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摘要:混凝土是港口和航道工程的首选,但是,随着混凝土应用的普及应用,越来越多的现实问题摆在了眼前,亟待重视和解决,那就是大面积混凝土裂缝该如何做到预防与治理并重?要充分引起相关工作人员的重视,并且提出具体的解决方案和计划,本文将从其成因,以及混凝土的质量规格标准,相关的控制措施和对策入手,进行详尽的分析和解读。
关键词:港口工程;钻孔灌注桩 防治措施
1、钻孔成孔出现的问题及防治要点
1.1 港口钻孔位置和垂直度偏差
造成原因:钻孔过程中遇到地下障碍物產生孔位偏差;钻机安装就位稳定性差;作业时钻机不稳或钻杆弯曲;地面软弱或软硬不均匀;水上施工平台稳定性及承载力不足或高低不平;遇斜状变化分布土层或土层中夹有大的孤石或其它硬物等。
防治方法:钻孔施工选用冲抓钻机,利用冲击功能将石块等障碍物击碎,并抓出块石碎体;陆上场地夯实、整平,轨道枕木均匀着地;水上施工平台确保排架稳定,平台和护筒顶面标高应高出施工期最高潮位或水位1.5~2.0m,并应考虑波浪的影响;安装钻机时要求转盘中心与钻架上的起吊滑轮在同一轴线,钻杆位置偏差不大于20mm;在不均匀地层中钻孔时,选用自重大、钻杆刚度大的钻机;进入不均匀地层或碰到孤石时,钻速要放慢档且最大冲程不超过4~6m;当冲击表面为倾斜岩面时,投入粘土夹小片石,将表面垫平后再冲击成孔;安装导正装置防止孔斜;如遇钻孔偏斜,可提起钻头,上下反复扫孔几次,以便削去硬土,万一纠偏无效,应在孔内填粘土至偏孔处500 mm以上,重新钻孔。
1.2 孔壁坍陷
造成原因:土质松散、泥浆护壁不好、护筒周围未用粘土紧密填封、护筒内水位不高等是孔壁坍陷的主要原因。另外,钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长也会引起孔壁坍陷。
防治方法:在松散易坍的土层中,适当加大护筒埋深;用粘土密实填封护筒四周;使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和粘度,保持护筒内泥浆水位高于孔外水位1.5~2.0m,当孔外水位变化较大时应对孔内水位采取稳定措施;当护筒底口塌孔时,采取跟进护筒、下内护筒的方法;钢筋笼搬运和吊装过程防止变形,安放时要对准孔位,避免碰撞孔壁;钢筋笼接长应加快焊接时间;成孔后待灌时间一般不大于3 小时,并控制混凝土的灌注时间,在保证施工质量的前提下,尽量缩短混凝土的灌注时间。
1.3 缩颈
造成原因:塑性土膨胀。
防治方法:采用优质的泥浆,泥浆的比重要加大,降低失水量;成孔过程加大泵量,成孔速度要加快,在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀;如出现缩颈,可采用上下反复扫孔的办法扩大孔径。
1.4 孔底沉渣厚度过大
造成原因:清孔不干净或未进行二次清孔;泥浆比重过小或混凝土注入量不足而难以将沉渣浮起;钢筋笼吊放过程中未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落孔底;清孔后待灌时间过长,致使泥浆沉积。
防治方法:成孔后,钻头提高至孔底100~200mm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不小于30分钟;采用性能较好的优质泥浆,控制泥浆的比重和粘度;吊放钢筋笼时,钢筋笼的中心与桩中心保持一致,避免碰撞孔壁;钢筋笼对接可采用钢筋冷压接头工艺加快对接速度,减少空孔时间,从而减少沉渣;钢筋笼就位后,检查沉渣量,如果沉渣量超过规范要求,则利用导管进行二次清孔,直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求;开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离以30~40 mm为宜;混凝土的储备量要足够,首批混凝土要使导管一次埋入混凝土面以下1.0m 以上,利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣,达到清除孔底沉渣的目的。
2、水下混凝土灌注出现的问题和防治要点
2.1.钢筋笼上浮
钢筋笼上浮是指钢筋笼的位置高于设计位置的现象。造成原因:钢筋笼放置初始位置过高;混凝土流动性过小,导管在混凝土中埋置深度过大,混凝土顶升钢筋笼;当混凝土灌注至钢筋笼底时,若此时提升导管,由于导管底端距离钢筋笼底仅有1.0m 左右,浇筑的混凝土自导管流出后具有较大的冲击力,推动了钢筋笼上浮。
防治方法:钢筋笼初始位置应定位准确,并与孔口固定牢固;加快混凝土灌注速度,缩短灌注时间,或掺外加剂,防止混凝土顶面进入钢筋笼时流动性变小;混凝土灌注接近钢筋笼时,控制导管埋深在1.5~2.0m;混凝土灌注过程中,应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深,当混凝土埋过钢筋笼底端2~3m 时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上;导管在混凝土面以下的埋置深度一般宜保持在2~4m,不宜大于5m 也不应小于1m,严禁把导管提至混凝土面之上;万一发生钢筋笼上浮现象,应立即停止灌注混凝土,准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高,提升导管后再进行灌注,上浮现象即可消失。
3 结束语
本文对港口工程钻孔灌注桩的施工工艺进行了探讨,目的是进一步提高钻孔灌注桩的施工工艺质量,力求钻孔灌注桩施工做到技术先进、经济合理、安全适用和确保质量。
关键词:港口工程;钻孔灌注桩 防治措施
1、钻孔成孔出现的问题及防治要点
1.1 港口钻孔位置和垂直度偏差
造成原因:钻孔过程中遇到地下障碍物產生孔位偏差;钻机安装就位稳定性差;作业时钻机不稳或钻杆弯曲;地面软弱或软硬不均匀;水上施工平台稳定性及承载力不足或高低不平;遇斜状变化分布土层或土层中夹有大的孤石或其它硬物等。
防治方法:钻孔施工选用冲抓钻机,利用冲击功能将石块等障碍物击碎,并抓出块石碎体;陆上场地夯实、整平,轨道枕木均匀着地;水上施工平台确保排架稳定,平台和护筒顶面标高应高出施工期最高潮位或水位1.5~2.0m,并应考虑波浪的影响;安装钻机时要求转盘中心与钻架上的起吊滑轮在同一轴线,钻杆位置偏差不大于20mm;在不均匀地层中钻孔时,选用自重大、钻杆刚度大的钻机;进入不均匀地层或碰到孤石时,钻速要放慢档且最大冲程不超过4~6m;当冲击表面为倾斜岩面时,投入粘土夹小片石,将表面垫平后再冲击成孔;安装导正装置防止孔斜;如遇钻孔偏斜,可提起钻头,上下反复扫孔几次,以便削去硬土,万一纠偏无效,应在孔内填粘土至偏孔处500 mm以上,重新钻孔。
1.2 孔壁坍陷
造成原因:土质松散、泥浆护壁不好、护筒周围未用粘土紧密填封、护筒内水位不高等是孔壁坍陷的主要原因。另外,钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长也会引起孔壁坍陷。
防治方法:在松散易坍的土层中,适当加大护筒埋深;用粘土密实填封护筒四周;使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和粘度,保持护筒内泥浆水位高于孔外水位1.5~2.0m,当孔外水位变化较大时应对孔内水位采取稳定措施;当护筒底口塌孔时,采取跟进护筒、下内护筒的方法;钢筋笼搬运和吊装过程防止变形,安放时要对准孔位,避免碰撞孔壁;钢筋笼接长应加快焊接时间;成孔后待灌时间一般不大于3 小时,并控制混凝土的灌注时间,在保证施工质量的前提下,尽量缩短混凝土的灌注时间。
1.3 缩颈
造成原因:塑性土膨胀。
防治方法:采用优质的泥浆,泥浆的比重要加大,降低失水量;成孔过程加大泵量,成孔速度要加快,在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀;如出现缩颈,可采用上下反复扫孔的办法扩大孔径。
1.4 孔底沉渣厚度过大
造成原因:清孔不干净或未进行二次清孔;泥浆比重过小或混凝土注入量不足而难以将沉渣浮起;钢筋笼吊放过程中未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落孔底;清孔后待灌时间过长,致使泥浆沉积。
防治方法:成孔后,钻头提高至孔底100~200mm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不小于30分钟;采用性能较好的优质泥浆,控制泥浆的比重和粘度;吊放钢筋笼时,钢筋笼的中心与桩中心保持一致,避免碰撞孔壁;钢筋笼对接可采用钢筋冷压接头工艺加快对接速度,减少空孔时间,从而减少沉渣;钢筋笼就位后,检查沉渣量,如果沉渣量超过规范要求,则利用导管进行二次清孔,直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求;开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离以30~40 mm为宜;混凝土的储备量要足够,首批混凝土要使导管一次埋入混凝土面以下1.0m 以上,利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣,达到清除孔底沉渣的目的。
2、水下混凝土灌注出现的问题和防治要点
2.1.钢筋笼上浮
钢筋笼上浮是指钢筋笼的位置高于设计位置的现象。造成原因:钢筋笼放置初始位置过高;混凝土流动性过小,导管在混凝土中埋置深度过大,混凝土顶升钢筋笼;当混凝土灌注至钢筋笼底时,若此时提升导管,由于导管底端距离钢筋笼底仅有1.0m 左右,浇筑的混凝土自导管流出后具有较大的冲击力,推动了钢筋笼上浮。
防治方法:钢筋笼初始位置应定位准确,并与孔口固定牢固;加快混凝土灌注速度,缩短灌注时间,或掺外加剂,防止混凝土顶面进入钢筋笼时流动性变小;混凝土灌注接近钢筋笼时,控制导管埋深在1.5~2.0m;混凝土灌注过程中,应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深,当混凝土埋过钢筋笼底端2~3m 时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上;导管在混凝土面以下的埋置深度一般宜保持在2~4m,不宜大于5m 也不应小于1m,严禁把导管提至混凝土面之上;万一发生钢筋笼上浮现象,应立即停止灌注混凝土,准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高,提升导管后再进行灌注,上浮现象即可消失。
3 结束语
本文对港口工程钻孔灌注桩的施工工艺进行了探讨,目的是进一步提高钻孔灌注桩的施工工艺质量,力求钻孔灌注桩施工做到技术先进、经济合理、安全适用和确保质量。