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        水利工程沖孔灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)及質(zhì)量控制

        2021-07-21 08:54:22黃春培
        山西水利 2021年1期
        關(guān)鍵詞:混凝土施工

        黃春培

        (廣東益鑫源工程建設(shè)管理咨詢有限公司,廣東 江門 529000)

        樁基礎(chǔ)的作用是將上部建筑的荷載通過樁身傳遞至深部土層或者巖石層,從而使上部建筑保持穩(wěn)定,防止出現(xiàn)變形。樁基礎(chǔ)具有穩(wěn)定性能優(yōu)良、承載性能好、抗震能力強(qiáng)以及沉降變形小等特點(diǎn)。在水利工程中,采用樁基礎(chǔ)可以顯著提升水利工程承載性與穩(wěn)定性,延長(zhǎng)水利工程使用壽命。水利工程的沖孔灌注樁施工,需要控制對(duì)沖孔、鋼筋籠制作、吊裝以及混凝土澆筑等環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量[1],施工不當(dāng)可能會(huì)留下質(zhì)量安全隱患。

        1 工程概況

        潭江干堤設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇,堤防總長(zhǎng)18.622km。新錦江橋—東成水閘段13.830km,其中左岸6.197km,右岸7.633km;干流東成水閘—閣仔廟橋左岸4.542km;干流圣堂鎮(zhèn)段左岸0.25km。整治堤防后,需要在低洼匯水處預(yù)埋排水涵管,用作排除堤后地表積水,潭江干堤新建排水方涵10個(gè),重建舊方涵1個(gè),新建排水圓涵19個(gè)。計(jì)劃工期730d。本次灌注樁工程:樁號(hào)L0+536—L1+010,樁徑600mm,間距0.7m,樁長(zhǎng)14m。

        2 沖擊成孔施工技術(shù)

        2.1 施工前準(zhǔn)備

        首先需要平整以及清理樁位,便于后續(xù)樁機(jī)進(jìn)場(chǎng);根據(jù)施工場(chǎng)地的實(shí)際情況,挖掘沉淀池、泥漿池,并在池子周圍安裝防護(hù)欄。其次要開展測(cè)量放樣工作,在施工區(qū)域內(nèi)選擇不受影響區(qū)域設(shè)置坐標(biāo)軸線標(biāo)識(shí)點(diǎn),并根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求測(cè)算孔位,經(jīng)過技術(shù)人員確認(rèn)后做好標(biāo)記[2]。再次是埋設(shè)護(hù)筒,根據(jù)標(biāo)記的孔位,在孔位中心預(yù)埋鋼護(hù)筒,護(hù)筒頂部露出地表100mm,護(hù)筒底端要用粘土壓實(shí)。最后是制備泥漿,挖掘的泥漿池容積,應(yīng)在單樁孔位容積1.5倍以上,鉆孔時(shí)護(hù)臂泥漿可以采用鉆孔內(nèi)原土造漿,為確保泥漿性能符合施工要求,可適當(dāng)加入粘土,

        2.2 沖擊鉆孔

        2.2.1 確定鉆孔技術(shù)參數(shù)

        沖擊鉆孔施工的關(guān)鍵是確定合理的鉆進(jìn)參數(shù),鉆進(jìn)速度Vm的計(jì)算公式為:

        式中:m—鉆頭質(zhì)量;S—鉆頭沖擊高度;g—鉆頭沖擊底部巖石的加速度;n—單位時(shí)間內(nèi)沖擊次數(shù);a—單位體積破碎功;D—鉆頭直徑。

        沖擊高度需要根據(jù)施工區(qū)域的土層性質(zhì)確定,在本工程中,泄洪閘所處區(qū)域?yàn)轲ね翆?,因此,沖擊高度控制在0.6m。

        2.2.2 施工工藝

        沖擊成孔施工,需要根據(jù)施工區(qū)域的土層性質(zhì),調(diào)整施工工藝,同時(shí)操作要點(diǎn)也存在差異,如表1所示。

        表1 沖擊鉆孔施工要點(diǎn)表

        項(xiàng)目沖擊鉆孔的施工工藝:一是在樁機(jī)就位之前,需要在樁機(jī)作業(yè)區(qū)域鋪設(shè)墊木,以保證樁機(jī)可以平穩(wěn)運(yùn)行,需要注意的是,墊木要避開鋼護(hù)筒,以免導(dǎo)致鋼護(hù)筒位移或者變形;二是調(diào)整鉆機(jī),起吊沖錘,控制沖錘中心上齊滑輪緣、下對(duì)樁孔中心,三者在同一垂線上偏差不超過2cm,保持好鉆機(jī)穩(wěn)定同時(shí)固定扒桿攬風(fēng)繩[3];三是開始鉆孔時(shí),先采用0.4m小沖程低垂密擊,由于本相關(guān)施工區(qū)域的土層為黏土層,因此,在鉆孔時(shí)可加入小片石以及砂礫石,以起到穩(wěn)固孔壁的作用;四是在鉆孔過程中,要注意成孔中心部位必須要與樁位中心對(duì)準(zhǔn),要盡量使鉆機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行,避免出現(xiàn)傾斜或者沉陷的情況,同時(shí)也能使泥漿面保持穩(wěn)定。

        3 鋼筋籠制作與吊裝技術(shù)

        3.1 鋼筋籠制作

        制作鋼筋籠時(shí)要先選擇適宜制作場(chǎng)地,要便于進(jìn)行綁扎、存放以及運(yùn)輸?shù)跹b,若條件允許,鋼筋籠制作場(chǎng)地應(yīng)盡量靠近樁基部位[4]。一般情況下,制作鋼筋籠是在固定架立鋼筋上等距離布置主筋,然后按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)布置箍筋,比較常規(guī)的做法是先將架立鋼筋與箍筋加工為圓形,隨后再對(duì)架立鋼筋、箍筋以及主筋,進(jìn)行綁扎或者焊接。這種方法的弊端在于若分?jǐn)嘀谱麂摻罨\,可能會(huì)出現(xiàn)兩段鋼筋籠的主筋間距不等的問題[5],最終導(dǎo)致接頭困難。在本工程中,為保障鋼筋籠制作質(zhì)量,設(shè)計(jì)了一種模板支架,專門用來(lái)綁扎鋼筋籠,如圖1所示。在制作鋼筋籠時(shí),將支架放置于架立鋼筋外側(cè),可有效避免出現(xiàn)兩段鋼筋籠的主筋間距不等的問題,確保兩段鋼筋籠有效連接。

        圖1 鋼筋籠制作支架示意圖

        3.2 鋼筋籠吊裝

        灌注樁鋼筋籠的制作要求較高,其吊裝施工也要求較高,在吊裝過程中必須要保持平穩(wěn),避免出現(xiàn)彎曲、變形的情況,必須保證鋼筋籠在整個(gè)吊裝環(huán)節(jié)都能保持設(shè)計(jì)的剛度與強(qiáng)度。在本項(xiàng)目中,鋼筋籠采用的是分段制作,因此,在吊裝時(shí)需要先要在孔口完成拼接,然后采用空中回直法進(jìn)行吊裝,吊裝操作要點(diǎn)如下:

        第一,吊機(jī)就位。對(duì)吊機(jī)的主副吊鉤、鋼絲繩以及索具進(jìn)行檢查,確保其各項(xiàng)性能符合吊裝施工要求,確認(rèn)無(wú)誤后開始吊裝,注意主副吊鉤要同時(shí)起吊,以降低對(duì)鋼筋籠造成的沖擊,最大限度使鋼筋籠保持平穩(wěn)[6]。

        第二,鋼筋籠距離地面約0.5m時(shí),停止起吊,檢查鋼筋籠是否出現(xiàn)變形以及整體是否平穩(wěn),然后平穩(wěn)起吊主鉤,并同時(shí)放下副鉤,在空中完成回直,直至鋼筋籠與地面垂直。

        第三,解開副鉤,然后控制主鉤逐漸將鋼筋籠放入樁孔,若遇到阻礙或者與孔壁發(fā)生摩擦碰撞,要停止下放,然后緩緩起吊,清除障礙后再重新下放。

        第四,待鋼筋籠頂部高程符合設(shè)計(jì)標(biāo)高后停止下放,調(diào)整對(duì)中,最后將鋼筋籠固定于樁孔口的支撐上。

        4 混凝土澆筑技術(shù)

        4.1 混凝土制作

        在本項(xiàng)目中,水泥選用普通的硅酸鹽水泥;粗骨料使用堅(jiān)硬的卵石,粗骨料粒徑應(yīng)在20~40mm,含泥量不超過1.5%,遜徑含量不超過2%,針片狀顆粒含量不超過15%;細(xì)骨料使用質(zhì)地堅(jiān)硬的河沙,含泥量不超過3%。由于需要進(jìn)行水下澆筑,在配制混凝土?xí)r除了要符合強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)外,還要考慮到混凝土的粘聚性,混凝土配合比必須要由具有資質(zhì)的試驗(yàn)單位進(jìn)行試配,要求混凝土坍落度在180~220mm,含砂率在45%左右,水泥用量至少360kg/m3。在本項(xiàng)目中采用的是C30混凝土,其配合比如表2所示。

        表2 混凝土配合比表

        4.2 混凝土澆筑

        本項(xiàng)目混凝土澆筑采用的是剪球法,具體施工工藝如下:

        第一,在下料漏斗的下端設(shè)置隔水栓,并將其固定于下料漏斗邊緣部位,隔水栓可以使用排球,少量充氣后可以重復(fù)使用,可以在用編織袋填入混凝土制作成球使用。

        第二,下料漏斗灌滿后,放開隔水栓,使混凝土快速下落至孔底,然后將導(dǎo)管埋入,注意深度不能低于1m;若樁徑較大,下料漏斗的容積無(wú)法滿足首次澆筑量時(shí),在放開隔水栓的同時(shí)要快速往下料漏斗內(nèi)加料。

        第三,持續(xù)澆筑混凝土,注意要保障混凝土的供應(yīng),避免澆筑施工中斷。

        第四,混凝土澆筑施工完成后,要安排專人做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作,確保澆筑質(zhì)量。

        5 結(jié)語(yǔ)

        由于水利工程灌注樁施工涉及到水下部分,施工難度相對(duì)較大,因此,在施工過程中要嚴(yán)格把控各個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量,規(guī)范施工操作,避免留下質(zhì)量安全隱患,從而有效提升水利工程的性能,延長(zhǎng)水利工程的壽命。

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