時間:2023-01-05 07:56:17
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中圖分類號:TU74文獻標識碼: A
一、引言
樁基礎是由樁和承臺構成的深基礎。由基樁和聯接于樁頂的承臺共同組成。若樁身全部埋于土中,承臺底面與土體接觸,則稱為低承臺樁基;若樁身上部露出地面而承臺底位于地面以上,則稱為高承臺樁基。建筑樁基通常為低承臺樁基礎。高層建筑中,樁基礎應用廣泛。
二、研究現狀
隨著我市市政建設工程規模的急速擴大,市政工程從地下往空間發展,房屋保護的要求也越來越高,大直徑鉆孔灌注樁因其具有較高的承載力、無擠土、無震動、能貼近建筑物施工,適應性強等優點,在市政工程中得到廣泛應用。但是,由于樁基施工為隱蔽工程,地下地質情況千變萬化,錯綜復雜,施工質量控制難度大,經常遇到意想不到的情況和突發事件,大直徑灌注樁的質量事故時常發生,影響其功效的發揮。
三、研究目的和意義
鉆孔灌注樁作為一種樁基礎中的基礎形式之一,其用途十分廣泛,可以在各種基礎施工中用到。同時它的特點也是顯而易見的,比如:施工速度較快、施工占用面積較小,對于周圍的其他施工影響較小等等。鉆孔灌注樁的相關施工所涉及的內容很多,其中有測量方面的工作、還有機械相關操作方面的工作以及鋼筋的加工、混凝土的攪拌等等多種工作。這些工作的種類相對較多,工作中的技術含量也較多,因此所受到的制約方面也很多。這樣就會給施工過程帶來一些問題。如果這些問題的出現必然會對整體施工的質量產生不利影響,如果不對這些問題進行關注的話,這些質量問題必然會使成樁難以滿足設計要求,如果進行相關補救也存在一定的難度。所以在施工過程中,要加強施工準備、成孔等各環節的質量技術,確保鉆孔灌注樁的成樁質量,同時樁基礎質量直接關系到建筑結構及施工人員的安全性。
四、樁基礎分類
1按承臺高低分
a.高承臺樁基礎:指承臺底與地面不接觸(在沖刷線以上)的樁基。b.低承臺樁基礎:指承臺底在地面以下,與地基土(沖刷線)接觸的樁基。
2按樁身材料分a.木樁b.鋼樁c.混凝土樁d.鋼筋混凝土樁
3按作用機理分a.摩擦樁b.端承樁c.端承―摩擦樁d.摩擦―端承樁e.嵌巖樁
4按樁徑大小分a.小樁:d≤250mm
b.中等直徑樁:250mm
c.大直徑樁:d≥800mm
5按施工方法分a.預制樁
b.灌注樁
五、樁基施工新技術
在明確了樁基礎概念之后,我們向大家介紹幾種成功應用的樁基礎施工新技術。
(一)靜力壓樁
1.靜力壓樁的含義
用靜力壓樁機或錨桿將預制鋼筋混凝土樁分節壓入地基土中的一種沉樁施工工藝。靜力壓樁包括錨桿靜壓樁及其他各種非沖擊力沉樁。
2.適用范圍
靜力壓樁適用于軟土、填土及一般粘性土層中應用,特別適合于居民稠密及危房附近環境要求嚴格的地區沉樁,但不宜用于地下有較多孤石、障礙物或有厚度大于2m的中密以上砂夾層的情況,以及單樁承載力超過1600kN的情況。
(二)泥漿護壁鉆孔灌注樁
1.泥漿護壁鉆孔灌注樁的含義
(1)灌注樁:先用機械或人工成孔,然后再下鋼筋籠、灌注混凝土的基樁。
(2)泥漿護壁:用機械進行灌注樁成孔時,為防止塌孔,在孔內用相對密度大于1的泥漿進行護壁的一種成孔施工工藝。
2.適用范圍
泥漿護壁鉆孔灌注樁按成孔工藝和成孔機械的不同,可分為如下幾種,其適用范圍如下:
(1)沖擊成孔灌注樁:適用于黃土、粘性土或粉質粘土和人工雜填土層中應用,特別適合于有孤石的砂礫石層、漂石層、堅硬土層、巖層中使用,對流砂層亦可克服,但對淤泥及淤泥質土,則應慎重使用。
(2)沖抓成孔灌注樁:適用于一般較松軟粘土、粉質粘土、砂土、砂礫層以及軟質巖層應用,孔深在20m內。
(3)回轉鉆成孔灌注樁:適用于地下水位較高的軟、硬土層,如淤泥、粘性土、砂土、軟質巖層。
(4)旋挖鉆成孔灌注樁:適用于一般粘性土、砂土、砂礫層以及中等密實度的卵石地層應用,孔深在80m內。
(5)潛水鉆成孔灌注樁:適用于地下水位較高的軟、硬土層,如淤泥、淤泥質土、粘土、粉質粘土、砂土、砂夾卵石及風化頁巖層中使用,不得用于漂石。
(三)人工成孔灌注樁
1.人工成孔灌注樁的含義
人工成孔灌注樁,又稱人工挖孔灌注樁,即是采用人工挖土成孔、灌注混凝土成樁的一種基樁。
2.適用范圍
人工成孔灌注樁適用于樁直徑800mm以上,無地下水或地下水較少的粘土、粉質粘土,含少量的砂、砂卵石、姜結石的粘土層采用,特別適于黃土地層中使用,深度一般20m左右。可用于高層建筑、公用建筑、水工結構(如泵站、橋墩作支承、抗滑、擋土、錨拉樁之用。)對有流砂、地下水位較高、涌水量大的沖積地層及近代沉積的含水量高的淤泥、淤泥質土層不宜使用。
(四)螺旋鉆成孔灌注樁
1.螺旋鉆成孔灌注樁的含義
(1)干作業成孔灌注樁:是指不用泥漿或套管護壁的情況下用人工或鉆機成孔,下鋼筋籠、澆灌混凝土的基樁。
(2)螺旋鉆成孔灌注樁:是干作業成孔灌注樁的一種,是利用電動機帶動帶有螺旋葉片的鉆桿轉動,使鉆頭螺旋葉片旋轉削土,土塊隨螺旋葉片上升排出孔口,至設計深度后,進行孔底清理,然后下鋼筋籠、澆灌混凝土成樁。
2.適用范圍
螺旋鉆成孔灌注樁適用于地下水位以上的一般粘性土、粉土、黃土,以及密實的粘性土、砂土層中使用。
六、結論
本文通過對當今普遍采用的鉆孔灌注樁施工工藝的分析,參照大量施工經驗總結的資料,認真總結得出的主要結論如下:在施工前的施工組織設計中應按地質情況以及設計要求去綜合考慮,選擇方案時,應以選擇對樁基質量有利的方案為原則。鉆孔灌注樁的這一技術的發明,實際上就是因為使用了泥漿,因此,可見泥漿在鉆孔灌注樁中的重要性。結合工程實踐,通過實驗探討泥漿的護壁性能,提出了合適的泥漿配合比。一旦出現樁基施工和質量事故,就應仔細分析其原因,找出正確的措施進行解決,要做到對癥下藥。對付事故的最好辦法還是以預防為主,在施工之前,就應做足一切必要的防患措施,盡量做到少出事故
參考文獻
1、《樁基工程手冊》沈保漢
【關鍵詞】橋梁樁基礎施工技術
中圖分類號:U445文獻標識碼: A 文章編號:
樁基礎是橋梁工程的重要部位,其質量好壞將直接影響到整個橋梁的質量,但由于樁基礎工程隱蔽性以及施工中不可預見性較多的特點,在施工中經常出現系列問題而影響成樁質量,在施工中應依靠先進的科學技術組織施工并根據豐富的施工經驗對出現的問題及時處理來保證最終成樁質量。
一、護筒埋設及質量控制要點
護筒埋設:護筒一般應用工具式鋼護筒,采用回轉鉆時,內徑比鉆頭直徑大100mm,上部開高設1~2個溢漿孔,護筒的位置埋設準確和穩定,護筒與坑壁之間用粘土填實,護筒排漿口與泥漿溝相通,護筒中心線與樁位線偏差不大于50mm,護筒在粘性土中埋深1.0米,護筒上口高出地面100~200mm,為避免泥漿面上下浮動,沖刷孔壁引出引起坍孔,保持孔內漿面高出地下水位1.0m以上。
護筒埋設是為了防止在鉆孔過程中出現穿孔等現象,并利于鉆孔泥漿循環過程中泥漿泵的放設,同時可防止在混凝土澆筑時一旦內護筒破裂導致混凝土無法澆筑到設計標高而可實現由外護筒進行保護等。其一般采用雙護筒埋設,其分為內外兩層護筒,護筒由兩個半圓定型制作,內護筒兩個半圓一般采用鐵絲連結,外護筒每個半圓由螺栓進行連接,每節護筒間采用法蘭連接,其最底一節護筒采用鋼板對底口進行加固以利于護筒的埋設,該種連接方法可保證在混凝土澆筑過程中內護筒無法拔出時可將兩個半圓的鐵絲拉斷而將護筒分半取出;護筒的埋設高度應保證高出水面1.0m以保證鉆孔內泥漿高度高于水面0.5m的要求,外護筒埋深可埋入河床1m左右即可。
二、鉆孔及質量控制
樁孔定位:施工前,根據樁的軸線,引出每個樁位的十字中心線,中心線用小釘釘牢在樁孔附近的木樁上,樁位偏差控制在10mm以內,且標樁埋設牢固有醒目標記。
護筒定位后應及時復核護筒的位置以便于嚴格控制護筒中心與樁位中心線,并認真檢查回填土密實度防止鉆孔過程中出現漏漿現象;由于在施工過程中自然地坪會發生一些變化,因此為了準確控制鉆孔深度在樁架就位后應及時復核底梁的水平和樁具的總長度并認真記錄,便于在成孔后依據鉆桿在鉆機上留出長度來檢驗成孔達到的深度;初鉆應先啟動泥漿泵和轉盤,讓其空轉一段時間后待泥漿輸入一定數量后方可開始鉆進,鉆進過程中的接卸鉆桿的動作應迅速、安全,爭取其在盡快時間內完成,避免由于停鉆時間過長而增加孔底沉淀現象;鉆進過程中除了隨時復核鉆具長度外還應檢查鉆桿是否彎曲,并應根據不同土層情況對比地質資料隨時調整鉆進速度以有效防止塌孔、縮頸及樁孔歪斜現象,同時應經常復核鉆頭直徑以免由于其影響孔徑;鉆孔完成后必須檢測孔深、直徑和傾斜度是否符合要求。
在樁基礎深度達到設計值后應進行沖孔換漿調整泥漿的比重、稠度,應控制泥漿比重在1.1~1.3范圍內,含沙率應小于5%,若泥漿比重偏小則其偏稀易造成砂子沉淀,最終導致孔底沉渣量偏大,若泥漿比重偏大則泥漿偏稠而不利于混凝土澆筑。
當泥漿比調整到最佳值范圍并提出鉆桿以后,為保證成孔的順直,平滑應下部用直徑22cm的鋼筋制成一端錐形的探孔器,探孔器直徑與鉆孔直徑略小,其長度一般在5~8m,看探孔器能否順利達到樁底部以保證鋼筋籠順利放入樁內,若施工中發生探孔器被卡住則證明出現縮頸而應根據卡住位置進行重新鉆孔。
鉆孔完成后應檢查孔深、孔徑以及其垂直度,待其合格后則可在孔內投入1~2袋水泥后用鉆錐沖擊數次以使鉆孔內泥漿、鉆渣和水泥形成混合物,之后用掏渣筒進行掏渣,掏渣完成后則可在孔底注入泥漿比重在1.1~1.2的稀泥漿進行換漿,該過程應充分利用鉆桿在原位進行第一次清孔,待測得孔底沉渣厚度小于50cm時則可進行鋼筋籠安放,第二次清孔是在鋼筋龍安放完成后用澆筑混凝土的導管進行,清孔完成后應及時進行混凝土澆筑。
三、鋼筋籠制作與安裝
鋼筋籠吊放:鋼筋籠預選按設計圖紙制作成型,為保證鋼筋籠在運輸、吊裝過程中不發生變形,用螺旋或焊接環形箍筋,每隔2米加設一道加強箍筋,并逐點與主筋焊牢,鋼筋的保護層用預制混凝土小圓盤套在加強箍盤上,既可防止下放鋼筋碰撞孔壁,又起控制鋼筋籠保護層作用,鋼筋籠吊起并垂直扶正后,沿導向鋼管緩緩下放,不得碰撞孔壁,如下放困難應查明原因,不得強行下放,成孔后盡快安放鋼筋籠,以減少孔底回淤,頂面和底面標高符合設計要求,誤差不大于±50mm。
鋼筋籠吊裝可采用混凝土制成餅形保護塊,每個塊中間留10mm左右小孔,在鋼筋籠下放過程中每隔2m左右在鋼筋籠主筋上用8mm鋼筋穿一餅形保護塊,并保證其均勻四周分布,便于在鋼筋籠下放過程中由于餅形塊的滾動而利于鋼筋籠下放;鋼筋籠吊裝過程中應保證其豎直;每節鋼筋籠間的接頭必須采用錯位連接,其在同一截面內接頭數量不應大于鋼筋數量的50%,焊接時可采用幫條焊或搭接焊,搭接焊則必須將鋼筋彎折以保證其上下兩端鋼筋中心在同一直線上;鋼筋籠沉入完畢后應及時校正鋼筋的平面位置和鋼筋標高,最后用鋼管固定住鋼筋籠以防止鋼筋籠在混凝土澆筑過程中發生位移或上浮現象。
四、混凝土灌注
成孔質量合格后應盡快灌注混凝土,混凝土灌注一般采用導管法,導管安裝完成后應進行第二次清孔并保證孔底沉渣厚度不大于100mm;組成混凝土拌和物的碎石、砂等必須級配良好,最大顆粒尺寸的選擇必須適合結構物尺寸、鋼筋間距及混凝土拌和、裝卸、澆筑及操作標準,集料內雜物含量應符合規范要求,必要時應采取清洗和過篩的方法以去除有害雜質,拌和物拌制時應準確控制各種集料量,拌和時間應不小于2~2.5min,應保證下盤材料在裝入前內部的拌和料全部倒空;灌注工作開始后則應保證其連續進行,即連續不斷的進行混凝土澆筑,并應盡量縮短拆除導管所占用的時間,應控制中途停工時間不超過15min,灌注過程中應隨時探測混凝土高度以及時拆除或提升導管,以保持導管適當埋深。
五、成樁質量控制
在樁身混凝土澆筑前必須計算好混凝土的第一次需求量以保證漏斗導管內混凝土從導管底部翻出,混凝土澆筑宜采用水下直升導管法對口澆筑,為保證導管提升方便而應將長度不通的導管長短搭配,導管接頭宜采用膠皮墊圈密封,導管連接法蘭的連接螺栓不得小于6組并應保證其連接緊密以免發生漏漿現象產生泥漿與混凝土混合造成樁柱夾泥影響灌注質量;導管下設與漏斗安裝結束后可在漏斗與導管的接頭部位安設一砂袋栓塞固定在漏斗頂部時期與漏斗內混凝土同時進入導管,當導管內的混凝土澆筑到一定量時可將連接砂袋的鐵絲剪斷以利用砂袋的整體性與混凝土的自重將導管內的泥漿全部擠壓出導管,形成導管內的混凝土狀以保證后續澆筑不與泥漿摻雜。
總之,橋梁樁基礎施工過程中,應注意技術問題和進行嚴格的質量控制。這樣才能確保整個橋梁建筑物的工程質量。
參考文獻:
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[4] 向中富.橋梁施工控制技術[M].北京:人民交通出版社,2009.
關鍵詞:樁基礎;灌注樁;單樁承載力;擠土作用
中圖分類號:TU74
文獻標識碼:B
文章編號:1009-9166(2009)026(C)-0067-01
當前社會經濟的迅速發展,高層、大跨和其他特殊結構的不斷增加,以及人們越來越多地開發河海灘、沼澤地等作為建設用地,在荷載大、地基弱、變形限制嚴、使用要求高等條件下,深基礎形式越來越多地被采用,其中樁基礎由于承載力高、沉降小,能適應不同的結構形式、地基條件和荷載性質,有利于結構的防震抗災,加之施工較方便,因而應用更為廣泛。本文將簡單介紹樁基的分類及幾種常用樁的特點和比鉸。
一、樁基礎分類
樁可按荷載原理、材料形狀(或斷面)、大小、性能及樁端支承情況等分類。
1、按材料可分為木樁、鋼筋混凝土樁、鋼樁及組合材料樁等,其中鋼筋混凝土樁又可分為普通鋼筋混凝土樁;預應力鋼筋混凝土樁;預應高強度混凝土樁;鋼筋混凝土樁使用最廣泛。2、按樁的使用功能可分類豎向抗壓樁、豎向抗撥樁、水平受荷樁、復合受荷樁。3、按成樁方法可分為非擠土樁、部分擠土樁和擠土樁。4、按承載性能分為摩擦型樁和端承型樁,摩擦型樁又可分為摩擦樁和端承摩擦樁;端承型樁又分為端承樁和摩擦端承樁。5、按樁徑大小分為小樁(d≤250mm)、中等直徑樁(250mm
二、樁基的特點
下面將介紹灌注樁中的鉆孔樁和預制樁中的預制鋼筋混凝土方樁和預應力鋼筋混凝土管樁。
1、鉆孔灌注樁。灌注樁采用泥漿護壁,水下澆筑混凝土的施工工藝,樁徑一般在550-850mm之間,它是一種非擠土性樁,優點是對周圍環境要求低,對鄰近建筑物及管線的影響小,可以和圍護樁同時施工,減少工期,可以進入貫入阻力Ps值較大的砂土層,充分利用砂土層的高摩阻力,提高單樁承載力。缺點是采用現場混凝土的地下澆筑,鉆孔泥漿護壁,因此成樁質量難以控制及造成環境污染。
2、預制鋼筋混凝土方樁。預制方樁是現場或工廠預制的一種鋼筋混凝土樁,沉樁一般采用壓入方法,由壓樁機將預制方樁壓入土層。預制的樁優點是樁質量容易保證,沉樁比較直觀,因此樁身質量的檢測工作量相對比灌注樁小,由于預制樁的質量保證度高,因此其樁的摩阻力和端承力均比灌注樁大,混凝土用量節約,但預制樁采用靜力壓樁方法時,其沉樁時通過貫入阻力Ps較大的砂層時很困難,而且預制樁對施工機具的要求較高,尤其是單樁承載力高的預制樁,需要大噸位樁機。
3、預應力鋼筋混凝土管樁。預應力管樁是近期開始大量使用的一種樁型,它采用預應力鋼筋和高強度混凝土,進行工廠預制,從而節約了混凝土用量,增加了樁長與樁截面面積的比值,使產生相同樁周阻力(與方樁比)時所占用混凝土用量最小,這樣就達到經濟節約目的,預應力管樁的工程造價比預制方樁的價格略低,必須注意的是預應力管樁由于有土塞效應,它仍為擠土樁。
三、樁基的選型比較
1、單樁承載力方面。選擇合適的單樁承載力,實質上就是選擇合適的樁長、樁徑和樁基持力層,層數低重量稍輕建筑物一般可選擇含有砂性的粘性土層作持力層。層數高重量大的建筑物一般可選擇礫砂層或更硬的粘性土層作持力層,樁長根據這兩層土的埋深不同而不同。后者土的樁端阻力明顯大于前者,如樁長再增加,樁的側摩阻力也明顯加大,因此,它的單樁設計承載力較高,樁徑與樁長有一定的聯系,隨著樁長的增加,樁徑也應該隨之加大。采用鉆孔灌注混凝土方法施工,它可以進入不同的土層,且可以深入承載力較高的礫砂層,利用礫砂層的高摩阻力來提高單樁承載力,因此灌注樁的樁長選擇范圍較大。
2、施工質量方面。鉆孔灌注樁的沉樁特點,決定了它的樁身質量受施工技術好壞的影響很大,經常發現樁身出現夾泥和蜂窩現象,技術處理比較困難,由于質量難保證,現在施工灌注樁工程低應變檢測數量為100%,同時設計人員往往在確定樁數時留有一定的系數,使樁數增加。預制方樁、預應力管樁采用工廠和現場預制成樁,樁身質量易保證,采用靜力壓入法施工,可保證預制樁的單樁設計承載力大小,做到心中有數。鉆孔灌注樁由于沒有擠土效應,施工時不會影響工地周圍的管線和建筑,適用于比較狹小的場地內施工。但灌注樁由于要用泥漿護壁技術,施工場地需要進行很好的圍護,否則泥漿外溢可能會影響周圍的環境。預制方樁施工場地比較干凈,沒有泥漿排出,不會污染周邊環境。預制樁的缺點是擠土效應明顯,尤其是目前采用靜力壓樁施工法擠土更加明顯,對距離較近的建筑物和管線有影響,施工時必須采用防擠措施進行處理。預應力管樁對環境的影響與預制樁基本相同,但由于它采用空心管樁時有一部分土要入樁內,擠土效應比預制樁稍有改善。
關鍵詞:樁基;施工技術;施工控制
Abstract: pile foundation is the base type of high-rise buildings in China, this article from the preparing work before pile foundation construction, pile construction method and quality control problems of high-rise building pile foundation construction are studied.
Key words: pile foundation; The construction technology; Construction control
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
樁基礎具有承載力強、穩定性好、沉量小且均勻的特點。隨著住宅建設步伐的加快,樁基已成為在土質不良地區修建各種建筑物特別是高層建筑所廣泛采用的基礎形式。樁基礎的作用是將上部結構較大的荷載通過樁穿過軟弱土層傳送到較深的堅硬土層上,以解決淺基礎承載力不足和變形較大的地基問題。
1樁基礎施工準備
在樁基礎施工前,應做好現場踏勘工作,做好技術準備與資源準備工作,以保證打樁施工的順利進行。
1.1施工現場及周邊環境的踏勘
現場踏勘調查的主要內容包括:查明施工現場的地形、地貌、氣候及其它自然條件;查閱地質勘察報告,了解施工現場成樁深度范圍內土層的分布情況、形成年代以及各層土的物理力學性能指標;了解施工現場區域內人為和自然地質現象,地震、溶巖、礦巖、古塘、暗濱以及地下構筑物、障礙物等;了解鄰近建筑物的位置、距離、結構性質、現狀以及目前使用情況;了解沉樁區域附近地下管線(煤氣管、上水管、下水管、電纜線等)的分布及距離、埋置深度、使用年限、管徑大小、結構情況等。在施工前,對樁基施工的現場進行全面踏勘,以便為編制施工方案提供必要的資料,也為機械選擇、成樁工藝的確定及成樁質量控制提供依據。
1.2技術準備
樁基礎施工前應編制施工方案,明確成樁機械、成樁方法、施工順序、鄰近建筑物或地下管線的保護措施等;計劃施工進度,根據工程總進度計劃確定樁基施工計劃(含進度計劃,勞動力需求計劃及材料、設備需求計劃);制定質量保證、安全技術及文明施工等措施;進行工藝試樁,確定合理的施工工藝,確定工藝參數。
1.3現場準備
施工現場首先應清除現場障礙物,成樁前應清除現場妨礙施工的高空和地下障礙物,如施工區域內的電桿、跨越施工區的電線、舊建筑的基礎或其他地下構筑物等,這對保證順利成樁是十分重要的。其次,要使場地平整,高層建筑物的樁基通常為密布的群樁,在樁機進場前,必須對整個作業區進行平整,以保證樁機的垂直度,便于其穩定行走。
2樁基礎的沉樁施工技術
2.1預制樁的施工
①錘擊法。樁基施工中采用最廣泛的一種沉樁方法。以錘的沖擊能量克服土對樁的阻力,使樁沉到預定深度。一般適用于硬塑、軟塑粘性土。用于砂土或碎石土有困難時,可輔以鉆孔法及水沖法。常用樁錘有蒸汽錘、柴油錘(見打樁機)。②振動法。振動法沉樁是以大功率的電動激振器產生頻率為700~900次/分鐘的振動,克服土對樁的阻力,使樁沉入土中。③壓入法。壓入法沉樁具有無噪聲、無震動、成本低等優點,常用壓樁機有80噸及120噸兩種。壓樁需借助設備自重及配重,經過傳動機構加壓把樁壓入土中,故僅用于軟土地基。④射水法。錘擊、振動兩種沉樁方法的輔助方法。施工時利用高壓水泵,產生高速射流,破壞或減小土的阻力,使錘擊或振動更易將樁沉入土中。射水法多適用于砂土或碎石土中,使用時需控制水沖深度。
2.2灌注樁成樁
灌注樁成孔方法主要有泥漿護壁成孔、沉管成孔及干作業成孔等幾種。在成孔后放置鋼筋籠、澆筑混凝上,形成灌注樁。對于鉆孔灌注樁施工中遇到需要補強的樁體,除了使用地質鉆機已鉆一個取芯孔外,應再鉆一個孔。一個用做進漿,一個作出漿孔。孔深要求達到補強位置以下最少lm,柱樁則應到達基巖。用高壓水泵向一個孔內壓入清水,將夾泥和松散的混凝土碎渣從另一個孔沖洗出米,直到排出消水為止;用壓漿泵壓漿,第一次壓入水灰比為0.8的純水泥稀漿,進漿管應插入鉆孔lm以上,用麻絮填塞進漿管周圍,防止水泥漿從進漿口涌出;為使漿液得到充分擴散,極大地限制下面鋼箱梁的受拉能力,鋼材受拉性能好的特點沒有發揮出來,而且為了限制現澆層混凝土裂縫的產生,還要另外施加預應力,形成了一方面是本身有材料而不能發揮其能力,一方面還要另外增加額外的材料去保證結構受力,比較理想的做法就是去掉上面的混凝土現澆層,而在鋼箱底板上根據計算需要鋪設現澆層,這樣就是一種比較理想的受力模式,并且在下部鋪設混凝土現澆層,可以極大增加墩頂范圍鋼箱梁的剛度和穩定性,節省了鋼材。
2.3樁基礎施工過程中樁位復核
在預制樁施工過程中,當土質較差時,打樁擠土效應是影響樁位準確性非常重要原因,在樁基礎施工過程中要不斷的對樁位進行復核。在某住宅小區的預應力管樁試壓施工過程中,由于其土質為淤泥質粘土,樁位最大被偏移230mm。針對此情況,在施工過程中施工技術人員使用經緯儀及鋼卷尺不斷對樁位進行復核,取得良好的效果。又如在某住宅小區的預應力管樁試壓施工過程中,由于其雜填土層較厚,地下情況比較復雜,在試樁過程中經常斷樁,需要經常開挖清除地下障礙物。針對此情況,建設單位果斷作出調整樁型,工程得以順利進行。因此在施工預制樁時,技術人員應先研究項目的地質報告,針對擠土效應采取必要的樁位復核措施。
3樁基施工階段的控制要點
3.1 鉆孔過程控制
在每次鉆孔前應該重新復核該樁位及標高,確保無誤;檢測終孔的孔深、孔徑、孔斜度及二次清孔后的沉漿密度、沉渣厚度。參照地質勘探報告,檢查是否已經達到設計持力層以及進入持力層的深度。施工中如果遇到地質變化,進入持力層深度不能滿足設計要求時,應根據具體情況適當加深 0.5m~1.5m,以保證達到設計承載力。沉漿密度應符合規范要求。沉渣厚度不大于 100mm。
3.2 鋼筋籠檢查
主要檢查鋼筋籠的制作質量、下籠、焊接質量、搭接長度。分段制作的鋼筋籠的長度以鋼筋的定長為宜,但不宜短于 6m,連接時 50%的鋼筋接頭應予錯開焊接,且兩鋼筋軸心在一直線上。為避免灌注導管掛籠及鋼筋籠上浮,籠底鋼筋略成喇叭狀。對非全長配筋的樁,鋼筋籠頂標高低于地面時用吊筋將鋼筋籠焊接牢固,防止下落。鋼筋籠的保護層最好是設置成混凝土滾輪,厚度為混凝土的保護層厚度,每隔2m均勻布置 4 個,穿在箍筋上,這樣既保證保護層厚度,又能減少對孔壁的擾動。在焊接施工時要特別注意焊縫的飽滿程度。
3.3 灌注水下混凝土
灌注前應檢查孔內的泥漿性能指標和孔底沉渣厚度,如超出規定應進行二次清孔。混凝土應有較好的和易性即流動性、粘聚性、保水性,只有這樣才有良好的抗離析能力,才能真正保證樁身混凝土的質量。施工實踐表明樁基澆筑過程中的堵管也與混凝土的離析有關。首批混凝土下落后,混凝土應連續澆筑,沒有特殊原因,不得長時間中斷,防止坍孔情況發生,最好使用商品混凝土。
3.4 鋼筋籠上浮的預防
為防止鋼筋籠上浮,當導管口低于鋼筋籠底部 2m~3m ,且混凝土表面在鋼筋籠下 1m 左右時,應放慢混凝土澆筑速度,當混凝土面上升至骨架底口 4m 以上時提升導管使其底口高于鋼筋籠底部 2m 以上,恢復正常的灌注速度。
結語
在樁基礎的施工過程中,施工人員要熟練掌握樁基礎的施工技術。施工單位要制定相關的施工質量標準,對施工部門要加強培訓和管理工作。要通過技術人員和管理人員的共同努力來控制施工質量,切實保障建筑的安全性與穩定性。
參考文獻:
[1]張小松. 探討樁基礎設計中值得注意的問題[J]. 黑龍江科技信息, 2009.
關鍵詞:橋梁;樁基礎;施工技術
引言:由于樁基屬于隱性工程,橋梁在建成以后就看不到了,然而橋梁的穩固與否、安全與否、以及使用壽命等幾乎都取決于樁基。樁基越穩定橋梁就越安全,反之則公路橋梁的危險系數就越高。尤其是多風、或者是地下地質情況不穩定的區域橋梁樁基施工技術更是顯得尤為重要。
一、橋梁樁基施工的前期準備
(1)施工設計 詳細、合理、科學的設計是一項工程在施工中必不可少的,施工設計是在未施工以前,相關技術人員根據相關國家要求進行論證后形成的技術依據,依據施工設計進行施工,可以避免很多不必要的技術難題。
(2)試驗原材料 水泥、外加劑、砂石料、鋼筋等原材料必須檢驗合格,配合比設計、鋼筋可焊性等試驗必須出具試驗報告,并上報監理辦批復,方可使用。加快申請工地試驗室臨時資質,以便指導后序工作的順利進行。
(3)測量 經過測量后,通過相關數據做好施工要求。
(4)場地平整及清理 施工前應對加工廠場地進行壓實整平,滿足場地建設要求,進行清除雜物、拆除各種構筑物以及地面附著物。
二、護筒埋設及質量控制要點
埋設護筒:在施工過程中,護筒通常采用工具式鋼護筒,在使用回轉鉆的過程中,與鉆頭直徑相比,內徑要超過其100mm,同時在上部設置1~2個溢漿孔。為了確保護筒埋設位置的準確性和穩定性,通常情況下護筒與坑壁之間的空隙通過采用粘土進行填實處理,護筒排漿口與泥漿溝之間保持相通,同時將護筒中心線與樁位線控制在50mm,在粘性土中護筒埋設深度為1.0米,護筒的上口高出地面100~200mm,進而在一定程度上避免泥漿面出現上下浮動防止坍孔,并且確保孔內漿面高出地下水位1.0m以上。一般情況下,護筒埋設在一定程度上是為了避免在鉆孔過程中發生穿孔現象,在鉆孔泥漿循環過程中便于放設泥漿泵,同時在澆筑混凝土的過程中,可實現由外護筒進行保護等。所以,在埋設過程中,一般采用雙護筒方式進行埋設,所謂雙護筒就是分為內外兩層的護筒。
三、泥漿攪拌
在橋梁工程中,泥漿在穩定地層、支撐孔壁、冷卻鉆頭與鉆具等環節發揮著非常重要的作用。通常情況下,根據現有的工程現狀,將泥漿分為:人工泥漿是指將水、黏土、添加劑按照一定比例混合配制而成的混合物;原土泥漿在造漿技術方面要求比較低,進而在一定程度上使得成本也相對比較低,施工需求完全可以滿足。需要結合實際施工條件和經濟技術水平等選擇合適的造漿方式,在泥漿攪拌過程中,需要重點掌握泥漿的濃度。泥漿濃度大小要合適,泥漿過稠,鉆頭施工的阻力和清孔的難度就會大大增加,進而對施工進度與施工質量造成一定程度的影響;反之,排渣的阻力將會大大增加,護壁的效果同時也會明顯的降低。
四、鉆孔及質量控制
在鉆孔初期,需要事先啟動泥漿泵和轉盤,待空轉一段時間后,泥漿輸入數量達到一定要求后實施鉆進。在鉆進過程中,應迅速、安全的接卸鉆桿,進而在一定程度上防止因停鉆時間過長,造成孔底沉淀;鉆進過程中,一方面隨時復核鉆具長度,另一方面檢查鉆桿是否發生彎曲。另外,根據土層的實際情況,結合地質資料,對鉆進速度進行隨時的調整,防止發生塌孔、縮頸及樁孔歪斜現象。
完成鉆孔后,對孔深、孔徑以及其垂直度進行檢查,符合要求后,將1~2袋水泥投入孔內,通過鉆錐進行沖擊,進而在一定程度上使鉆孔內泥漿、鉆渣和水泥進行混合,形成混合物,然后通過掏渣筒進行掏渣,完成掏渣后,在孔底注入1.1~1.2的稀泥漿進行換漿處理,在這一過程中,充分利用鉆桿在原位進行第一次清孔,當孔底沉渣厚度低于50cm時,安放鋼筋籠,安放鋼筋籠完成后,在澆筑混凝土的導管進行第二次清孔,完成清孔后及時澆筑混凝土。
五、清孔
在橋梁工程施工過程中,灌注樁技術應用較為廣泛。為了達到滿足灌注之前的泥漿比重要求,需要實施兩次清孔工作。當鉆孔深度達到設計的后,進行第一次清孔。通常情況下通過鉆機進行清孔換漿,通常情況下,第一次清孔工作是否符合相應的技術要求,在一定程度上直接影響整體工程的質量,第一次清孔工作不能因為實施第二次清空而被忽略。通常情況下,第一次清孔可以清除大部分沉渣和泥塊,因此清孔工作的強度比較大;對于第二次清孔來說,通常情況下采用粗截面導管形式,進而降低沖力。當布置完成鋼筋籠與導管后,實施第二次清孔,將這一工序中產生的泥塊沉渣等予以清除。在清孔過程中,防止發生坍孔現象。
六、鋼筋籠制作與安裝
按照設計圖紙制作鋼筋籠,同時利用螺旋或焊接環形箍筋,進而在一定程度上確保在運輸、吊裝過程中防止鋼筋籠發生變形,并且每隔2米需要加設一道加強箍筋,鋼筋的保護層用預制混凝土小圓盤套在加強箍盤上,進而在一定程度上避免下放鋼筋碰的過程中出現撞孔壁的現象,同時能夠對鋼筋籠保護層進行相應的控制。吊起鋼筋籠,同時垂直扶正,將鋼筋籠沿導向鋼管緩緩下放。成孔后立即安放鋼筋籠,進而在一定程度上減少孔底回淤。
七、灌注混凝土
在配置混凝土的過程中,砂、碎石等混合料的級配要良好,進而在一定程度上確保混凝土的灌注質量,同時混合料的最大尺寸與結構物的尺寸在一定程度上保持匹配,鋼筋的間距,以及澆筑混凝土等環節要進行嚴格的控制。在雜物含量方面,集料需要符合相應的規范要求,必要的情況下,通過清洗或過篩的方式進一步去除不良雜質。通常情況下,利用厚度3mm的鋼板卷制焊接導管,進而充當灌注混凝土的基本工具,根據樁徑、樁長等實際情況決定具體直徑。通常情況下,導管的分節長度需要低于提升設備的高度,同時需要便于拆裝與搬運,并且對連接位置加強處理。在孔中放入導管,將導管置于樁孔的居中,同時需要確保導管絲扣的嚴密性。在灌注混凝土時,導管底部與孔底之間的距離控制在3~5m。在灌注之前,充分利用球膽,進而在一定程度上確保混凝土的澆灌質量。首批灌注的混凝土需要確保保量,對于導管需要埋入混凝土0.8m以下。根據初盤混凝土凝固的時間進而確定灌注的時間。
八、結束語
我們的橋梁需求隨著我國建設事業的不斷推進而不斷提高,相關基礎設施的建設項目也越來越多,而橋梁樁基施工質量關系到橋梁的整體結構,樁基礎施工技術水平的高低直接關系著橋梁樁基工程的質量和進度,是橋梁建設的關鍵,也影響著橋梁工程交付使用后的安全和質量,在進行樁基施工的過程中,會出現各種意外的情況,要及時采取處理措施,以保證施工質量。
參考文獻:
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關鍵詞:人工挖孔樁 施工 及缺陷樁 處理
中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A 文章編號:
一特殊地質下人工挖孔樁的施工組織
1工程概況:
本項目為北京市六環路(##~##段)公路工程第##標段,起止樁號為K23+200~K25+300。本標段主要工程數量:主線道路總長度為2100m,跨河橋1座,汽車通道橋1座,互通式立交1座(共設A、B、C、D、E五條匝道,總長度為2388.32m,主線橋1座,B匝道橋1座)。工程造價1億元人民幣。
2地形、地貌及地物
本標段位于山區和平原交界處,所處地貌單元為永定河沖洪積扇的上部,場區內主要為道路、廠房及民房,現狀地形基本平坦。
3地層巖性
① 人工堆積層(第1大層):表層為厚度3.40~6.10m的輕亞粘土填土、中亞粘土填土層,生活垃圾、建筑垃圾、房渣土層。
② 新近沉積層(第2大層):人工堆積層以下為新近沉積的重亞砂土、輕亞粘土層,粉砂、細砂層。
③ 第四紀沉積層(第3~5大層):新近沉積層及人工堆積層以下為第四紀沉積的卵石層,細砂層,重亞砂土、輕亞粘土層。
4地下水條件
本場區地下水位埋深為自然地面以下45m左右。
上述為互通式立交主線橋1#~10#軸所在區域的地質狀況。
據地勘報告、現場調查及人工挖樁試驗,地層內含有大量卵石,地下水水位較低,樁基施工可采用沖擊鉆成孔和人工挖孔成孔。
5準備工作:
6施工工藝
①挖樁程序
第一節樁孔開挖:以樁中心為圓心、樁身半徑+護壁厚度為半徑(見圖),用白灰撒出圓周開挖線。護壁中心與樁中心的偏差不得大于20mm。人工用鍬、鎬由上到下逐層開挖,如遇堅硬土層先用錘、釬破碎,挖土順序為先中間后周邊,允許誤差為3cm 。
第一節護壁澆筑:第一節護壁頂面應高出地面30cm(見圖),地面以上部分先澆筑。將高程控制點引至第一節護壁頂面,以便隨時檢查孔深。垂直運輸設備包括鋼質三腳架、電動轆轤、滑輪組、鋼絲繩、吊桶等,必須安裝穩定、牢固,并使吊桶中心線與樁中心線重合。
第二節樁孔開挖開始使用垂直運輸設備,挖孔人員必須戴好安全帽,以防土塊、石塊等雜物墜落傷人。用拴樁點交叉拉線吊線錘控制樁中心,用尺竿檢查樁孔直徑及井壁圓弧度,用第一節護壁頂面高程控制點檢測孔深。
當樁間凈距小于2倍樁徑且小于2.5m時,應采用間隔開挖。護壁應符合下列規定:
護壁配筋(見圖):豎直方向放置φ8鋼筋,沿圓周方向間距為50cm;水平環形箍筋同樣采用φ6鋼筋,上下間距為25cm。
護壁模板采用1m/節組合式鋼模板,U形卡連接,“八”字型放置(見圖),拆上節支下節循環使用。
護壁混凝土強度等級為C25(同樁身混凝土),坍落度為3~5cm,人工用鋼筋棍插搗密實。
護壁厚度不得小于15cm,上節與下節搭接10cm。
挖試樁時,護壁混凝土采用現場自拌,經檢驗,強度滿足要求;正式施工時,考慮到現場自拌的質量和數量限制,擬采用商品混凝土。為加快護壁混凝土早期強度增長速度,可在混凝土中 摻入適量早強劑。
每節護壁均應在當日連續施工完畢。護壁模板應在混凝土澆筑24小時后且強度達到10MPa后方可拆除。護壁上出現蜂窩現象時應及時補強,以防孔外水通過護壁滲入孔內。同一平面上護壁直徑的極差不得大于50mm。不得在樁孔內水淹沒模板的情況下澆筑護壁混凝土。
②鋼筋籠加工、運輸及吊放
鋼筋進場后,按照不同種類、等級、牌號、規格及生產廠家分批驗收,分別堆放(墊高并遮蓋),不得混雜,并設立識別標志。
鋼筋籠加工尺寸嚴格按照設計要求執行。主筋接頭采用滾軋直螺紋連接,主筋與加勁箍筋間采用點焊,主筋與螺旋箍筋間采用20號火燒絲綁扎,加勁箍筋接頭采用10d(鋼筋直徑)單面搭接焊。鋼筋籠自上而下以2m間距設環形混凝土墊塊,橫向圓周不少于4處,以保證鋼筋籠的保護層。為保證鋼筋籠頂高程正確,在籠頂設吊環,并按照樁的編號掛牌。
鋼筋籠采用自制炮車運輸。采用汽車吊吊放鋼筋籠,吊放前清除孔底虛土和積水。由于鋼筋籠為柔性,且長度較長,因此在起吊過程中不得使鋼筋籠產生不可恢復的變形;下放鋼筋籠時,人工輕輕扶持,對準孔位,垂直下放,避免碰撞孔壁;由測量人員嚴格控制鋼筋籠頂高程,達到設計高程后用吊杠固定,防止其下沉或灌注混凝土時上浮。
③灌注混凝土成樁
干孔灌樁的傳統方法是用串筒下灰、振搗器振搗,由于人工下孔振搗既不安全、速度又慢,擬采用導管灌注水樁的施工工藝。
吊放鋼筋籠后應及時灌注混凝土。采用商品混凝土,罐車運輸,坍落度為18~22cm。導管直徑為30cm,其接頭須安裝嚴密,確保密封良好,使用前進行水密承壓試驗和接頭抗拉性能試驗。用汽車吊將導管吊入孔內,位置應居中,導管下口距孔底應小于0.5m。
灌入首批混凝土后,導管埋深不得小于1.5m。首批混凝土灌入正常后,應連續不斷地灌入混凝土,嚴禁中途停工。在灌注過程中,應經常用測錘探測混凝土面上升的高度,保持導管埋入混凝土的深度不得小于2.5m。在每次提升導管前必須探測混凝土高度,以確定導管埋深。隨著孔內混凝土頂面的上升,逐節快速拆除導管,時間不宜超過15分鐘,拆下的導管應立即沖洗干凈。
為保證樁頭混凝土質量,樁頂高程以下3~5m用振搗器振搗密實。混凝土灌注12小時后進行濕水養護。
④樁頭必須鑿至潔凈混凝土面,樁頭表面不得有斜茬,掉角。并逐根對樁進行無破損檢測。
二 人工挖孔樁在特殊地質下的優越性
通過工程中相鄰標段(地質條件基本相同)施工樁基,分析不同方法施工1米摩擦樁的各項指標,與人工挖孔樁進行對比。首先確定樁徑一致,基本樁長約25m。人工挖孔平均25天成孔,每天12小時工作制;沖擊鉆平均9天成孔一顆,工作時間每天24小時。以此推算出1米成孔所需的條件——
在注重環保及節約的今天,人工挖孔無疑是比較優越的一種施工方法。因為在后期清理現場時,泥漿處理費用和填泥漿坑的費用很高,污染很大;同時也大大降低了噪音污染。
進度上人工挖孔樁可以同時施工100顆,而沖擊鉆最大條件也就限于10顆,最終的進度基本一致;在城市施工中,拆遷壓力較大,空中障礙較多,許多地方只能依靠人工挖空進行。
三人工挖孔樁的可行性分析
本次工程項目約1500棵樁采用人工挖孔,其原因是因為地質條件不適用常規機械成孔,且工期緊張,電力及燃料匱乏;只是僅僅的1500棵樁基,就讓10家施工單位認識到人工挖孔樁的可行性。其原因有以下幾點:
1進度加快
人工挖孔樁每天每顆成孔1m,每班組2人,每天可以挖2棵,25人的隊伍就可以同時挖50棵樁基,以樁長30m計算,在30天時,可以一并完成50棵,相對于橋梁而言,基本叫做完成了基礎。而機械成孔在工藝的要求下,雖然單樁成孔較快,但總體時間還會更長,因為設備投入量和施工場地影響,造成進度偏慢。
人工挖孔樁施工后,樁基現場不會存在臟亂差的現象,后期處理地面或地基的因素大大降低,相對于機械成孔,水下混凝土灌注樁基,泥漿處理、泥漿坑回填等同樣占用工期。
2質量優良
橋梁樁基施工為水下、地下作業項目,根本就是不可見性質的施工項目;然而,人工挖孔樁施工將不可見變為可見,樁基施工過程基本可控制,相對于推算的檢測結果與實測實量的檢測結果,誰都知道實測實量的結果更為準確。尤其是近年來一些“單樁接柱”的設計,更需要樁基鋼筋籠對中位置準確,人工挖孔樁100%可以精確對中,使受力更好。無論是質量評定方面的標準,還是實際意義上的結構力學指標,人工挖孔樁都優于機械成孔水下灌注樁。
3成本優勢
我們在論文中分析過1.5米直徑的樁基,人工挖孔樁與機械成孔樁基每米直接費用基本相差500元,其間接費用就更無法計算了,人工挖孔從材料、能源、環保等各項均優于機械成孔。
結語
樁基施工技術還在不斷的完善和發展中。對于社會企業而言,最重要的是確保業主滿意的條件下獲得最大效益,同時達到節約的目的。灌注樁已得到廣泛地采用主要是因為它具有設備簡單、施工方便,經濟效益較為明顯,具有極強的適應性等優點。從更深一層看人工挖孔樁的優越性就更加明顯,在保證安全的情況下,確實值得推廣。
參考文獻:
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前言
影響橋梁撞機施工的因素非常的多,從人為原因到自然因素,任何一方的處理偏差就可能出現劣質工程。對于鉆孔灌注樁成孔與后來的水下混凝土灌注施工來說,溶洞無疑是最大的挑戰。若施工總缺乏技術應對措施,那么灌注孔的質量與成孔率無疑會下降。溶巖地質條件下的鉆孔灌注具有較多病害類型、較為復雜困難的應對技術。比如會出現混凝土超灌、埋鉆、漏漿、卡鉆等。因為病害往往出現在施工環節,且發生位置比較深。所以,孔洞分離法或局部溶洞填充硬化法為其處理措施,完成溶洞跨越,再施工。本文主要談論了原有的施工技術方案,并根據在鉆孔樁基施工中的工作經驗,分析研究了在溶巖區如何進行橋梁基礎鉆孔灌注樁施工,希望對在建或將建的同類工程提供參考,完善施工設計。
確定巖溶地區地質條件
樁基礎施工前必須準確掌握地質構造條件,無論是常規樁基還是溶洞樁基礎。所以,施工作業之前,一定要對溶洞類型、大小、方位做準確判定,保證質量,為后續的溶洞處理提供可行性參考。鉆孔探測法與地址鉆探法是重要的溶巖地質確定法。
1.地質鉆探法
該法主要應用工程地質鉆探技術,對樁基安設處的溶巖發育的溶洞、溶溝與溶槽等將其標注在柱狀圖上。此項工作在設計橋梁基礎上不能忽略,重要性明顯。在施鉆樁基礎之前,應該對各根樁基位置地質情況,溶洞類型與大小等,以此制定后續的施工方案。若橋梁樁基處的地質情況處理起來相對麻煩,那么應保證樁位與地質情況的一一對應,不可漏缺,同時,鉆探資料也是每根樁基必不可少的。若地質資料缺乏,那么必須補充鉆探,群樁基要更加仔細。
2.施工探測法
對于溶洞位置的把握有多種方式,在施工時,通過漏漿位置、鉆頭處的沖擊響應、反饋則是施工探測法。此法技術與經驗要求高,工作人員需技術純熟,同時要結合地質探測資料、設計圖紙綜合判斷。此法可對溶洞柱狀高度、形狀、大小做分析,雖然此法的安全性不容了干,鉆孔事故多有發生,但是,并不能回避施工探測法,是必然的鉆孔施工環節,所以,要仔細應對。
巖溶地區鉆孔技術
在巖溶地質條件下樁基鉆孔非常困難,確保順利鉆穿溶洞層并沒有卡鉆、漏漿、掉鉆與坍孔情況是技術難點。這就需要鉆孔者事先要對鉆孔區的地質情況心中有數,時刻關注鉆孔時是否出現泥漿在樁基周圍流出、泥漿是否下沉等。工程鉆孔人員要結合具體情況,制定解決空洞、頂板穿越、護壁與造壁、斜面開孔等施工技術方案,確保鉆孔有序穩定推進。本文根據自己的施工經驗重點介紹以下 3 種方法。
1.填充法
(1)溶洞范圍小,溶洞高度1米至3米之間, 地質報告顯示溶洞內有全充填物,或半充填物且鉆孔過程中無漏漿現象可以判斷在該樁鉆孔過程中不必采取特殊的處理措施, 可按常規樁基礎施工。如果地質報告顯示該樁基礎溶洞內無充填物且鉆孔過程中出現嚴重漏漿現象。則根據地質報告和漏漿位置分別按以下方法處理。在卵石層與砂石層漏漿時,可將優質黏土投入或提高泥漿的比例,以低沖程持續沖擊,讓卵石層與砂石層與黏土融合,可實現漏漿的良好防止。在鉆進巖層漏漿時,將含砂量不高的黏土塊投入孔內,通過沖擊將黏土擠入基巖裂隙中, 一般可防止漿液漏失; 在溶洞或嚴重破碎地層漏漿時,可將水泥、片石與黏土混合投入孔內,以沖錘持續積壓沖擊,構建人工造壁,可穩固與膠結孔壁,對漏漿通道完全堵塞。24小時后待水泥強度達到2.5mpa后再繼續沖穿過溶洞。樁基礎成孔后在溶洞范圍內的鋼筋籠在溶洞上下1m范圍內定位筋上焊接4mm鋼板圓筒,保證混凝土質量。如圖如下圖(1)
2.鋼護筒跟進法
溶洞高在3-5m的多層溶洞,且多層溶洞間距較小,或者地質報告與實際地形不符合的情況畢竟勘察孔只能揭示一小部分, 就是說即使地質圖中標明的是小溶洞, 也有可能是大溶洞或與大溶洞相聯通,回填法無法止不住漏漿的情況下可采取鋼護筒穿越處理,先用沖擊錘進行沖孔、擴孔,然后采用振錘把鋼護筒振沉到溶洞底部(圖2)
3.壓力注漿方法
根據地質鉆探資料揭示溶洞裂隙較多,壓力注漿處理法也在可樁基施工時出現的塌陷、漏漿等嚴重情況時做預處理。溶洞內有填充物時,對溶洞采取提前注漿處理以固結填充物;壓力注漿法通常是將4個鉆孔布設在樁基處周圍注漿,如果溶洞很大,或者在質地鉆探后發現溶洞分布面積很廣,那么可擴大注漿預處理面積與增加注漿孔數量。以0.8:1~1:1為漿液水灰比,以0.3~0.5MPa為注漿壓力控制范圍。砂石在溶洞內完全固結后,便能以沖擊鉆施鉆。這種施工方法的前提條件是溶洞內必須富含砂石等充填物而不能為空洞。。這種方法雖然成本較高, 但操作簡單, 處理效果可靠。
常見問題及處理方法
1.卡鉆與處理辦法
以沖擊鉆施工,孔壁會因鉆頭的劇烈抖動而被沖破,導致孔壁不規則,抑或出現梅花孔的情況。另外,若鉆頭磨損嚴重,沒有有效補焊,鉆孔孔徑會慢慢縮小,在鉆頭補焊以后或使用新鉆頭,則發生重新鉆孔情況。在施鉆時,因為具有太大的沖程,溶洞頂板可能被突然擊穿,出現鉆頭旋轉提鉆失敗。這些情況都可能引起卡鉆。通常有以下預防辦法:鉆頭及時補焊或者更換,將片石重新填入樁孔中。首先使用小沖程鉆進,再慢慢的增大,直到沖程正常,實現正常鉆孔。小沖程鉆孔也可在施鉆溶洞頂板時采用,重視鉆頭旋轉,打開溶洞后,應將粘土或片石拋填在溶洞內,慢慢實現鉆孔正常。
2.埋鉆與處理辦法
埋鉆問題比較多見且處理起來非常困難,造成原因為孔壁的塌陷。當鉆孔位置處于巖溶地層,此處溶洞頂板非常薄且埋深不大。由于太大的沖程,溶洞頂板就會被砸擊,引起鉆頭掩埋、地表下陷、溶洞坍塌等事故。通常處理辦法為:若發現漏漿,則要將鉆頭及時提起,向孔內注漿并補水,穩定水壓,并及時將漏漿位置堵住。在穿越溶洞時,盡量選用小沖程鉆進作業,避免溶洞頂板垮落。同時,預先備好拖拉裝置,為后續的鉆機撤離提供條件。
3.混凝土泄漏與處理措施
泥漿密度小于混凝土密度是混凝土在樁基鉆孔時出現泄漏的原因。因為,孔壁的測壓會在混凝土的水下灌注而增加,對已經產生的片石粘土孔壁封閉環構成壓力,進而造成混凝土的泄漏。一般的處理措施為:若溶洞的高度不大,在其內現行構建孔壁封閉環,然后將片石、粘土混合物拋入其中,高度應該比溶洞頂板地面更高,再以鉆孔方式提升孔壁強度與厚度。若空溶洞具較高高度且沒有填充物,那么要以鋼護筒跟進,鋼護筒的直徑要與設計樁徑相當,逐漸送到溶洞底部,在溶洞底部的堅硬圍巖為鋼護筒實現緊密連接后,再按設計標高機械施工,并以施工工序進行后續混凝土的灌注。
結語
工程質量安全不僅關乎資源的合理利用,也關系到人員的生命財產安全。在樁基施工中,溶巖地質是令人頭痛的劣質地質,處理難度大。本文以實際工作經驗為參考,說明樁基孔鉆時,應注意溶巖類型、大小與發育程度,巖溶水、地下水性質出發,做好技術應對。
關鍵詞:溶洞區施工;樁基礎施工技術;鉆孔施工法;護筒跟進法
中圖分類號:F830文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)06-0190-02
一、工程簡介
黃山至衢州高速公路(浙江段)起自安徽桃林與浙江齊溪皖浙省界處,與黃衢高速公路安徽段終點連接。開化互通主線地處開化縣城東,離開化縣約1.6km處,所在區域低山丘陵,地勢陡峻,基巖埋深較淺,巖性復雜,有凝灰巖、灰綠巖、粉砂巖、泥巖、泥質灰巖等,巖體較為破碎,風化較深,地層結構十分復雜。開化互通主線橋及B、C、E匝道橋區域溶巖十分發育,溶洞多而廣,部分溶洞洞徑大,呈充填、半充填軟塑狀亞粘土混碎石及無填充狀態。根據樁基逐根鉆孔地質勘測顯示溶洞最深28m、有充填物溶洞,樁基礎部分區域溶洞間呈網絡狀相互連通,其充填物主要有亞粘土、粘土、含礫亞粘土、含碎石性粘土、含角礫亞粘土、軟塑狀亞粘土等。
二、方案比選和確定
根據掌握的地質狀況及施工特點,從技術、經濟等方面經過比較,采用挖孔樁孔壁支護法、鉆孔施工法及鉆孔樁護筒跟進法三種施工技術配合使用來處理溶洞。具體如下:
(一)挖孔樁孔壁支護施工法
樁長在20m以下,有溶洞且溶洞較小(一般在5m以下)的樁基地層中無較厚砂礫層或砂層,且溶洞水位較低時采用挖孔樁孔壁支護法較為適宜。
(二)鉆孔施工法
樁長在25m以上,當地層中有較厚的中粗砂層、風化嚴重的礫石、碎石,地下涌水量較大有溶洞且溶洞較大(一般在5m~10m),孔內水位較高時采用鉆孔施工法較為適宜。
(三)鉆孔樁內護筒跟進法
當樁基地層中存在較厚的砂礫堆積層,且溶洞上方有較厚的砂礫層,溶洞在10m以上的且溶洞呈充填、半充填狀態采用護筒跟進法較為適宜,采用內鋼護筒沉放穿過淤泥、砂礫堆積層、溶洞區域,增強樁基護壁強度,保證正常混凝土灌注,防止塌孔。
根據互通開化橋梁互通區所處地質條件,選擇內護筒跟進法施工。
三、施工過程
(一)施工工藝
溶洞發育明顯,有的為多層溶洞并有明顯裂隙發育,施工時漏漿量大,采用全護筒跟進巖層頂面,防止漏漿量大而導致覆蓋層塌孔。
內護筒直徑通常比樁徑大150mm,采用10~12mm厚的鋼板卷制而成。長度一般宜比超前鉆所確定的溶洞深度值長3米,可分節運到現場。首先用與內護筒相當的沖錘沖擊成孔,根據地質超前鉆探結果,當沖錘在溶洞上方1m時,要反復提升沖錘,上下慢放輕提。當沖錘不在受到阻礙時,說明頂部已成孔并且是圓滑垂直的,此時注入高密度護壁泥漿,然后移開鉆機,采用60KW以上的振動錘和25t以上的吊機配合打設鋼護筒,鋼護筒采用鋼絲繩活扣綁住,分節吊裝焊接,分節高度為8.0~10.0m,孔口對焊,振打入樁孔內,一般每節振打需10~20分鐘,孔口對焊,對焊時嚴格要求兩鋼護筒保持豎直狀態,在同一軸線上,且焊縫牢固,打入后無漏水現象。注意在沉入內護筒前,應采用檢孔器檢查鉆孔的大小及傾斜度,保證內護筒能順利沉入溶洞區內。鋼護筒施工完成后,將鉆機恢復原位繼續鉆進。在護筒底部100cm范圍內導管灌填小碎石素水泥混凝土,待固結后即可重新沖孔至終孔標高。終孔后,經成孔檢查和清孔驗收合格,吊裝鋼筋籠,采用導管法灌注水下混凝土。
(二)施工注意事項
1.開鉆前,有關技術人員和操作手都要熟悉該樁位的地質情況及溶洞的位置、規模、發育情況,對施工中可能出現的問題要掌握采取的措施和操作要領。
2.泥漿必須采用膨潤土,容重達1.2g/m3以上,減少孔壁內外的壓力差,有效護壁,另外,為防止沉淀,在泥漿中滲入0.1%~0.4%的純堿。
3.溶洞頂板的擊穿采用小沖程,一般80cm以下,溶洞內進尺仍要采用輕壓小沖程,每進尺2m回填2m,循環至樁底,這樣既能使孔壁充分擠壓密實,防止擴孔,減少混凝土的灌入量,又能在巖面傾斜較大時使孔底形成一個平臺防止卡鉆。
4.要求對套內護筒法施工過程的每個環節(從確定內護筒長度,內徑到沉放方法至內護筒與溶洞底部間空隙的處理)都落實到位,才能順利成孔。
5.由于溶洞樁基的施工具有不可預見性,復雜性,危險性等諸多特點,因此在溶洞處理過程中隨時觀察發生的異常情況.應全天候安排多名專職技術人員觀察泥漿中的浮渣及水頭變化,并充分準備泥漿,片石、黃土等應急物質,吊車、鏟車導管處于待命狀態,及時解決臨場出現的各類異常問題,確保工程質量和施工安全。
6.鋼筋籠的施工和混凝土的澆注應盡可能迅速、防止發生意外情況發生,清孔最早在早上進行,使混凝土的施工時間在白天,便于操作,并應盡量縮短施工間隔期,鋼筋籠在1~1.5h完成,混凝土在3~4h完成。
7.混凝土0中摻入適量的粉煤灰,使混凝土有較好的和易性,塌落度控制在18~22cm,緩凝時間要求不小于8h,可加入一定量的緩凝劑(水泥用量的0.4%左右)。
8.灌注過程中加大導管埋深,一般控制導管埋入深度不小于3 m,混凝土澆注時,派專人觀察混凝土面的上升情況和出漿量變化.混凝土面的上升高度和出漿量與混凝土的灌入量成正比,若有異常,應分析原因,并采用相應對策。若混凝土灌入量增加,說明部分混凝土進入溶洞。若溶洞灌入量減少,說明孔壁坍塌或縮徑,應果斷重新澆注,切忌抱有僥幸心理。
四、結語
關鍵詞:橋梁;鉆孔樁;施工技術
Abstract: along with the highway and high speed railway infrastructure projects such as the rapid development of bridge engineering is more and more, because of the cast-in-place pile quality is reliable, the stratum strong adaptability, is widely applied in bridge engineering, and the bridge of bored piles with large in diameter, and the features of the over-filling. Therefore, in order to reduce the cost, improve the production efficiency and drilling pile of drilling, reinforced system, and concrete casting pile construction such as breaking and research of the technology is necessary.
Keywords: bridge; Drilling pile; Construction technology
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
1概述
橋梁鉆孔樁施工機械主要有旋挖鉆、沖擊鉆等成孔方式,其中最常見者為沖擊鉆成孔;鋼筋籠加工采用加工場集中制作,同時完成樁基礎四電接口的施作;樁基澆筑采用水下混凝土澆筑方式;樁頭的破除方式主要有人工風鎬逐步鑿除法和脫筒套法。
2鉆孔樁施工技術
2.1沖擊鉆成孔技術
2.1.1適用地質條件和成孔原理
沖擊鉆成孔適用于各類地質條件,廣泛應用于卵石、堅硬漂石、巖層及各種復雜地質等橋梁樁基施工中。其施工原理是將沖錘式鉆頭提升一定高度后自由下落而產生沖擊力來破碎巖土,然后根據泥漿檢測結果及時采用掏渣筒取出渣漿的方式逐漸成孔。
2.1.2泥漿池
根據不同的樁長和樁的數量,通常泥漿池容積為所成樁容積的1.5倍,具體尺寸根據施工場地條件進行設計,且應設置造漿池、循環池和沉淀池以便于泥漿循環使用和滿足環保要求。
1).造漿材料以水化快、造漿能力強、粘度大的膨潤土或接近地表經過凍融的粘土為宜。
2)..泥漿性能指標見表1
表1泥漿性能指標表
項目 相對密度 黏度(s) 含砂率(%) pH值 膠體率(%)
數值 1.03~1.10 18~22 <4% 8~10 >95
3).調制泥漿
制漿前,先把粘土塊盡量打碎以便于攪拌成漿,提高施工效率和泥漿質量。攪拌成漿有機械攪拌和鉆頭攪拌兩種方法。為了有效的控制施工成本,常采用將造漿材料加水放入造漿池內浸透再人工攪拌-人工攪拌成漿的方式。
2.1.3施工場地平整
平整施工場地,清除雜物,換填軟土,夯打密實,以免產生不均勻沉降,場地較陡時需采用木枕搭設堅固穩定的工作平臺,以確保場地穩固,避免發生鉆機傾覆等安全事故。
2.1.4測量放樣
根據設計單位移交的測量控制點,布設施工測量控制網,然后依據施工測量控制網先放出墩位中心線,再放出各樁位中心線,并根據經監理審批的放樣結果在穩定的基礎上設置護樁,以便于精確標識樁位中心點,確保樁位偏差滿足施工規范和設計文件要求。
2.1.5護筒埋設
護筒主要作用為準確引導鉆進方向,隔離地表水,保護孔口不坍塌,以及使孔內水位(泥漿)孔內水位宜高于護筒底腳0.5m以上或地下水位以上1.5~2.0m,形成靜水壓力(水頭),保證鉆進工程中孔壁不坍塌。
護筒埋設時,護筒中心軸線對正樁位中心,其偏差不得大于5cm,并保證護筒豎直。護筒埋設完成后,復測護筒中心位置和傾斜度,滿足要求方可進行下道工序施工。
2.1.6鉆機安裝就位注意事項
鉆機在施工平臺上安裝就位完成后,進行試運轉,并檢查下列各項,若不符合要求進行調整、加固。
1)鉆機平臺、鉆機及鉆架穩定牢固,確保不產生位移及沉降。
2)起吊滑輪組與轉盤中心在同一鉛垂線上。
3)鉆頭、鉆桿中心與護筒中心的偏差不得大于5cm。
4)電力及機械系統運轉正常。
5)鉆機就位后,應測量護筒頂、平臺標高,用于鉆孔過程中進行孔深測量參考。
2.1.7鉆孔
(1)待造漿池泥漿經檢測在1.05以上后開始鉆進。為了孔位準確和鉆孔樁垂直度滿足要求以及防止泥漿四溢污染環境,開孔速度應緩慢,待鉆進一定距離后再以正常施工效率進行鉆進。正常鉆進工程中起、落鉆頭的速度宜均勻,不得過猛或驟然變速。
(2)在沖擊鉆進中取渣和停鉆后,應及時向孔內補水或泥漿,保持孔內水頭高度和泥漿比重及粘度,且孔內出土不得堆積在孔位周圍。
(3)鉆每隔2m或地層變化時,在泥漿槽中撈取鉆渣樣品,分析土質,并做好記錄,與設計資料核對分析,以便于根據地質條件及時調整鉆進速度和鉆孔壓力。當鉆孔地質與設計明顯不同時,及時向監理工程報告,并請設計單位派員進行現場核查或開展變更設計工作。
(4)鉆進過程中隨時測定孔深、孔徑及斜度,若出現異常現象,應及時停鉆并采取有效措施處理。
(5)經常觀測泥漿面標高,保持孔內泥漿壓力,定期測定泥漿的各項指標,并做好檢測記錄,根據實測情況對泥漿指標進行調整,確保鉆進施工安全順利。
2.1.8清孔及沉渣處理
清孔主要是為了抽換原鉆孔內的泥漿,降低泥漿的相對密度、粘度含砂率等指標,清除鉆渣,減少孔底的沉渣,防止樁底沉渣過厚影響樁基承載力,并為灌注水下混凝土創造良好的條件,保證混凝土的質量。
鉆進終孔后,將鉆錐稍提離孔底10~20cm,并保持泥漿的正常循環,對孔徑、孔深、孔位、豎直度進行檢查確認合格后,開始采用撈渣筒清孔,少量不能清除的沉渣采用專用鉆頭將其鉆磨成粉末,通過調節泥漿比重使其懸浮的方式清理出孔。
當孔內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%,粘度17~20s,沉渣厚度柱樁不大于5cm和摩擦樁不大于20cm時,可以停止清孔。同時嚴禁采用加深鉆孔深度的方法代替清孔。
2.2鋼筋籠制作
2.2.1鋼筋籠加工
(1)鋼筋籠采用加工場采用胎卡具集中制作,
主要的制作方式有人工制作和滾焊機制作兩種方式,