葛品
中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 江苏省高邮市 225600
摘要:结合现场的泥浆护壁灌注桩的施工经验,本文主要介绍了河网地区泥浆护壁钻孔灌注桩的施工方法,对施工过程中各个施工环节及注意事项进行了简单的阐述。
关键词:河网地区;泥浆护壁;灌注桩
1、前言
随着我国建设的快速发展,施工技术的不断进步,混凝土灌注桩基础凭借着自身适应性强、成本低、施工工艺简单、承载力大等特点,在工程中得到了广泛应用。
泥浆护壁灌注桩属于隐蔽工程,其施工质量的好坏将直接影响到结构的安全,甚至引发安全事故,造成不良的社会影响。因此,对施工过程中每一环节都应严格要求,各种因素都应详细的考虑,如地质因素、工艺技术、护壁、清孔、钢筋笼的安放以及混凝土的灌注等。本文主要对河网地区泥浆护壁灌注桩的施工工艺进行简要的分析阐述,浅谈施工中可能出现的各种问题及预防措施。
2、工程概况
2.1、设计情况
本工程为35KV集电线路,位于江苏省高邮市甘垛镇北部,横泾河以南、第二沟以东,少部分风机位于横泾河以北。南北跨度约10.5km,东西跨度约6.0km。该地区降水丰富,地势较低而平缓,河流支流多,地下水源足,暗河多,具有河网地区的典型特点。
2.2、工程地质情况
根据已完成钻孔揭露的地层结构、岩性特征及物理力学性质,结合静力触探曲线和土工试验成果,勘探深度内(最大勘探深度48.00m,对应高程-44.82m)均为第四系沉积物,主要由第四系全新统、上更新统冲积、湖积成因的粉质黏土、黏土、粉土层等组成,共分为6个大层、12个亚层和3个夹层。
2.3基础情况
本工程所选用的桩型为摩擦桩,使用强度等级为C25的商品混凝土。根据受力情况不同,直径分别设置为700mm、800mm、1000mm、1200mm,有效桩长从6.8m到25m不等。
3、工艺流程
3.1工艺流程
场地平整→桩位放线→开挖泥浆池→埋设护筒→钻机就位、孔位校正→成孔→第一次清孔→安放钢筋笼和钢导管→第二次清孔→灌注混凝土→成桩。
3.2、试成孔
施工前应进行工艺性试成孔,数量应不少于两根,目的是确定拟选择的机械设备是否符合现场地质情况,查验现场地质条件与地勘报告是否相符,并通过试成孔确定一系列施工参数。
3.3、埋设护筒
先进行测量放样,测设桩位,并在桩位中心设十字护桩,将护筒埋设至地面以下下1~2米,在护筒外围对称回填最佳含水量的黏土,并分层压实,以免漏浆。
3.4、钻机就位及钻进
1)本工程采用正循环钻机,钻机支设应稳固,底部铺设枕木。调整钻机站位,精准就位。钻机就位精度须满足以下要求:1)钻机四个支点应平稳,保持在同一水平面上;2)转杆垂直,转盘、钻头和护筒中心连成三点一线。
2)钻机就位后,启动钻机,开始钻进。初钻时先启动转盘和泥浆泵,空转一段时间,待转杆中含有一定量泥浆后,方可开始钻进。
3)开始钻进时,钻进速度需适当控制,在护筒根脚处慢速钻进,需要有坚固的泥浆护壁,钻至护筒根脚下1.0m后,可按土质情况正常钻进,钻进过程中,不应扰动护筒位置。
3.5、第一次清孔
成孔后进行第一次清孔,一般采用高密度、高黏度、低含砂率的优质泥浆清孔。清孔过程中,及时清除沉淀池中的沉渣,逐渐降低泥浆密度,第一次清孔必须彻底,保证沉渣厚度符合要求。清孔结束后进行验收,验收合格方可进行下一步施工。
3.6、钢筋笼制作、骨架安装
1)钢筋笼骨架制作应符合设计尺寸,主筋采用HRB400钢筋,箍筋采用HPB300钢筋,主筋与箍筋间采用绑扎或点焊连接,桩长大于10米时,钢筋笼可以分段制作,分段以6-8米为宜,主筋连接采用E43型焊条焊接,须满足双面焊接长度大于5d的要求,接头应相互错开。钢筋骨架保护层为50mm,保护层垫块采用混凝土支撑辊或预制混凝土垫块。钢筋笼在转运过程中应避免出现扭转、弯曲等变形。
2)钢筋笼骨架用吊车起吊安装,宜两点起吊,起吊前检查钢筋笼骨架是否顺直。当钢筋骨架进入孔口后,应扶正钢筋骨架,严禁摆动,碰撞孔壁。徐徐下放钢筋笼,直至钢筋笼骨架下放到位。
3.7、导管安放
导管采用内径为250mm的钢导管,相邻导管用T型螺纹连接,使用前检查导管和螺纹的完好,并进行试压试验,检查导管的密闭性,防止导管在灌注混凝土过程中进水,造成桩身的夹泥、断桩。
3.8、第二次清孔
在安放导管后,混凝土浇注前,必须进行第二次清孔。按规范要求,沉渣厚度控制在100mm范围以内。施工中,严谨用加深钻孔深度的方法代替清孔。
3.9、水下混凝土灌注
1)第二次清孔验收合格后应立即浇注混凝土。如长时间未灌注混凝土,在灌注混凝土前应再次清孔。
2)使用的混凝土宜为商品混凝土,具有良好的和易性,坍落度通常控制为18~22cm,粗骨料粒径不大于40mm,灌注前混凝土应充分搅拌,不得有分层离析现象。
3)开始灌注混凝土时,应有足够的混凝土储备量。能使导管下口一次埋入混凝土面以下0.8m以上。水下灌注混凝土时,导管不得拔出混凝土面,以免造成桩身夹泥、断桩;必要时,在孔口处安装排浆泵,将废弃泥浆回收到泥浆池中。混凝土灌注应连续施工,施工过程中的一切故障均应记录备案。
4)控制最后一次浇注量。混凝土灌注达到桩顶设计标高,应超灌1000mm且保证充盈系数不小于1,停止灌注混凝土,逐节拔出导管,凿除混凝土上表面的浮浆层。
5)按设计位置预埋地脚螺栓,支护模板,浇筑混凝土至设计标高并收面。
4、成品保护
浇筑完成的混凝土灌注桩,不应立即在其附近施工,防止碰撞桩身,造成桩身凹陷、掉边或裂缝;土体的侧向压力也会导致桩身变形、错位或断裂,施工中,应做好桩身的保护工作。
钻进过程中常出现的问题及解决办法:
1 坍孔
施工中,常遇到坍孔的问题。产生的原因主要是由于孔内流砂、松散土含量过高,钻头钻进速度过快而导致泥浆护壁不均匀或泥浆密度低而造成的。有时,孔内护壁泥浆面低于孔外水位也会导致坍孔。
预防措施:钻进过程中,应及时添加适当密度的黏土泥浆;遇流砂、松散土时,适当加大泥浆密度,控制钻进速度,保持孔内水位高于孔外水位0.5m以上。对于轻度坍孔,可以采用加大泥浆密度和提高孔内水位的方法进行处理;当坍孔严重时,需要投入适量黏土,沉入流砂层,形成结块,钻头慢速钻进,形成挤密平台,阻止流砂涌入。
2 钻孔偏移、孔大、孔斜
通常,由于桩机不稳、转盘转杆不垂直、桩机磨损或转杆弯曲都会导致钻孔偏移、孔大、孔斜等问题。在钻进成孔时,遇到软硬土层或较大石块时,钻头所受阻力不匀,也可能致造成钻孔偏移、孔大、孔斜。
预防措施:安装桩机时,架稳桩机,对转杆进行垂直校正,保证施工时桩机不发生倾斜或位移;检修钻孔设备,如转杆弯曲及时更换,安装导正装置,也可以防止孔斜;遇软硬土层时应控制进尺速度;低速钻进;偏斜过大时,填入黏土,重新慢速钻进,控制转速,慢慢提升、下降钻头,反复扫孔、纠正几次;这样可以在一定程度上减少钻孔的偏差。当纠正无效时,只有回填黏土,待回填土密实后重新钻孔。
3 钻孔漏浆
遇到透水性强、有地下暗河的土层,会出现钻孔漏浆的问题,护筒埋设过浅,回填土不密实或水位过高时也会出现钻孔漏浆问题。
预防措施:适当增大泥浆密度,倒入黏土慢速转动,反复扫孔,增强护壁。埋深护筒,护筒根部用黏土分层回填压实,适当控制孔内水面高度,均可有效避免钻孔漏浆问题出现。
5. 结语
截至目前,本项目泥浆护壁灌注桩工程已经完成施工,按照设计要求对所有桩身完整性进行低应变检测,检测结果良好,均为一类桩,符合设计要求,本工程质量控制良好。
参考文献:
[1] GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》[J]
[2] JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》[J]
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[4] 《建筑施工手册》第四版
[5] GB 51004-2015《建筑地基基础工程施工规范》[J]