浅谈公路工程钻孔灌注桩基础施工
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钻孔灌注桩在公路工程施工中的应用分析摘要:本文主要针对工程中经常遇到的几个问题进行论述,可供同类工程借鉴参考。
关键词:公路工程钻孔灌注桩施工技术1 钻孔施工过程中常见事故预防与处理1.1 护筒下沉护筒下沉往往是因为地质不良和开钻前的准备工作不足所致。
因此在护筒就位前,施工技术人员一定要对施工现场作详细地了解。
因为设计中所给的地质资料往往与现场有差异,遇到这种情况应实地检查就位场地松软情况,以便确定护筒埋设深度及方法,严格按规范施工,护筒周围夯实,底部要埋至粘土层以防漏水。
如发生护筒下沉,钻孔施工中应在保证不坍孔的前提下采取加固措施,如加大护筒埋深。
冬季钻孔施工常因护筒周围未夯实而引起漏水致使护筒下沉,这时应查明原因以防水头突然损失造成坍孔、埋钻等。
发现这种情况应紧急停机提钻,及时加固护筒,堵住漏水处后重新开钻。
1.2 钻孔倾斜钻孔倾斜一方面是由于钻机底座基础不稳定发生不均匀沉降造成钻盘倾斜所致;另一方面和地质情况密切相关,如地层中有孤石、探头石等不均匀情况;还有因地质复杂和地层的软硬交替,施工人员为抢进度盲目加压钻进而造成钻孔向软弱层倾斜。
鉴于此,对钻孔倾斜这种事故应以预防为主,施工前要检查钻机底座基础是否稳定,同时也要随时注意地层的变化,采取正确的钻进工艺减压钻进。
发现钻孔倾斜时应该分析是上述哪方面原因造成,若基座基础不稳,则应加固;若是地层因素,可在孔偏斜处吊住钻锥反复扫孔使孔正直;对偏斜严重的钻孔应加填粘性土到偏斜处,待沉淀密实后再钻进。
1.3 坍孔坍孔是钻孔桩施工过程中的常见事故,主要有两方面原因:一方面是地质因素,如地层中有流砂层或砂砾层;另一方面是钻进过程中的某种原因造成水头突然损失引起坍孔。
此外泥浆质量不好或比重不适也可能引起坍孔。
因此施工时应仔细分析地层情况,注意积累所施工地层的地质资料以便改进施工方案。
当发现坍孔不严重时,可调整泥浆比重向孔内抛散粘土;如坍孔部位不深,可采取深埋护筒法;若坍孔严重,应立即提钻移开钻机,以免埋钻或造成钻机倾覆,并确定坍孔位置及范围大小。
钻孔灌注桩施工及疑难问题解决方法摘要根据多年施工经验对钻孔灌注桩施工过程中出现问题的原因进行分析,并提出解决问题的办法。
关键词土建工程桩基处理技术钻孔灌注桩施工广泛用于公路桥梁及高层建筑基础施工中,万丈高楼地下起,桩基质量直接关系到整个建筑物的稳定性,也直接影响工程进度与效益。
因此做好钻孔灌注桩施工是十分重要的。
由于灌注桩施工过程大部分为水下作业,属隐蔽性工程中难度大、复杂性强的一种,所以施工过程会遇到形形色色疑难问题。
那么如何做好桩基施工?施工过程中会有什么样难题及如何解决这些难题呢?以下笔者将根据多年钻孔灌注桩施工经验阐述解决这些问题的方法,供同行借鉴.1 钻孔灌注桩机械的选择根据地质和地形条件选择相适宜机械是降低成本提高效率的有效途径,根据目前常见的设备,一般而言冲抓锥和回旋钻设备适用于崎岖不平的地形,同时只适用于摩擦桩施工,施工成本相对低。
由于桥梁桩基基本为嵌岩桩,因此这两种设备适用性较小。
三角冲击钻和冲击钻适合于各类地层,前者动力小、轻便适用于桩径小、地形差的桩基;后者适合于各类地层但对场地要求高,成本也相对高。
表1列出了国内常用钻孔设备及特点。
由于冲击钻适应性广,在基础施工得到广泛运用,本章就冲击钻施工中遇到的各种情况的原因和解决办法进行探讨.2 钻孔灌注桩施工前准备工作钻孔灌注桩施工前准备工作是减少质量和安全事故的前提.(1) 三通一平:即通路、通水、通电、场地平整是各项工作开展的前提,如为水上作业还要搭设平台,便桥。
(2)设备材料检修和锤的焊接,检查包括滑轮、钢丝绳是否磨损,卷扬机运转情况。
锤的焊接大小一般比设计桩径小2~5cm(沙土层厚时取大值,不易扩孔地层取小值),锤牙长度一般为4~6cm。
材料可以为废钢轨,如为硬质岩时应改用耐磨牙。
检查保护圈是否完好。
(3) 钻机的就位:前后走管必须在同一高度,地基松软程度不一时应用木桩加固,防止偏孔,就位时保证桩基中心与钢丝绳垂直时一致。
B RIDGE&TUNNEL桥梁隧道桩基在桥梁建设过程中起着举足轻重的作用,桩基的承受力直接影响着桥梁的质量。
在桩基建设过程中,应该根据桥梁桩基施工工艺流程,做好每一个环节的施工建设工作,以此来规避影响桥梁质量风险。
灌注桩属于隐蔽工程,但由于影响灌注桩施工质量的因素很多,对其施工过程中每一环节都必须严格要求,对各种影响因素都必须有详细的考虑,如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等,若稍有不慎或措施不严,就会在灌注中产生质量事故,小到塌孔松散、缩颈,大到断桩报废,给国家财产造成重大损失,直接影响工期并对整个工程质量产生不利影响。
本文结合某工程简要叙述了桥梁钻孔灌注桩的施工工艺及施工中应注意的一些问题。
水下混凝土的灌注施工方案水下混凝土的灌注施工方案的选取,主要结合现场的实际情况、工程的设计要求以及设备配置状况来合理选择合适的施工方案,使工程能满足设计及规范要求。
本项目采用直升导管法灌注,即混凝土通过导管下口进入到初期灌注的混凝土(作为隔水层)下面,顶托着初期灌注的混凝土及其上面的水或泥浆上升。
此方法主要是灌注混凝土必须连续,而且必须在首批混凝土初凝前的时间内进行。
灌注设备的准备施工设备是公路工程的命脉,没有它或它的性能不佳就不能保证工程的顺利进行。
对于钻孔灌注桩,机械设备的完好、配套是保证灌注水下混凝土的质量的基本前提。
在施工前,现场技术人员应对施工设备的组织、完好性等进行严格的检查,达到施工条件后方可开仓,以保证施工过程中设备的正常运转,确保灌注桩的质量。
组织一台性能良好的备用发电机是钻孔桩水下混凝土灌注施工中必备的设备,以防电网断电或发电机损坏,从而影响水下混凝土的灌注施工,甚至发生断桩的质量事故。
混凝土搅拌机的选择。
其主要依据为水下混凝土的灌注时间,即第一盘混凝土拌和加水至钻孔桩水下混凝土灌注结束止,根据钻孔桩长度、桩基的直径等因素决定。
混凝土运输设备的选择。
钻孔灌注桩施工规范钻孔灌注桩的施工技术和质量控制钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的,其施工过程无法观察,成桩后也不能进行开挖验收.施工中任何一个环节出现问题,都将直接影响到整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。
因此,要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实,并加强施工质量管理,密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量,力争将隐患消除在成桩之前.因此在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范,核查地质和有关灌注桩方面的资料,对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制订出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录,以便有效地对桩基施工质量加以控制。
1. 成孔质量的控制成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分,其质量如控制得不好,则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等,还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。
因此,在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作。
1.1 采取隔孔施工程序钻孔混凝土灌注桩和打入桩不同,打人桩是将周围土体挤开,桩身具有很高的强度,土体对桩产生被动土压力。
钻孔混凝土灌注桩则是先成孔,然后在孔内成桩,周围土移向桩身土体对桩产生动压力。
尤其是在成桩初始,桩身混凝土的强度很低,且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的,故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施.1。
2 确保桩身成孔垂直精度这是灌注桩顺利施工的一个重要条件,否则钢筋笼和导管将无法沉放。
为了保证成孔垂直精度满足设计要求,应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固,经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施,并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。
1.3 确保桩位、桩顶标高和成孔深度。
在护筒定位后及时复核护筒的位置,严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm,并认真检查回填土是否密实,以防钻孔过程中发生漏浆的现象。
在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化,为准确地控制钻孔深度,在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录,以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。
【关键字】施工第一章施工工艺框图第二章施工准备一、材料及主要机具1、水泥:护壁采用42.5级、桩身采用42.5级普通硅酸盐水泥。
2、砂:中砂或粗砂,含泥量≤5%。
3、石子:粒径为0.5~4cm的碎石,且含泥量≤2%。
4、水:不含有害物质的河水或井水或其它洁净水。
5、外加剂:应通过配合比试验选用,若掺粉煤灰,掺合料应根据配合比试验确定。
6、钢筋:钢筋的级别、直径必须符合设计要求,有出厂证明书及检测试验报告。
7、机具:手摇式钢提升架、手推车、镐、鍬、手铲、钎、线坠、吊桶、钢丝绳、串桶(或导管)、振捣棒、插钎、安全活动盖板、照明灯,电焊机、通风设备、潜水泵、活动爬梯、安全帽、安全带、钢筋切割机、电焊机、钢筋加工台座、卷扬机、串桶(或导管)、振捣棒、插钎、砼运输橄榄车、冲击钻、吊车、钢护筒、泥浆泵、发电机等。
8、砼:由搅拌站集中供料,拌和站采用40型、50型拌和机各一套。
9、模板:弧形木模,由四块拼装而成。
二、技术准备根据施工现场工程地质资料、水文地质资料、桩基工程施工图、图纸会审纪要及技术交底等有关资料制定切实可行的施工方案;调查施工场地和邻近区域内的地下管线(管道、电缆)、地下及地上构筑物,并记录备查,对挖孔和抽水可能危及的建筑物应预先采取加固措施,并上报有关单位备查;操作人员提前进行培训,充分了解施工技术规范、设计意图、地质资料、机械性能、操作规程,牢固树立安全生产和创造优质工程意识。
施工前应组织图纸会审,会审纪要连同施工图等作为施工依据,列入工程档案;桩基施工用的临时设施,如供水、供电、道路、排水、临设房屋等,必须在开工前准备就绪,施工场地应进行平整处理,以保证施工机械正常作业;场地及四周应设置排水沟,并制定废渣的处理方案;施工前应由施工单位的技术负责人和施工负责人逐孔全面检查各项施工准备,逐级进行技术、安全交底和安全教育,使安全管理在思想、组织、措施上都得到落实。
三、施工工序1、挖孔桩根底:场地整平--放线、定桩位--挖第一节桩孔土方--支模浇灌第一节混凝土护壁--在护壁上二次放线,测设标高及桩位十字轴线--设置手摇式垂直钢提升架、安装吊土桶、潜水泵、鼓风机、照明设施等--第二节桩身挖土--清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度和直径--拆上节模板、支第二节模板、浇灌第二节混凝土护壁--重复第二节挖土、支模、浇灌混凝土护壁工序,循环作业直至设计深度--检查桩底持力层状况,并报监理工程师检查确认后--清底--对桩孔直径、深度、倾斜度等进行全面检查验收--清理虚土、排除孔底积水--吊放钢筋笼就位--浇灌桩身混凝土。
钻孔灌注桩施工工艺及注意事项钻孔桩基础施工简便、操作易掌握、设备投入一般不是很大,因而,无论在铁路、公路、水利水电等大型建设,还是在各类房屋及民用建筑中都得到了广泛应用。
钻孔桩是在泥浆护壁条件下,利用机械钻进形成桩孔,采用导管法灌注水下混凝土的施工方法。
钻孔、灌注混凝土都是在水下进行,工程质量只能通过科学的过程控制和完工后的仪器检测来确认.因而,对作业人员的操作熟练程度、工艺水平都有较高的要求.如何有效地避免钻孔过程中出现钻头掉落和灌注水下混凝土过程中发生断桩等现象,杜绝混凝土夹碴、不均匀的质量弊病,发生施工质量问题后如何恰如其分地处理以保证整个工程的质量是工程界一直在研究而又未能彻底解决的问题,因此要正确掌握钻孔灌注桩施工工艺。
施工工艺一、准备工作(一)场地平整施工前用推土机平整场地,消除杂物,并夯填细土,以防钻机在钻进过程中发生不均匀沉降,同时对施工用水、泥浆池位置做统一的安排。
桥涵的桩基由测量工程师编写测量放样方案,并经监理工程师认可,实地放样与监理工程师复检后,开始埋设护筒。
(二)材料机械准备合理安排施工进度计划,准备充足的合格原材料,调试设备,确保机械性能良好.(三)试验目的1.检验砼的配合比、坍落度、强度、和易性及凝固时间等指标是否满足施工要求.2.检验施工设备人员及选定的施工工艺是否满足要求。
3。
检验钻进速度、提钻速度等是否满足要求。
4。
检验泥浆的各项指标是否满足要求。
5。
确定最佳灌注时间、灌注速度和安放钢筋笼工序结合的时间.二、施工工艺(一)工艺流程测量放样→设置护桩→埋设钢护筒→钻孔→成孔检测→清孔→吊放钢筋笼→安装砼导管→灌筑砼→破桩头→成品检测。
以上所有流程须经监理全过程监控。
(二)施工方法及施工要点1、测量放样及埋设桩位(1)施工前先修便道,使施工机具顺利进出,能保证钻机在施工中平稳。
然后根据设计提供的导线点(经导线复测闭合后)及水准点用全站仪和水准仪定位,桥墩中线在桥轴线方向上的位置中误差不应大于±15cm,成排成列放样,放样后用钢尺校核。
距挢建设 LuQiao Jian She 建筑与发展
JianZhuYu FaZhan ・59・
公路桥梁工程钻孔灌注桩施工技术 朱云 内蒙古路桥有限责任公司 宋国林 内蒙古呼和浩特市010051
【摘要】钻孔灌注桩技术在公路桥梁及其他领域具有着广泛的应用,并且具有相当重要的作用,所以在施工过程中对于每一个环节都必须 要严格要求,并且需要考虑到各种因素的影响。所以本文主要就桥梁工程施工经验,介绍了桥梁灌注桩施工工艺,并对施工中应注意的问题进行 了探讨.以期为类似工程基础施工提供借鉴。 【关键词】桥梁;钻孔灌注桩;施工;技术
随着大量高层建筑、高速公路及重要水利工程的建设的不断兴起, 桥梁钻孔灌注作为一种普遍存在的形式,得到了广泛的应用,而工程 建设最重要的是工程质量,桩施工单位的施工质量就显得尤为关键。 若要保证灌注桩的施工质量,就必须要注重施工过程中使用的工艺和 质量控制措施。下面主要介绍了桥梁灌注桩施工工艺和每道工序的具 体要求与施工中存在的问题。 一、桥粱钻孔灌注桩施工技术 1、施工前的资料准备工作 (1)施工单位应该提前对设计文件、图纸、资料、现场等进行研 究、查实。对施工地点的工程地质、水文地质、钻孔灌注桩设计图等 相关资料进行反复研究、验证。 (2)施工单位要明确工程概况、设计要求,确定施工方案、配套 设备等,做好技术安全工作和质量保证措施。 2、钻孔前准备工作 (1)整理场地,对施工场地按不同情况进行处理,对于处在水中 的钻孔桩基础要搭设施工平台,对桩基处在早地的情况,需清除杂物 后夯压。 (2)设置护筒,埋设护筒时,其轴线要对准标出的桩位中心,护 筒周围和护简底接触紧密,位置偏差不超过5em,倾斜度不得大于 1%。不允许施工人员进入没有护筒或其他安全设施的钻孔中施工,如 确实需要的必须做好安全防范措施后方可进人施工。 (3)制作泥浆,制浆前,先把黏土打碎,这样有利于在搅拌中成 浆,缩短成浆时间,提高泥浆质量。制浆时,将打碎的黏土投入护筒 内,再用冲击锥冲击制浆,等黏土冲搅成泥浆后,便可进行钻孔。 (4)钻机就位,护筒埋设完毕后,使钻锥中心对准桩位,其对中 误差不得超过5em。 3、钻孔 钻孔桩的关键是钻孔。钻孔的主要方法主要可归纳为3类,即冲 击法、冲抓法和旋转法。 (1)冲击钻机钻孔:冲击法钻孔是用冲击钻机或卷扬机带动冲锤, 借助锤头自动下落产生的冲击力,反复冲击破碎土石或把土石挤入孔 壁中,用泥浆浮起钻渣,或用抽渣筒或空气吸泥机排出而形成钻孔。 冲击钻机的钻头有十字形(实心锤)和管形(空心锤)等数种。在碎 石类土、岩层中宜用十字形钻头;在粘性土、砂类土层中宜用管形钻 头。冲击钻孔的施工要点是:为防止冲击振动使邻孔孔壁坍塌,或影 响邻孔已浇筑混凝土的凝固,应待邻孔混凝土浇筑完毕,并已达到抗 压强度后方可开钻。冲击法造孔时,应采用小冲程开孔,使其坚实顺 直、圆顺,能起导向作用,并防止孔口坍塌。钻进深度超过钻头全高 加冲程后,方可进行正常的冲击。 (2)冲抓钻机钻孔:冲抓法钻孔是用冲抓锥张开抓瓣,并依靠其 自重冲人士石中,然后收紧抓瓣绳,抓瓣便将士抓人锥中,提升冲抓 锥出井孔,松绳开瓣将士卸掉。冲抓钻孔适用于粘性土、砂性土、砂 粘性夹碎石及河卵石地层。但当孔深超过20m以上时,进度大为降低。 此外,因无钻杆导向亦不能钻斜孔。 (3)旋转钻机钻孔:旋转法钻孔是用钻机或人力,通过钻杆带动 锥或钻头旋转切削土壤排出,形成钻孔。旋转钻孔又可分为:人工推 钻、机动推钻或螺旋钻、正循环旋转钻、反循环旋转钻、潜水钻等。 其中人工推钻、机动推钻和螺旋钻的工作原理,适用土层相同,均无 水作业,不需要泥浆,但有地下水的地区不能使用。在桥梁工程中以 正、反循环回转钻使用较普遍。 4、清孔 为了清除钻渣及沉淀层,减少孔底沉淀厚度,防止桩底存留过厚 沉淀土而降低桩的承载力,必须把孔内泥浆抽换,这就是清孔。终孔 检查之后,要立即清孔,隔时过久会导致泥浆、钻渣的沉淀增多,造 成清孔工作难以进行,甚至坍孔。清孔后要在最短的时间内灌注混凝 土。孔深、孔径检查符合要求后便可清孔。清孔的方法需视设计要求、 钻孔方法、机具设备和地层情况而定。清孔后的泥浆性能指标包括: 含砂率41%,比重1.1~1.25,粘度18—20S。 5、钢筋笼的制作 钢筋骨架所用材料要出具合格证明,并根据规范要求,对每批材 料做材质试验,有抗拉强度试验、冷弯试验以及可焊接性能试验等, 实验合格后方可使用。冷拉钢筋的机械性能必须符合相应规范要求, 在使用之前应将表面油渍、漆皮、磷锈等清除掉,钢筋外观无局部弯 曲,成盘、弯曲的钢筋应进行调直。骨架成型前要对主筋调直,做箍 筋用的盘圆钢筋进行冷拉,并根据基桩桩长和施工条件合理得确定每 节骨架的长度,对主钢筋进行配料。钢筋的焊接方式大多可采用绑条 焊、搭接焊等,在设备符合要求以及施工人员技术水平较高的情况下 可采用电阻焊。随机抽样检查每批焊件,确保产品质量。为了确保基 桩骨架的刚度和成型,可以采取在设计中基桩骨架每隔2 3m设一道 加强箍筋的方法,加强箍筋的加工制作会影响着基桩骨架的几何尺寸。 6、灌注水下混凝土 (1)用直径20em导管灌注水下混凝土,仔细检查导管焊缝,并做 封闭水试验。 (2)导管底部应高出孔底30 40em,埋人混凝土内深度2—3m, 上端应设附着振动器,提升速度要慢。 (3)开管的混凝土数量应满足导管埋人混凝土深度的要求,开管 前要备足相应的数量。 (4)混凝土要连续灌注,中断时间不超过30min,灌注的桩顶标 高应高出设计标高0 5m以上。 7、清理桩头 等桩头混凝土强度达到设计值的25%时,拆除护筒并凿除桩头多 余混凝土。达到桩顶设计标高,为保证桩身的质量,桩头混凝土采用 人工手工凿除的方法,不得采用爆破方法进行。 二、钻孔灌注桩施工质量问囊 1、成孔过程质量问题 成孔过程的质量问题主要集中在三个方面:即塌孔、缩径和桩孔偏 斜。塌孔是最为常见的问题,主要有孔口坍塌和孔内坍塌两种常见现象, 孑L口坍塌主要是由于护筒埋置过浅或回填土夯实不彻底,开钻时泥浆比重 较小,钻进过快,致使护筒刃脚下钻孔护壁不牢,孔口排水不畅,长期积 水导致土层处于不饱和状态,外界施加压力以后造成孔口松动坍塌;缩径 形成的主要原因在于塑性土遇水膨胀使孔径缩小,或钻头严重磨耗使孔径 缩小;在施工过程中,钻机底座不平、发生不均匀沉降,钻杆严重弯曲, 钻进的过程中由于受力不均匀使得钻头偏斜形成桩孔偏斜。 (下转第61页) 路桥建设 LuQiao Jian She 建筑与发展 JianZhuYu FaZhan ・61・
浅谈公路工程钻孔灌注桩基础施工
摘要:本文依托于实际高速公路的钻孔灌注桩的基础施工工程,在充分了解其施工工艺流程的基础上,结合前期的施工准备与不同的成孔工艺,对整个公路工程钻孔灌注桩基础施工进行了大体的介绍,在此基础上,进一步分析了公路工程钻孔灌注桩施工过程常见的施工事故及相应的预防对策,有利于加深对整个钻孔灌注桩施工的认识,加强对其事故发生的防护。
关键词:公路过程钻孔灌注桩施工工艺
1引言
桩基础是土木建筑工程深层基础的重要形式之一,桩基础的应用最早可追溯至新石器时代,大量史料记着木桩基础广泛应用于桥梁建设,直至宋朝,桩基础工艺日趋完善。
近代以来,特别是20世纪90年代以后,土木建筑工程向复杂化、大型化、高层化发展,土木建筑工程的发展同时伴随着桩基础工程的施工形式、工艺及设备的大幅度提高。
随着近代高层建筑、超高层建筑、重型厂房以及高工艺公路桥梁等大型工程的出现,桩基础工程的施工要求也变得越来越复杂,桩基的设计形式、施工方法以及器械要求需要适合不同的土质,气候及环境要求。
钻孔灌注桩是一种最常见的桩基础形式,其具有施工工艺简单,成本相对较低,同时对桩基土质及环境要求低等特点,因而钻孔灌注桩广泛应用于我国的水利、土木、建筑及公路桥梁等工程建设中。
2公路工程钻孔灌注桩基础施工的是施工工艺
2.1公路工程钻孔灌注桩基础施工的是施工工艺流程
公路工程钻孔灌注桩的施工有许多工艺,依据不同的环境及钻孔灌注方式,其相应的施工工艺流程也不尽相同,本文依托于某现实高速公路,以其钻孔灌注桩施工为例来予以说明,以下即为该高速公路的钻孔灌注桩的工艺施工流程图:
2.2公路工程钻孔前的准备工作
(1)在明确七种主要钻机的成孔方式与出渣特性的基础上,根据现实地质条件,施工环境以及适用范围确定合适的钻机类型。
(2)施工场地根据不同的环境、条件进行实时调整,钻孔场地应根据桩基的设计要求,结合具体施工方法及相关机械设备的要求具体布置。
(3)根据具体施工标准,提前埋设好护筒,固定好桩位。
(4)依据不同的钻进方法,选择合适的泥浆,调节好泥浆的相对密度、含砂率、失水率以及酸碱度等七项性能指标。
2.3公路工程钻孔灌注桩基础施工的成孔工艺
2.3.1螺旋钻机的成孔施工工艺
螺旋钻机的功能繁多,型号多样化,但无论何种螺旋钻机,其成孔工艺几乎相同,一般螺旋钻机的成孔步骤如下图:
其中钻机的临界速度可通过下式进行计算:,其中:代表钻机的临界角速度,为重力加速度,为螺旋叶片与水平线间的夹角,为螺旋叶片半径,为出渣与孔壁的摩擦系数,为出渣与叶片间的摩擦系数。
2.3.2正循环回转法成孔施工工艺
正循环回转法成孔是通过电机将动力通过连接设备传递给转盘旋转装置,引动钻杆工作。
尽管此种成孔工艺也受到不同钻机的影响,但其成孔步骤与原理基本相似,一般的正循环回转法成孔步骤如下图所示:
其中在钻进时需要合理控制进尺,在不同土质中进行钻进施工时,需要根据现实条件选用不同的钻机,两级钻进时,钻锥直径可通过下式进行计算:,其中:,分别为第一、二级钻锥直径。
2.3.3反循环回转法成孔施工工艺
反循环回转法成孔的特征与正循环回转法成孔正好相反,其一般步骤如下图所示:
其中在反循环中可能出现以下问题:①反循环流动异常;②水位上升过慢③在的情况依然不来水;④钻进瞬间终止。
2.3.4冲击钻机成孔施工工艺
冲击钻机成孔施工工艺步骤如下图:
其中在正常钻进的过程中需要根据土质确定钻进速度,依据现实钻进情况严防事故的发生。
3公路工程钻孔灌注桩问题及预防对策
3.1公路工程钻孔灌注桩基础施工的常见施工分析
3.1.1公路工程钻孔常见事故分析
钻孔事故类型较多,按发生性质来分主要分为人为事故及自然事故,人为事故是指主要由于施工人员操作违规或者施工事故预防措施不恰到而导致的,而自然事故主要是由复杂的地质条件及环境所导致钻孔事故。
本文所研究的钻孔事故主要从发生的频率来区分,具体可分为以下六个部分:坍孔、钻孔偏斜、掉钻落物、十字孔、卡锥以及钻杆折断。
(1)坍孔事故分析
任何钻孔方式都可能导致坍孔事故的发生,坍孔的一般表现形式是钻孔内水位急降并伴生气泡,出碴量明显增多而钻机进尺不动,钻机负荷显著提高,此时可认定为坍孔。
坍孔的一般原因有:①泥浆密度及性能指标不符而结成浆皮;②各种原因造成的钻孔内水头高度不够;③护桶埋设不合理或者钻机放置不恰当;
④不同原因导致的补浆不及时,使得钻孔内水压偏低⑤清理钻孔操作不恰当。
(2)钻孔偏斜事故分析
各种钻进方式都有可能造成钻孔偏斜,一般所说的钻孔偏斜是指垂直偏差度超过深度的百分之一的情况。
一般造成钻孔偏斜的原因主要有以下几点:①钻孔过程中遇到较大的障碍物;②不同地质原因导致钻头有力不均匀;③钻杆弯曲、接头不服、摆动不均;④钻进安装不合理。
(3)掉钻落物事故分析
掉钻落物是指在正常施工过程由于不同原因致使钻机部件或者施工物品以及其他的非钻进工作的物品掉入钻孔给钻进工作带来困难的事情。
一般掉钻落物发生的原因有:①施工操作不当强行扭提,导致钻杆或者钢丝断裂②电机安装错误或者钻杆接头不良滑丝③钻机设备陈旧,零部件老化④施工操作失误,掉落施工器物及设备。
(4)扩孔及缩孔事故分析
局部孔径过大称之为扩孔反之局部孔径过小称之为缩孔。
一般扩孔是因为土质疏松地带,钻机钻进时摆幅过大,造成钻孔局部过大;而一般缩孔的形成主要是由钻头超常磨损以及橡皮土两种原因造成的。
(5)卡锥事故分析
在冲击追钻进时卡在钻孔内无法进退时称之为卡锥。
一般卡锥的主要原因有:①在钻孔中出现十字孔,导致冲锥卡在狭窄处;②焊补大冲锥在猛烈钻进时容易出现卡锥现象;③探头石未打碎,或者发生掉物事故;④操作不当,冲锥倾倒。
(6)钻杆折断事故分析
一般在回转钻进过程中,钻机负荷骤减,钻进停止,提钻再进无果可认定为钻杆折断。
一般造成钻杆折断的原因有:①小径大用易折断;②转速不当;③地质强度高,钻进过于猛烈;④钻进过程中,遇到障碍处理不当。
3.2.2公路工程灌注常见事故分析
灌注混泥土施工环节是成桩的核心工作,在灌注混泥土成桩的过程中各工作小组需有一个明确的分工,在统筹指导下,实现高质量的协作,反应迅速实现高质量的灌注。
常见的灌注事故有导管进水、卡管、钢筋笼上升、灌短桩头以及桩身夹泥、断桩等。
(1)导管进水
导管进水的主要原因有:①混泥土的存量以及灌注手段不准确导致导管底口未被掩埋;②接头处出现缝隙或者焊接处裂开;③操或者探测有误。
(2)卡管
在灌注施工中,混泥土在导管无法下去称之为卡管。
导致卡管主要有以下原因:①由于混泥土本身质量或者其在拌合,运输以及防护方面未做好妥善处理,导致其中的水泥砂浆被冲走而导致卡管;②机械故障或者灌注时间过长导致混泥土初凝而卡管。
(3)钢筋笼上升
钢筋笼的实际位置高于最初设计位置即称之为钢筋笼上升。
钢筋笼上升的主要原因为:①导管安放不正确,出现偏离或者倾斜;②放置的初始位置过高,再加之施工过程中无意中的带高。
(4)灌短桩头
灌短桩头即为短桩。
一般导致短桩的原因是因为误测与孔壁坍方。
(5)桩身夹泥断桩
在灌注施工过程中,由于不同的原因导致的非混泥土进入桩身,导致桩身夹泥,甚至被分为上下两部分而形成断桩。
一般产生夹泥断桩的原因有:①地基地质水环境冲洗稀释混泥土②导管操作过程失误;③混泥土离析,出现空洞。
3.2公路工程钻孔灌注桩事故预防对策
3.2.1公路工程钻孔事故预防对策
(1)控制钻进速度,选用高质量水泥,保证水头稳定,严格控制冲进程度与炸药用量,防止损坏孔壁。
(2)规范安装钻机,严查钻杆接头,采用合适钻进方法。
(3)施工前检查钻机设备、连接装置,清理孔内落物,做好施工掉落防护。
(4)及时更换钻锥,弃用磨损过度的钻头并控制好钻锥摆幅。
(5)分析卡锥的具体原因,避免盲目的强拧强拉而越卡越紧。
(6)选择合适的厚度与钻径,控制钻进速度,经常检查钻机部件,遇到障碍物需认真处理。
3.2.2公路工程灌注施工预防对策
(1)排查出进水的具体原因,然后据此采用适宜的方式进行续灌或重灌。
(2)安装附着式振捣器,加强机械设备的更换及检修,提升灌注效率,假如缓凝剂。
(3)轻晃导管并移至中心,使其与钢筋笼分开,加重钢筋笼中路并缓慢灌注。
(4)避免坍孔,采用规范的探测锤,灌注结束后稀释泥浆掏出沉淀土。
(5)套管,提拔管道适中,规范操作,连续快速的灌注。
4结论
通过对公路工程钻孔灌注桩基础施工流程及相关施工工艺的分析,提出了前期准备工作中需要特别注意的一些环节,同时在钻孔灌注桩成孔环节中,对相应的一些重要控制地方也作出了详细的说明,通过一系列的分析,将其主要的施工流程作了简要的介绍,同时基于施工流程及施工工艺的基础,结合现实高速公路的施工实情,统计相关数据,对公路工程钻孔灌注桩施工过程的一些常见事故进行了阐述,并提出了相应的预防对策。
参考文献
[1]钱让清。
公路工程地质(第二版)[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2005.
[2]陈跃庆.地基与基础工程施工技术[M].北京:机械工业出版社,2003
[3]王俊利,刘会林.砂卵石地层中钻孔灌注桩成孔控制技术[J].施工技术,2011年7月
[4]王斌.钻孔灌注桩施工质量控制措施[J].建筑技术,2010年10月
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。