)化巖、土質(zhì)、砂質(zhì)。③氣舉反循環(huán)法成孔適用于特長樁基成孔。

        1.2 塌孔的原因分析

        ①泥漿相對密度過小,水頭對孔壁的壓力較小。②泥漿稠度小,護壁效果差,出現(xiàn)漏水;造成泥漿水頭高度不足,對孔壁壓力小。③在松軟的砂層中進尺過快,泥漿護壁形成較慢,孔壁滲水。④鉆進時中途停鉆時間較長,造成泥漿水頭高度不足,對孔壁壓力小。⑤提升鉆頭或吊放鋼筋籠時碰撞孔壁。⑥鉆孔附近有大型設(shè)備或車輛振動。⑦孔內(nèi)水流失造成水頭高度不夠。⑧清孔后未能及時灌注混凝土,放置時間過長。

        1.3 塌孔預(yù)防措施

        ①根據(jù)不用地質(zhì)情況,選用適宜的泥漿比重,泥漿粘度和不同的鉆進速度。②在陸地上埋置護筒時,底部應(yīng)夯填密實,護筒周圍也要回填密實。③將護筒穿過淤泥及透水層,護筒銜接嚴(yán)密不漏水。④由于汛期或潮汐水位變化大時,采取升高護筒,增加水頭保持水頭壓力相對穩(wěn)定。⑤鉆孔無特殊原因應(yīng)盡量連續(xù)作業(yè)。⑥提升鉆頭或吊放鋼筋籠盡量保持垂直,不要碰撞孔壁。⑦鉆孔時盡量避免大型設(shè)備作業(yè)或車輛通過。⑧灌注作業(yè)不具備時暫時不要清孔,降低泥漿比重。

        1.4 塌孔處理

        ①如為輕微塌孔,立即采取增大泥漿比重,提高泥漿水頭,增大水頭壓力。②塌孔不深時,可改用深埋護筒,護筒周圍夯實,重新開鉆。③若發(fā)生嚴(yán)重塌孔,應(yīng)馬上用片石或砂類土回填,或用摻入不小于5%水泥砂漿的黏土回填,必要時將鉆機移開,避免鉆機被埋入孔內(nèi),待回填穩(wěn)定后重鉆。當(dāng)回填后片石的巖面傾斜較大時,鉆頭易擺動,撞擊護筒或孔壁,造成偏孔或塌孔、卡鉆等現(xiàn)象,這時先選用小沖程進行沖擊,待將孔底的浮土、凸出部分鑿平出現(xiàn)平臺后,再加大沖程轉(zhuǎn)入止常沖程。

        2 清孔

        鉆孔至設(shè)計標(biāo)程,經(jīng)對孔徑、孔深、孔位、豎直度進行檢查確認(rèn)鉆孔合格后,應(yīng)立即進行清孔。清孔應(yīng)達到以下標(biāo)準(zhǔn):孔內(nèi)排出或抽出的泥漿手摸無2-3mm顆粒,泥漿比重不大于1.1,含砂率小于2%,黏度17-20s,嚴(yán)禁采用加深鉆孔深度的方法代替清孔。澆筑水下混凝土前,應(yīng)測量沉渣厚度,柱樁一般不大于10cm,摩擦樁不大于30cm。沉渣過厚會導(dǎo)致樁的承載力不足、容易斷樁、樁長不足等影響。

        2.1 清孔方法

        抽渣法:適用于沖擊、沖抓成孔的摩擦樁或不穩(wěn)定地層,終孔后用抽渣桶清孔。

        吸泥法:適用于巖層和密實不易塌陷的土層。

        換漿法:適用于正循環(huán)專輯,換漿時間以排出泥漿的含砂率與換入泥漿的含砂率接近為度。

        2.2 孔底沉渣過厚原因分析

        ①護壁泥漿選用不當(dāng),導(dǎo)致孔底沉渣無法跟隨泥漿排出孔外。②清孔清渣程度不足,未能將孔內(nèi)沉渣全部清除。③施工歷時過長,導(dǎo)致沉渣下沉,增加孔底沉渣。④混凝土初灌量不足且未設(shè)置隔水栓,樁端混凝土離析,從而增加孔底沉渣量。

        2.3 控制孔底沉渣厚度措施

        ①選擇合適的鉆機機具及鉆孔方式:對土層松軟、易坍塌的樁位,應(yīng)盡量避免采用震動大,負(fù)壓過低的施工機具和工藝方法②選擇合適的鉆孔泥漿指標(biāo):泥漿除了起護壁作用外,還是重要的排渣媒介。③確保清孔徹底、充分:一次清孔:在測得孔底沉渣厚度小于50cm時,及時抓緊時間吊放鋼筋籠。二次清孔:在混凝土灌注前利用導(dǎo)管進行第二次清孔。④選擇合適的清孔方式:根據(jù)不同的鉆孔方法、施工設(shè)備、設(shè)計要求及底層條件,來合理選用清孔方法

        ⑤準(zhǔn)確測定沉渣厚度:測量方法不當(dāng),會造成沉渣厚度的誤判。⑥確保混凝土首灌量:應(yīng)有足夠的混凝土儲備量,使導(dǎo)管一次埋入混凝土面以下1m以上。⑦在確保清孔效果的同時,應(yīng)加強工序連接,提高工作效率,盡量縮短清孔至混凝土灌注之間的時間

        3 灌注水下混凝土

        水下灌注混凝土也稱導(dǎo)管混凝土,是將混凝土通過豎立的管子,依靠混凝土的自重進行灌注的方法。其原理混凝土拌和物是在一定的落差壓力作用下,通過密封連接的導(dǎo)管進入到初期灌注的混凝土下面,頂托著初期灌注的混凝土及其上面的泥漿逐步上升,形成連續(xù)密實的混凝土樁身。鉆孔樁水下混凝土采用豎向?qū)Ч芊?。在澆筑前,將?dǎo)管下端下放到距孔底渣0.3-0.5m為宜。

        ①混凝土的初存量應(yīng)保證首批混凝土澆筑后,使導(dǎo)管埋入混凝土的深度不小于1m。②混凝土的坍落度以18-22cm為宜。③每根樁混凝土的澆筑應(yīng)盡量控制在8h內(nèi),每小時的澆筑高度宜不小于10m。④一經(jīng)澆筑,應(yīng)連續(xù)進行,中途任何原因中斷澆筑時間不得超過30min。⑤導(dǎo)管埋入混凝土中的深度任何時候不得小于1m,一般控制在2-4m。⑥在灌注無鋼筋段的混凝土?xí)r應(yīng)盡量加快,當(dāng)孔內(nèi)混凝土面接近鋼筋籠時,應(yīng)保持較深的埋管,放慢澆筑速度,當(dāng)混凝土面升入鋼筋籠1-2m后,應(yīng)減少導(dǎo)管埋深。⑦澆筑標(biāo)高應(yīng)高出樁頂設(shè)計標(biāo)高1.0m。

        4 結(jié)語

        我國鐵路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)的控制是一項相對復(fù)雜和綜合性的工程。樁基礎(chǔ)是橋梁結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),其質(zhì)量的好壞在很大程度上決定了橋梁的承載能力和使用年限,加強樁基施工技術(shù),做好每個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制,是保證鐵路工程質(zhì)量的前提和基礎(chǔ)。

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