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摘要:钻孔灌注桩技术具有较大的优势,在水运工程施工中得到广泛的应用。本文分析了钻孔灌注桩施工工艺控制要点,切实保障工程的质量,从而提高工程的经济和社会效益。
关键词:水下钻孔灌注桩;施工;工艺
引言
灌注桩是水运工程施工中必不可少的重要材料,它指的是通过机器或者人力在地基中挖掘一个孔洞,并向孔洞内填筑混凝土和钢筋等材料做成的桩。依据打孔的方式不同,可以将灌注桩分为沉管、钻孔等类型。钻孔灌注桩由于其本身操作简便,安全又稳定,所以被当下路桥施工中广泛应用。但是由于操作工艺相对复杂,成桩以后又不显示在表面,所以灌注桩出现问题都是很隐蔽的问题,也是会给整个水运工程造成极大危害的问题。
一、成孔阶段的施工工艺
1.在埋设护筒的阶段
护筒不仅可以防止孔壁塌陷,而且还具有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置等功能。在确定桩基之后,我们就可以开展护筒埋设工作。钻孔灌注桩的护筒主要是应用厚度为3mm 的钢板来制作。在埋设护筒的时候,要使桩的中心线与护筒的中性线对正,并保证护筒的垂直,埋设的深度范围最好控制在1.0m ~1.5m 之间。另外,在护筒稳定之后,还需要用粘土在护筒周围进行回填,保证护筒的稳定性。
2.在制备泥浆方面
钻孔的泥浆包括水、粘土和添加剂,需要应用到冷却钻头以及润滑钻具等工具,对于泥浆要及时进行循环和净化,在确定泥浆稠度的过程中,需要将钻孔方法和地层实际情况充分纳入考虑范围,灵活掌握泥浆稠度,结合操作情况,来合理的调整。如果泥浆过稀,那么就会影响到排渣能力和对护壁的保护效果;如果泥浆太稠,那么钻头的冲击功能就会受到影响,钻进速度遭到降低。
3.成孔的方法主要包括
当前我国主要的成孔方式有两种形式,(1)正循环回转钻进成孔,所谓正循环回转钻进成孔,其主要优势在于应用的钻机较小,设备重量也相对较轻,很适应在地区狭窄的区域进行运用。通常在实际钻孔过程中,使用泥浆保护墙壁,因为泥浆从泥浆泵中到钻杆内之后,其会带动孔壁和钻杆相互之间的钻渣形成孔。因为其整体钻孔的过程都是按照一定程序的,多次进行的,所以也叫做正循环回转钻进成孔方法。(2)反循环回转钻进成孔,这种方法主要是在桩顶装置一些护筒,在实际的钻孔过程中,泥浆在孔内进行循环过程中,就会构成泥浆膜,因此可以在一定程度上保障成孔的完整性,确保成孔的施工质量,同时还能加快钻孔的整体速度,费用成本还非常经济实惠。
4.成孔的质量控制措施
要严格依据相关的设计要求来开展钻孔工作,这样成孔的质量方可以得到保证。首先是开孔,要保证开孔的质量,对中线和点位合理对好,保证护筒足够的牢固,在开钻之前,需要将泥浆灌注到护筒内,结合土层具体情况来确定泥浆比重指标,或者将清水注入进来,必要的情况下,可以将一些黄土或者膨胀土给添加进来,开钻时,需要保证筒内泥浆浓度达到了一定要求。在正常钻进的过程中,需要对钢丝绳的长度及时松放。在成孔的过程中,需要对孔内进行仔细检查,避免有异常情况出现,还需要对泥浆不断的添加,并且抽渣,对钻架进行检查,避免有倾斜问题出现,各个部件牢固的连接,如果有松动或者倾斜问题出现,需要及时的修正。在钻孔的过程中,需要科学记录各个地层的岩土。当钻到设计高程时,需要对孔深和孔径以及孔底岩样进行核对,合格之后,方可以开展清孔工作。
二、在清孔阶段的施工工艺
1.研究清孔的新工艺
使用空压机式吹砂管来进行循环清孔的原理为:使用软风管把空气吹入管底,将相对密度较小的此混合物从吹砂管排出,让泥浆快速流动与桩孔沉渣的排出同时进行,此外,已沉淀的泥浆再次流回,维持管孔中的原水位,直至清理沉渣的程度满足设计规范和施工要求。这种方法也是使用气体进行上举从而清孔法的一种,也叫气举法。优势为:清孔耗时较少,可迅速高效地清孔,即使桩孔较深亦可以保持较高的清孔效率。因为时间较少,使用高速能降低塌孔和直径缩小的概率。劣势为:清孔机械较多,施工步骤繁杂,常常由于工序过多而产生错误,从而引起不必要的麻烦。此外,如果采用法兰连接的方法进行吹砂管的接头会导致接拆管的花费时间较长,管卡连接的方法又会导致掉管发生事故,而且由于吹砂管径比较小,时常出现孔底仍存有粗渣的现象,所以其清孔的效果并不特别理想。
2.对清孔质量的要求
清孔的目的是使孔底沉渣、泥浆密度、泥浆含渣量等指标符合施工规范要求。清孔一般在终孔检查完成后进行,主要采用注浆漂浮法进行清孔,其工作原理是当钻孔达到设计高程时,对孔深、孔径及孔斜度等进行检查,若检查达标,则往孔底注入泥浆,在泥浆上浮时就会将孔底的钻渣带出。若一次清孔完成后发现孔底仍残留沉渣,则就需要进行二次清孔,直至所有指标都达标后,方停止清孔。在清孔时还要注意保持孔内的水位,并且对孔内的泥浆指标进行实时的监控,保障泥浆的厚度和密度。随后应当进行钢筋笼的加工安装、导管的安放。
三、灌注水下混凝土的施工工艺
1.准备工作
灌注水下混凝土时,要对桩机和搅拌机进行检查,以保证其正常运行,同时铺设灌注平台,将石、砂、水泥等原材料准备充分,确保畅通的运输通道。此外,成孔及清孔质量检验合格后,安设导管,在灌注之前,需对导管进行检测,确定导管密闭和抗压性能良好。其次,要对钻孔内的导管长度和孔底的距离加以控制,在此基础上,导管和孔底距离应在一定距离之间,避免导管距孔底过近或过远,具体数值在20cm到40cm之间。
2.对首批混凝土进行灌注
在导管内的隔水塞上部放置一定的水泥浆,这样一方面可以避免粗骨料将隔水塞卡住,另一方面能够用后面的混凝土将水泥浆冲到混凝土的最上面,从而形成了混凝土的保护层。隔水塞在往内斗中导入水泥浆时逐渐下沉,将泥浆全部压入导管,在孔底灌入首批混凝土后,应及时测量孔内混凝土的高度和面积,以得出初次填埋的深度,在符合要求的情况下进行下次灌注。
3.对混凝土进行连续灌注
整个灌注过程应该连续施工,不可间断施工。要保证商品混凝土能及时连续供应、施工人员拆卸导管操作熟练,灌注总时间不得长于首批混凝土的初凝时间。水下混凝土应有良好的和易性和流动性,混凝土运抵现场后,要及时检查其坍落度(一般控制在180~220mm之间),检查不合格的不得使用。
开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为400mm。首批混凝土的方量应保证灌入后的导管初次埋深不小于0.8m,首批混凝土落下后,应连续灌注。在灌注过程中,导管的埋深应控制在2~6m之间,一般最小不得少于1m,要设专人测量混凝土顶面标高,计算导管埋深和每次拆卸长度,严禁估算导管埋深或仅凭经验拔管,严禁导管埋深过小甚至拔出混凝土面。拆下的导管应立即用清水冲洗干净,防止残浆硬固。
灌注顶标高应高于设计桩顶标高0.5~1m,以保证桩头混凝土的强度。冬季施工当气温低于0℃时,应采取保温或加热措施,使混凝土进入导管时的温度不低于5℃;夏季施工当气温高于30℃时,应在混凝土中掺入缓凝剂。
结束语
钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目,而且在水运工程中其质量的控制非常关键。施工机械的选型、施工现场的布置、钻孔、清孔和灌注水下混凝土。在钻孔桩施工中,要严格按施工方案,质量标准,操作规程和流程施工,严格把握各个影响质量的关口,灵活果断处理施工中发生的各种问题,保证钻孔桩的质量。
参考文献:
[1]刘国军.钻孔灌注桩桥梁工程的质量控制[J].山西建筑,2014,40(10).
[2]陈皎.关于桥梁钻孔灌注桩施工技术的分析[J].科技致富向导,2012(7).
[3]修林岩.海上大直径钻孔灌注桩施工技术浅析[D].济南:山东大学,2013(12).
关键词:水下钻孔灌注桩;施工;工艺
引言
灌注桩是水运工程施工中必不可少的重要材料,它指的是通过机器或者人力在地基中挖掘一个孔洞,并向孔洞内填筑混凝土和钢筋等材料做成的桩。依据打孔的方式不同,可以将灌注桩分为沉管、钻孔等类型。钻孔灌注桩由于其本身操作简便,安全又稳定,所以被当下路桥施工中广泛应用。但是由于操作工艺相对复杂,成桩以后又不显示在表面,所以灌注桩出现问题都是很隐蔽的问题,也是会给整个水运工程造成极大危害的问题。
一、成孔阶段的施工工艺
1.在埋设护筒的阶段
护筒不仅可以防止孔壁塌陷,而且还具有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置等功能。在确定桩基之后,我们就可以开展护筒埋设工作。钻孔灌注桩的护筒主要是应用厚度为3mm 的钢板来制作。在埋设护筒的时候,要使桩的中心线与护筒的中性线对正,并保证护筒的垂直,埋设的深度范围最好控制在1.0m ~1.5m 之间。另外,在护筒稳定之后,还需要用粘土在护筒周围进行回填,保证护筒的稳定性。
2.在制备泥浆方面
钻孔的泥浆包括水、粘土和添加剂,需要应用到冷却钻头以及润滑钻具等工具,对于泥浆要及时进行循环和净化,在确定泥浆稠度的过程中,需要将钻孔方法和地层实际情况充分纳入考虑范围,灵活掌握泥浆稠度,结合操作情况,来合理的调整。如果泥浆过稀,那么就会影响到排渣能力和对护壁的保护效果;如果泥浆太稠,那么钻头的冲击功能就会受到影响,钻进速度遭到降低。
3.成孔的方法主要包括
当前我国主要的成孔方式有两种形式,(1)正循环回转钻进成孔,所谓正循环回转钻进成孔,其主要优势在于应用的钻机较小,设备重量也相对较轻,很适应在地区狭窄的区域进行运用。通常在实际钻孔过程中,使用泥浆保护墙壁,因为泥浆从泥浆泵中到钻杆内之后,其会带动孔壁和钻杆相互之间的钻渣形成孔。因为其整体钻孔的过程都是按照一定程序的,多次进行的,所以也叫做正循环回转钻进成孔方法。(2)反循环回转钻进成孔,这种方法主要是在桩顶装置一些护筒,在实际的钻孔过程中,泥浆在孔内进行循环过程中,就会构成泥浆膜,因此可以在一定程度上保障成孔的完整性,确保成孔的施工质量,同时还能加快钻孔的整体速度,费用成本还非常经济实惠。
4.成孔的质量控制措施
要严格依据相关的设计要求来开展钻孔工作,这样成孔的质量方可以得到保证。首先是开孔,要保证开孔的质量,对中线和点位合理对好,保证护筒足够的牢固,在开钻之前,需要将泥浆灌注到护筒内,结合土层具体情况来确定泥浆比重指标,或者将清水注入进来,必要的情况下,可以将一些黄土或者膨胀土给添加进来,开钻时,需要保证筒内泥浆浓度达到了一定要求。在正常钻进的过程中,需要对钢丝绳的长度及时松放。在成孔的过程中,需要对孔内进行仔细检查,避免有异常情况出现,还需要对泥浆不断的添加,并且抽渣,对钻架进行检查,避免有倾斜问题出现,各个部件牢固的连接,如果有松动或者倾斜问题出现,需要及时的修正。在钻孔的过程中,需要科学记录各个地层的岩土。当钻到设计高程时,需要对孔深和孔径以及孔底岩样进行核对,合格之后,方可以开展清孔工作。
二、在清孔阶段的施工工艺
1.研究清孔的新工艺
使用空压机式吹砂管来进行循环清孔的原理为:使用软风管把空气吹入管底,将相对密度较小的此混合物从吹砂管排出,让泥浆快速流动与桩孔沉渣的排出同时进行,此外,已沉淀的泥浆再次流回,维持管孔中的原水位,直至清理沉渣的程度满足设计规范和施工要求。这种方法也是使用气体进行上举从而清孔法的一种,也叫气举法。优势为:清孔耗时较少,可迅速高效地清孔,即使桩孔较深亦可以保持较高的清孔效率。因为时间较少,使用高速能降低塌孔和直径缩小的概率。劣势为:清孔机械较多,施工步骤繁杂,常常由于工序过多而产生错误,从而引起不必要的麻烦。此外,如果采用法兰连接的方法进行吹砂管的接头会导致接拆管的花费时间较长,管卡连接的方法又会导致掉管发生事故,而且由于吹砂管径比较小,时常出现孔底仍存有粗渣的现象,所以其清孔的效果并不特别理想。
2.对清孔质量的要求
清孔的目的是使孔底沉渣、泥浆密度、泥浆含渣量等指标符合施工规范要求。清孔一般在终孔检查完成后进行,主要采用注浆漂浮法进行清孔,其工作原理是当钻孔达到设计高程时,对孔深、孔径及孔斜度等进行检查,若检查达标,则往孔底注入泥浆,在泥浆上浮时就会将孔底的钻渣带出。若一次清孔完成后发现孔底仍残留沉渣,则就需要进行二次清孔,直至所有指标都达标后,方停止清孔。在清孔时还要注意保持孔内的水位,并且对孔内的泥浆指标进行实时的监控,保障泥浆的厚度和密度。随后应当进行钢筋笼的加工安装、导管的安放。
三、灌注水下混凝土的施工工艺
1.准备工作
灌注水下混凝土时,要对桩机和搅拌机进行检查,以保证其正常运行,同时铺设灌注平台,将石、砂、水泥等原材料准备充分,确保畅通的运输通道。此外,成孔及清孔质量检验合格后,安设导管,在灌注之前,需对导管进行检测,确定导管密闭和抗压性能良好。其次,要对钻孔内的导管长度和孔底的距离加以控制,在此基础上,导管和孔底距离应在一定距离之间,避免导管距孔底过近或过远,具体数值在20cm到40cm之间。
2.对首批混凝土进行灌注
在导管内的隔水塞上部放置一定的水泥浆,这样一方面可以避免粗骨料将隔水塞卡住,另一方面能够用后面的混凝土将水泥浆冲到混凝土的最上面,从而形成了混凝土的保护层。隔水塞在往内斗中导入水泥浆时逐渐下沉,将泥浆全部压入导管,在孔底灌入首批混凝土后,应及时测量孔内混凝土的高度和面积,以得出初次填埋的深度,在符合要求的情况下进行下次灌注。
3.对混凝土进行连续灌注
整个灌注过程应该连续施工,不可间断施工。要保证商品混凝土能及时连续供应、施工人员拆卸导管操作熟练,灌注总时间不得长于首批混凝土的初凝时间。水下混凝土应有良好的和易性和流动性,混凝土运抵现场后,要及时检查其坍落度(一般控制在180~220mm之间),检查不合格的不得使用。
开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为400mm。首批混凝土的方量应保证灌入后的导管初次埋深不小于0.8m,首批混凝土落下后,应连续灌注。在灌注过程中,导管的埋深应控制在2~6m之间,一般最小不得少于1m,要设专人测量混凝土顶面标高,计算导管埋深和每次拆卸长度,严禁估算导管埋深或仅凭经验拔管,严禁导管埋深过小甚至拔出混凝土面。拆下的导管应立即用清水冲洗干净,防止残浆硬固。
灌注顶标高应高于设计桩顶标高0.5~1m,以保证桩头混凝土的强度。冬季施工当气温低于0℃时,应采取保温或加热措施,使混凝土进入导管时的温度不低于5℃;夏季施工当气温高于30℃时,应在混凝土中掺入缓凝剂。
结束语
钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目,而且在水运工程中其质量的控制非常关键。施工机械的选型、施工现场的布置、钻孔、清孔和灌注水下混凝土。在钻孔桩施工中,要严格按施工方案,质量标准,操作规程和流程施工,严格把握各个影响质量的关口,灵活果断处理施工中发生的各种问题,保证钻孔桩的质量。
参考文献:
[1]刘国军.钻孔灌注桩桥梁工程的质量控制[J].山西建筑,2014,40(10).
[2]陈皎.关于桥梁钻孔灌注桩施工技术的分析[J].科技致富向导,2012(7).
[3]修林岩.海上大直径钻孔灌注桩施工技术浅析[D].济南:山东大学,2013(12).