【摘要】 结合实际工程,介绍了挖空灌注桩在水利水电工程中的应用,探讨了其具体的施工工艺及注意事项,可供相关技术人员参考.
【关键词】 灌注桩;水利水电工程;施工工艺
1.场地地质情况
某水利工程地质情况较复杂,场地地下水位较高。地层自上而下为杂填土、第四系冲积层,具体场地地质情况如下:人工杂填土呈灰黄、灰黑色,由砂土、碎石、粉质黏土堆积而成,稍湿,呈松散状,厚1.1m?4.0m,平均2.3m,标贯击数为5.6击至17.8击,平均10.8击。第四系冲积层根据土性组合可划分为黏土(粉质黏土)和砾砂两层:黏土层以黏土为主,偶夹粉质黏土、淤泥质土,黏土、粉质黏土呈可塑状,局部硬塑,粉土呈稍密状,淤泥质土。砾砂层呈灰白、灰黄色,局部为粉细砂、中粗砂,偶含黏土,局部地段夹薄层黏土、粉土,厚度0.6m?7.8m,平均5.4m,标贯击数为2.3击?22.9击,平均11.8击。
经专家研究决定,采用冲击成孔灌注桩方法进行施工。
2.施工工艺及控制要点
2.1施工准备
由于大中桥大多位于干渠或河沟上,地形复杂,交通不便,必须根据现场情况,施工前对场地进行平整,并对孔位处填高夯实,最好高于地下水位2.0m左右。运输便道通畅,泥浆池挖好,最好在两侧路基外各一个,大小为粧基砼量的2?3倍。
2.2测试放样
首先根据桥位中心坐标和角度及桥位尺寸,详细认真地计算好各桩基础中心点坐标,反复核算无误后,利用控制点放出各桩基础的中心桩,经复测无误后,并用砼进行加固,以防丢失或碰撞偏位。
2.3护筒埋设
以桩基础中心桩为中心。在中心桩外四周设置四个木桩距中心桩两米以外,相对两木桩的拉线交点为中心桩的中点,即桥桩基础中心,用这四个木桩来控制该桩基础的中心点,护筒采用4mm厚钢板卷制,外侧上、下口处用5mm厚钢板加固,直径比桩基础直径大30cm,高度为1.5?2.0m为宜。以桩基础中心点为圆心,人工开挖埋设护筒,护筒上、下口中心与桩中心点重合,护筒上沿高于平台30cm,护筒外周用黏土回填夯实,将护筒上沿高程测出,作好记录。
2.4钻机就位
将钻机用汽车吊机吊起就位,底座垫好枕木,门架顶端要平稳、牢固,防止钻进时振动,钻台要水平,钻杆要垂直,且使钻标吊点、钻台中心与桩基中心重合,护筒排浆与泥浆池间要修导流沟,备好黏土,待机械设备调试检查全部运转正常,即可开钻,钻机的方向要便于砼运输车灌注。
2.5桩孔的钻进
由于土质较松软,砂粒较细,钻进过程中采用增重减压钻进,即加重钻头,保持孔底承受的压力不超过钻具重量(扣除浮力)之和的80%,以避免产生斜孔,钻进过程中,控制好泥浆的比重,一般1.3?1.4g/m3为宜。随时注意地质变化,认真作好记录。严格掌握进尺速度。一般控制在1.5?2.0m/小时。随时根据需要补充清水,并检测泥浆指标,保持护筒内水头稳定,以防产生坍孔,及时清理导流沟的淤沙和泥浆池的沉沙,使水流通畅,泥浆指标稳定,经常检测孔深。达到设计深在钻进过程中,将不同的地质层及发生的情况作好记录,一般超钻30?50cm即可停止钻进。准备清孔。
2.6清孔
清孔即清除孔内泥浆中的粘泥和沙粒,降低含沙率和泥浆比重。清孔采用换浆法,钻孔完成后,将钻头提升到距孔底50?100cm,开始进行清孔。前半期泥浆含沙率较高,不宜补清水降低比重,可原浆循环将沙粒带出沉淀到泥浆池内,可加长泥浆池,增加沉淀速度,随着含沙率的降低,即含沙率达到8%?10%时,可逐渐补充清水,降低泥浆比重,当含沙率达到3%?4%时,泥浆比重降到1.1?1.18时,粘度为18?22s,
这时各项泥浆指标很难再往下降。即使再延长清孔时间,也没有明显效果,这时由于这种特殊的地质情况决定。因此认为钻孔灌注桩基础的施工,泥浆指标比桥梁规范制值。适当提高是可行的,是能够满足工程质量要求的,且大大减少了坍孔等事故的发生,加快了施工速度。
2.7钢筋笼的加工制作与就位
钢筋笼可在桥位现场加工制作,也可在钢筋场集中加工制作,然后运至现场。钢筋笼的下料、加工制作、必须设置工作平台、工作平台可采用钢筋焊制,每个支架间距2米,与钢筋笼圆形骨架筋间相等。圆形内架筋必须在制好的模具上加工焊接。以保证其直径大小及双支并排使用。为便竖向主筋排列整齐,受力均匀,竖向主筋的焊接全部采用闪光对焊,且焊接点应交错布置,在lm范围内焊接面积不超过总面积的50%。为保证料接质量。采用符合型号要求的焊条,电焊工要有技术资质证和上岗证,焊接钢筋要同心。焊接长度必须满足规范要求(双面焊>5d,单面焊>10d)焊缝要饱满、平滑、不留焊渣。对钢筋焊接不得咬蚀主筋。
将圆形骨架筋在工作平台的每个支架上竖直平行固定一个(焊在支架上),然后将焊接好的主筋按高驻地长度和间距焊接在圆形骨架筋上,最后将Φ8的钢筋绑扎在主筋外侧,间距要均匀。钢筋笼长度超过28米时,需分节进行加工,其主节长度不小于20cm,且在入孔安装时主节置于上端,为方便接笼施工,在地面水平对正接头做好标记,上下笼必须保证钢筋同心,钢筋笼直顺,上下接头区段长度大小lm。
2.8混凝土灌注
提前应选择较好的砂石原材料,作好砼的配合比,砼拌和站和运输车准备充足,运行良好。将钢筋笼运到孔口,为防钢筋笼挠弯变形,应在笼子上、下层帮附长木杆,提高笼子抗弯能力。
导料管采用竖向旋丝连接,不采用法兰盘连接,以防挂钢筋笼或漏浆造成断桩事故,导管运到现场。要进行承压、抗拉、密水等试验,合格后才能够使用。待清孔便各项指标达到要求时,立即提升拆除钻杆、钻头将钻台吊到一旁,下检孔器检查钻孔的孔径、孔深及垂直度,若满足要求,即刻吊放钢筋笼,将钢筋笼准确地固定在钻孔内,保证笼子的上、下底高程、中心平面位置、保护层厚度等,并采取钻台顶压措施,防止笼子上浮。
结语
钻孔灌注桩施工时必须坚持"严细、快速"的原则,施工的各道工序要严格要求,严格把关,否则将影响成孔及成桩质量。由于桩的各个阶段施工时间较长,会产生很多不利因素。特别是桩孔孔壁长时间晾孔,对孔壁稳定不利,易产生缩颈、坍塌。因此成孔、成桩过程中必须加强机械和人力配备,这样才能保证钻孔灌注粧的施工质量。
参考文献
【1】譽代广?土木工程施工技术【M】.武汉:武汉理工大学出版社,2003.
【2】陈晓平,陈书申?土力学与地基基础【M】.武汉:武汉理工大学出版社,2003.
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