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        旋挖鉆成孔技術(shù)在橋梁樁基施工中的應(yīng)用

        2022-09-21 08:19:40
        黑龍江交通科技 2022年9期
        關(guān)鍵詞:孔壁淤泥樁基礎(chǔ)

        陳 輝

        (保利長大工程有限公司,廣東 廣州 510000)

        0 引 言

        在實施旋挖鉆成孔技術(shù)的過程中,離不開專業(yè)旋挖鉆機的支持。旋挖鉆機不僅可以保證行動的自由性,還可借助桅桿變幅結(jié)構(gòu)實現(xiàn)迅速移動,可在較短的時間內(nèi)與樁位進行順利對接。在桅桿的幫助下,將鉆頭放置于孔位,正式啟動鉆機,就可進行操作。要進行加壓裝置的安裝,通過鉆桿鉆頭施加獲得相應(yīng)的加壓力。在鉆機提升裝置與伸縮式鉆桿的影響下,就能保證鉆頭順利提出,還能及時將巖土進行清理。通過重復(fù)性操作,就能保證鉆孔符合設(shè)計的深度。

        1 成孔旋挖樁技術(shù)概述

        在橋梁樁基礎(chǔ)施工中,需充分發(fā)揮出旋挖鉆成孔技術(shù)的作用。作為橋梁施工的基礎(chǔ),樁基礎(chǔ)進行施工離不開旋挖鉆機。首先,要利用底部帶有活門的桶式鉆頭對巖土進行破碎處理,保證巖土能夠直接裝入到鉆斗之中。通過鉆機提升裝置和伸縮鉆桿就能提出鉆斗,實現(xiàn)對巖土的卸載。通過反復(fù)操作,就能保證最終的成孔達到設(shè)計深度的要求。如果巖土層的粘結(jié)性比較好,就可采用干式或清水鉆進工藝,無需使用泥漿進行處理。如果地層容易出現(xiàn)塌陷,或者地層分布大量的地下水,就要采用靜態(tài)泥漿護壁鉆進工藝,以保證孔內(nèi)能夠獲得護壁泥漿的保護。研究人員要加強對成孔器的研究與開發(fā),這樣就能在鉆孔的過程中將多余的土直接擠壓到周邊土層即可,無需進行二次提鉆與反復(fù)卸土,這樣就能提高工作效率,降低施工成本。旋挖鉆成孔技術(shù)不僅可以縮短施工周期,還會通過不斷的改進減少施工噪音,避免對周邊居民的生活產(chǎn)生不利影響,還能進一步保障施工人員的人身安全。研究人員在研究該項技術(shù)時,會結(jié)合不同的地域和地基等相關(guān)因素,保證該項技術(shù)在應(yīng)用時具有一定的針對性和實效性。由于樁基礎(chǔ)通常會受到直徑的限制,因此,在應(yīng)用這一技術(shù)的過程中,必須要進一步提高打孔的深度。此外,還要進一步提高樁基礎(chǔ)的承載力。進行澆筑時,要采用專業(yè)的吊錘等必要的工具予以輔助。既要保證澆筑工作順利開展,又要同時對樁基礎(chǔ)進行打擊與夯實處理,這樣就能提高樁基礎(chǔ)的牢固性,延長樁基礎(chǔ)的使用壽命。

        2 旋挖鉆成孔技術(shù)存在的問題

        雖然旋挖鉆成孔技術(shù)有其自身的優(yōu)勢,操作比較簡單,施工效率比較高,但在樁基礎(chǔ)施工的過程中,還可能會產(chǎn)生一些問題。比如,若操作不到位,很容易發(fā)生鉆孔異常,從而導(dǎo)致鉆孔坍塌。鉆孔完畢后,會產(chǎn)生彎孔和縮孔等質(zhì)量問題,影響施工進度。使用旋挖鉆成孔技術(shù)時,還可能會產(chǎn)生埋鉆問題,這樣不僅會對設(shè)備造成損壞,還會影響工程的工期。因此,在應(yīng)用旋挖鉆成孔技術(shù)的過程中,必須要采取有效的控制對策,對現(xiàn)有的技術(shù)進行優(yōu)化和改進,才能提高橋梁樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量。

        3 旋挖鉆成孔技術(shù)在橋梁樁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用

        中山市西部外環(huán)高速公路主線樁基礎(chǔ)均為鉆孔灌注樁,樁位位于原古神公路中間,地處第四系海陸混合沉積、珠江三角洲平原地貌區(qū),本路段范圍內(nèi)平原區(qū)上覆第四系海陸交互相淤泥、淤泥質(zhì)土、淤泥質(zhì)砂、粘土、亞粘土、殘積的亞粘土,淤泥呈流塑狀,局部軟塑,淤泥層具有含水量高,孔隙比大,高壓縮性和強度低的特點。

        樁基施工利用圍蔽區(qū)域進行,原古神公路左右線保留一條車道,施工車輛圍蔽區(qū)兩側(cè)通行,采用旋挖鉆成孔技術(shù)施工質(zhì)量好,工作效率高,施工噪音低,塵土污染少。

        3.1 對施工場地進行處理

        應(yīng)用旋挖鉆成孔技術(shù)之前,要在鉆孔樁的位置處對施工場地進行有效填筑,采用全站儀對每一個樁位的坐標進行精準定位。由于旋挖機的自重數(shù)值比較大,在放置這一設(shè)備之前,必須要嚴格保障作業(yè)平臺的地基具有強大的承載力。正式施工之前,要對施工場地進行平整硬化處理。如果施工平臺是填土筑島圍堰形式,就要在設(shè)備施工的位置處設(shè)置具有一定厚度的鋼板,避免在施工的過程中平臺產(chǎn)生下沉,誘發(fā)位置偏移,保障施工安全。

        3.2 護筒的處理

        進行旋挖鉆成孔操作時,要考慮到孔內(nèi)的護壁密實度,如果成孔之后的留置時間比較長,就很容易產(chǎn)生孔塌陷事故。要選擇鋼護筒對孔進行有效的保護,避免內(nèi)部的松散土質(zhì)影響孔的質(zhì)量。如果淤泥層的厚度有所增加,就要進一步增加鋼護筒的長度,這樣才能確保施工順利進行。由于淤泥層的厚度比較厚,通常要搭配一臺專業(yè)的震動錘,確保鋼護筒能夠得到及時的處理。埋設(shè)鋼護筒時,通常要采用口徑較大的鉆頭提前鉆進2 m左右,再將鉆頭提出,使用震動錘壓入護筒。要隨時對護筒的垂直度和位置情況進行檢查,一旦發(fā)現(xiàn)有所偏移,就要及時進行處理,確保成孔后的孔的垂直度符合設(shè)計要求,避免樁基位置發(fā)生較大的偏移。當澆筑工作完成以后,就要及時將護筒拔出,要做到平穩(wěn),避免對周邊地層造成影響,更不要影響樁頭。

        3.3 鉆頭的選擇

        要根據(jù)不同地層的情況,選擇相應(yīng)的鉆頭。旋挖鉆機鉆頭類型比較多,由于其構(gòu)造不同,各種類型的鉆頭還可仔細進行劃分。如果不能合理選擇鉆頭,不僅會影響施工效率,甚至還會影響工程質(zhì)量。如果是淤泥土質(zhì),就要選擇雙層底旋挖鉆頭;如果是硬膠泥層,就要選擇單進土口頭齒直螺鉆頭或旋挖鉆頭;如果是粘土層,就要選擇單層底旋挖鉆頭。要根據(jù)地層的實際情況配置相應(yīng)的鉆頭。比如,如果是粘性土層,就要采用長鉆筒,這樣可以提高鉆進速度。短鉆筒適用于含砂量比較高的土層,需搭配泥漿處理,對鉆進速度進行合理控制。在比較堅硬的巖石地層中,可選擇螺旋式鉆頭,如果鉆頭遇到的巖層比較硬,要及時對鉆頭的角度進行調(diào)整,就能提高鉆進速度。在淤泥層施工時,要選擇通氣孔鉆頭,還要設(shè)置導(dǎo)流槽,這樣就能避免產(chǎn)生孔壁坍塌等質(zhì)量問題。

        3.4 泥漿配置

        進行泥漿配置時,需考慮到地表層的實際情況,若其主要以回填土、淤泥等類型為主,就要及時制作泥漿護壁,就能對孔壁進行保護。制備泥漿時,要保證其具有合適的稀稠度。如果泥漿比較稀,就會對鉆進效果造成影響;如果泥漿比較稠,就會影響樁基混凝土的質(zhì)量。在選擇泥漿的材料時,主要以聚丙烯酰胺、粘土、燒堿、膨潤土為主。要選擇專業(yè)的制漿設(shè)備進行泥漿制作,將制作完畢后的泥漿倒入泥漿池之中。為了避免泥漿發(fā)生沉淀,要采用泥漿泵保證泥漿池中的泥漿循環(huán)。為了進一步提高泥漿的粘度,可適當添加燒堿。通過這種方式既能減少泥漿發(fā)生沉淀的現(xiàn)象,又能保證顆粒懸浮物的均勻度,提高泥漿的穩(wěn)定性。

        在制作泥漿之前,要將粘土塊進行破碎處理,使用攪拌機對粘土進行攪拌,使之成為泥漿。將泥漿放入泥漿池之中后,還要考慮到原料的回收工作,避免對環(huán)境造成污染。要設(shè)置完善的凈化循環(huán)系統(tǒng),確保泥漿得到有效的回收。為了保證泥漿的粘稠度合理,就要根據(jù)地層的具體情況對其進行有效的調(diào)節(jié),滿足鉆進需求。要盡量選擇粘度較高的粘性土作為泥漿制備的主要原料,這樣不僅可以提高泥漿的稠度,還能避免在鉆進的過程中產(chǎn)生質(zhì)量問題。確定泥漿的濃度符合懸浮細渣的要求后,就可以對孔底的沉渣進行有效處理與控制。確定泥漿符合要求后,就可以在正式澆筑之前,將孔底的沉渣控制在一定的范圍內(nèi),要及時進行泥漿補充。

        3.5 鋼筋籠的處理

        在制作鋼筋籠之前,要明確鋼筋的焊接位置,并做好相應(yīng)的標記。要選擇三根豎向主筋,并將其固定于鋼筋籠的制作臺架上,在設(shè)置加筋箍筋時,要采取焊接工藝進行處理。要選擇特殊的鋼筋掛鉤,將其分成若干組,保證其長度與主筋之間的間距相符。要明確需要焊接的位置,保證其他的豎向主筋得到逐一焊接。進行鋼筋籠運輸時,要選擇專業(yè)的吊車進行吊裝處理。在下放鋼筋籠的過程中,要穩(wěn)定進行操作,避免鋼筋籠與孔壁之間發(fā)生碰撞。進行骨架下放時,要仔細觀察骨架與鋼筋籠之間的位置,一旦其到達頂部的加勁箍位置,就要及時采用管壁較厚的鋼管對骨架進行穩(wěn)定處理。處理完畢后,在對下一環(huán)節(jié)進行同樣的吊裝與處理。施工人員需保證軸線與第一節(jié)之間彼此對準,然后將鋼筋接頭進行連接。通過這種方式繼續(xù)吊裝,就能保證所有的鋼筋籠得到順利安裝。

        3.6 對鉆進速度進行有效控制

        在進行鉆進操作時,要根據(jù)不同的地層情況,選擇相應(yīng)的鉆進速度。最初進行鉆進操作時,或者當鉆機穿過軟硬層之間,就要將鉆桿保持在豎直方向,減緩鉆進速度。要嚴格把控鉆進的速度,避免操作過猛,否則就會產(chǎn)生安全事故。一旦遇到難以鉆進的情況,就要提鉆,并及時進行檢查,了解問題產(chǎn)生的原因,并做好相應(yīng)的處理工作,然后繼續(xù)鉆進。要保證鉆斗的升降速度得到合理的控制,速度過快或過慢均不利于鉆進的質(zhì)量。如果速度比較快,轉(zhuǎn)斗的底部就會產(chǎn)生較大的壓力,泥漿會對孔壁形成沖擊,導(dǎo)致孔壁出現(xiàn)坍塌或縮孔等質(zhì)量問題。為了保證轉(zhuǎn)斗的升降速度和轉(zhuǎn)速范圍得到有效的控制,可參照表1。

        表1 鉆頭適宜升降速度及轉(zhuǎn)速參考值

        4 成孔后施工與質(zhì)量控制要點

        進行旋挖鉆成孔施工時,要嚴格控制鉆孔的速度,要考慮到孔壁的特殊性,避免出現(xiàn)成孔坍塌等質(zhì)量事故。當成孔操作完畢后,就要保證鋼筋籠及時得到安裝,還要做好混凝土澆筑工作,避免各工序之間間隔時間過長。如果泥漿具有良好的懸浮能力,就要將混凝土澆筑的等待時間適當延長,但不要超過十個小時。如果地層中的粉細砂層比較多,就要進一步縮短混凝土的澆筑等待時間。進行鋼筋籠的安裝時,要嚴格按照相應(yīng)的要求進行操作,避免對孔壁造成影響,否則就會產(chǎn)生嚴重的塌方事故。當鋼筋籠順利安裝后,就要立刻進行混凝土澆筑。如果澆筑耽擱的時間比較長,就不能保證孔底部的沉渣是否符合設(shè)計要求,一旦出現(xiàn)問題則很難進行處理。通常可采用專業(yè)的撈渣轉(zhuǎn)斗對孔底進行清理,但卻不能保證鋼筋籠底部的沉渣得到徹底清除。首次澆灌混凝土之前,施工人員要嚴格按照相應(yīng)的要求放置固定球。要保證混凝土的存量與第一次灌注量相等。還要保證施工現(xiàn)場的混凝土罐車中存儲的混凝土數(shù)量充足。要加強對混凝土的檢測,確定其質(zhì)量沒有問題后方可投入使用。

        進行樁基礎(chǔ)施工時,要設(shè)置相應(yīng)的鉆孔允許誤差值,在正式鉆孔之前,要使用水平儀對施工護筒的標高予以確認,并將其作為施工的基點,還要明確計算孔的深度,避免在鉆孔的過程中出現(xiàn)較大的誤差,嚴格保障樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。要加強對每個階段的施工檢查,這樣才能有效避免問題的發(fā)生。要制定完善的管理機制,明確各項職責,一旦發(fā)生緊急狀況就能在第一時間內(nèi)進行處理。要隨時對鉆桿的垂直度進行檢查,可采用深度計數(shù)器對鉆孔的深度進行精準控制。

        5 結(jié)束語

        總之,旋挖鉆成孔技術(shù)的發(fā)展速度比較快,優(yōu)勢比較多,在開展橋梁樁基礎(chǔ)施工時,要充分發(fā)揮出這一技術(shù)的優(yōu)勢,掌握正確的操作方法,保證施工質(zhì)量得到有效的控制。

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