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摘要:钻孔灌注桩技术作为一种软基处理过程中的实用性较强的措施,在工程建设中得到了广泛的应用,根据工程的实践情况,也表明了这种技术是值得在软基处理中广泛的推广和应用的。
关键词:水闸;软基处理;钻孔灌注桩;
中图分类号:U443文献标识码: A
引言
近年来水利工程建设的项目逐渐增多,对社会的发展有着重要的意义,水利工程由众多的建筑物构成,其中水闸软基处理是非常关键的,直接影响着水闸的日后使用,本文主要介绍水闸软基处理的设计原则和方法以及质量控制技术。
一、钻孔灌注桩的设计
水闸软基处理中钻孔灌注桩的设计要充分的考虑这样两个基本的条件:第一,钻孔灌注桩与地基的岩土之间要保持相对的稳定性;第二,钻孔灌注桩自身的承载力要是相对足够的,足以承担整个水闸的负荷。
1、钻孔灌注桩设计的内涵
钻孔灌注桩所涉及的内容主要包括整个桩型的选择和灌注桩设计方案之间的一个对比,另外就是桩基的结构形式的选择和桩基所有的几何参数的具体数值。在确定了这些数据之后,要考虑的是单桩的承载力,并通过桩基础地基力的相关计算公式计算出地基变形的整体承载力。最后需要确定的是桩身的构造与整个承载力相协调的设计,在承载力的基础之上做好群桩效应的相关分析。这是钻孔灌注设计的整个操作流程,也是钻孔灌注技术的所在内涵。
2、钻孔灌注桩设计的原则
在整个水闸软基处理中,桩基是整个工程构造的一个必不可少的组成部分,桩基工程运行的顺利与否完全决定于它能否完成预定的功能和目标,并在这个基础上充分考虑到技术的先进性、经济投入是否合理,最后在保质、保量的前提下实现其建设目标。
所以钻孔灌注桩设计过程中要充分考虑到以下几个原则:
2.1在对整个灌注桩进行设计之前要做好必要的全面调查,掌握它的基本情况,对工程建设的具体情形做好深入的了解;
2.2灵活的选择设计方法,在具体实施过程中要根据整个工程的自身特点来决定方法的实施,并事先选好所需的设计参数和指标的相关取值;
2.3在设计桩基时,要一改传统的设计理念和方法,不断的探索新的领域和方法,向概论的极限处过渡;
2.4严格按照桩基设计的技术规范和要求来设计桩基,但在一些特殊的情况下要灵活的根据实际情况来对待和处理。
二、钻孔灌注桩实施
1、护筒埋设
本工程所采取的护筒直径比桩径大20-30cm左右,埋设深度控制在1.5-2.0m之间,护筒顶高程应高出地面至少0.3m;采取的钢护筒采用3mm厚钢板制作,同时为了有效地增加刚度防止变形,在护筒上、下端和中间的外侧各焊一道加劲肋。上桩护筒埋设采用型钢导架定位,震动击打法使护筒下沉到位,并确保其竖直度。护筒埋设完毕后,再以十字线复测桩位,要求中心偏差不大于5cm。
2、成孔施工
钻机施工前采取措施把围堰内积水排干,并在围堰内布设好泥浆系统及排水系统等。造孔采用泥浆固壁法施工。本工程采用潜水钻机钻孔,不同的地层采用不同性能指标的泥浆固壁,严禁清水钻孔。钻孔过程中,随时检查钻机的垂直度,有效地确保钻孔斜率不超过2%。当钻孔达到设计深度后,合同监理、设计代表对孔深、孔位、孔斜进行检查,当所有检查项目均满足设计要求后,采取进行清孔工序。
3、清孔施工
钻孔完成后,提升钻头距孔底20-10cm,不进尺而继续循环,并以相对比重较低(1.05-1.15)的泥浆注入孔内,置换出孔内较稠的泥浆,以达到初次清孔的目的。在下好钢筋笼、导管后,进行第二次清孔,利用导管注入清泥浆,使孔底沉淀物及稠泥浆托出孔外,同时使孔内泥浆各项指标均达到规范标准,确保钢筋与混凝土的粘结强度。清孔验收须经监理工程师认可,并作好清孔验收记录。
4、钢筋笼制作安装
本工程所采用的钢筋笼骨架是在加工场加工成型,并且运到现场分节然后再进行组装,钢筋表面应洁净,不平直钢筋应调直。钢筋骨架利用钻机本身滑轮分节吊放,节间连接采用电焊搭接,搭接长度为10d。为缩短焊接时间,配备二台电焊机同时焊接,尽可能加快钢筋吊放速度,减少孔底回淤。接头要焊平,以免卡挂导管。顶面和底面标高应符合设计要求,误差不大于±5cm。下放钢筋笼骨架应防止碰撞孔壁,下插过程中要随时观察水位变化,当发现下插困难时应查明原因,而不得强行下插,本工程采取正反旋转、试探性逐步下放。
5、浇筑水下混凝土
灌注水下混凝土是钻孔灌注桩施工成桩的关键工序,在钢筋笼沉放结束经检查符合要求且清孔并经验收合格后,即进行水下混凝土灌注工作。
5.1本工程混凝土灌注采用直升导管法施工,导管在孔位附近先分段组拼,再逐段起吊,在孔口拼装,沉入钻孔内,导管吊入下沉时,应保持位置居中,防止卡入钢筋笼碰撞孔壁。
5.2混凝土配合比在浇筑前先进行室内试验,并报监理工程师审批,确保现场施工时混凝土合格率为100%。
5.3混凝土从拌和系统出料后,采用工程车运输至浇筑桩附近,通过料斗导管直接送入桩孔内。
5.4水下混凝土灌注的开浇和连续浇灌均按规范进行,开浇混凝土量保证一次排清导管内的泥浆并封底,浇筑中途不得停顿,灌注过程中注意观察管内混凝土下降和孔内泥浆液面的升降情况,及时测量孔内混凝土高程,正确指导导管提升和拆除,保证导管埋入混凝土深度不小于2m,不大于6m。
5.5为了有效地保证混凝土质量,在桩顶设计标高以上加灌不小于0.5m高度的混凝土,在桩承台混凝土浇筑前凿除;护筒则采取吊机拔出地面周转使用。
三、施工技术措施
1、成孔施工技术措施
为了有效确保本灌注桩工程成孔质量,本工程采取了以下成孔施工质量控制措施。
1.1桩位误差保证措施。钻机就位时,使用悬锤校准钻机的钻头与孔位中心相吻合,为确保定位准确,选派放样经验丰富的测量工程师现场配合施工。
1.2钻孔垂直度保证措施。为了有效地保证钻孔垂直度偏差小于1%,除了钻机就位必须在同一铅垂线上,取土器结构还必须根据地层情况合理设计,精心加工,使切削面受力均衡,保证桩的垂直度在设计要求之内。
1.3桩径和樁形保证措施。在钻孔操作过程中,根据不同地层的钻进特点,采用相应的操作技术参数。
2、成桩技术措施
鉴于灌注水下混凝土是钻孔灌注桩施工成桩的关键工序,为了确保本工程的成桩质量,关键对灌注水下混凝土浇筑过程采取控制措施。
2.1严格对混凝土的原材料进行管理,现场设材料质检员,建立原材料合格证制度,对原材料进行复验,不合格材料不进场,坚持由试验室设计混凝土配比,现场砂石、水泥过磅,保证桩身混凝土强度等级。
2.2灌注前严格检查拌和系统和起吊机械设备工作状况,保证混凝土灌注过程中设备运转可靠。
2.3对每根桩混凝土灌注速度确保在2h以内浇筑完成,浇筑过程中正确指挥提拆导管,保证拆管后的埋管深度在2m以上。
2.4检查成孔质量合格后尽快浇注混凝土,桩身混凝土必须留有试件。
2.5在冬季灌注混凝土时,应采取保温措施,使灌注时的温度不低于3℃;桩顶混凝土在达到设计强度50%之前,不得受冻。
2.6为了有效地防止钢筋笼上浮措施:缩短混凝土灌注时间,防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动速度过小。当孔内混凝土面接近钢筋时,控制较大的埋深和放慢灌注速度。当混凝土面进入钢筋笼1-2m左右,应提升、拆除导管,适当减少导管埋深,增大钢筋笼在下层混凝土中的埋置深度。
结束语
本文主要通过结合某水闸工程软基处理的具体实例,钻孔灌注桩在软土地基上的应用有一定局限性,由于软土地基压缩性较高,容易造成水闸底板与地基土脱空,从而导致水工建筑物功能丧失。为了阻止此现象发生,一方面要对尚在施工的工程加强施工管理和监督,对已经完工的工程要加强监督检查,发现问题及时处理;另一方面,有必要加强对水利技术人员的专业培训,使他们真正了解水闸建设方面的知识,掌握施工技术,从源头上杜绝此类问题的出现。
参考文献
[1]李文珍、江锦燕.新涌水闸软基处理中钻孔灌注桩设计研究[J].陕西水利,2011.(01).
[2]纪德林、吴峰.如何做好水闸施工中的软基处理工作[J].城市建设理论研究,2012.(04).
[3]陈志年.钻孔灌注桩施工工艺与质量控制措施[J].山西水利,2011.(2).
[4]凌长敏.采用灌注桩进行水闸基础处理实例[J].黑龙江水利科技,2010.(4).
关键词:水闸;软基处理;钻孔灌注桩;
中图分类号:U443文献标识码: A
引言
近年来水利工程建设的项目逐渐增多,对社会的发展有着重要的意义,水利工程由众多的建筑物构成,其中水闸软基处理是非常关键的,直接影响着水闸的日后使用,本文主要介绍水闸软基处理的设计原则和方法以及质量控制技术。
一、钻孔灌注桩的设计
水闸软基处理中钻孔灌注桩的设计要充分的考虑这样两个基本的条件:第一,钻孔灌注桩与地基的岩土之间要保持相对的稳定性;第二,钻孔灌注桩自身的承载力要是相对足够的,足以承担整个水闸的负荷。
1、钻孔灌注桩设计的内涵
钻孔灌注桩所涉及的内容主要包括整个桩型的选择和灌注桩设计方案之间的一个对比,另外就是桩基的结构形式的选择和桩基所有的几何参数的具体数值。在确定了这些数据之后,要考虑的是单桩的承载力,并通过桩基础地基力的相关计算公式计算出地基变形的整体承载力。最后需要确定的是桩身的构造与整个承载力相协调的设计,在承载力的基础之上做好群桩效应的相关分析。这是钻孔灌注设计的整个操作流程,也是钻孔灌注技术的所在内涵。
2、钻孔灌注桩设计的原则
在整个水闸软基处理中,桩基是整个工程构造的一个必不可少的组成部分,桩基工程运行的顺利与否完全决定于它能否完成预定的功能和目标,并在这个基础上充分考虑到技术的先进性、经济投入是否合理,最后在保质、保量的前提下实现其建设目标。
所以钻孔灌注桩设计过程中要充分考虑到以下几个原则:
2.1在对整个灌注桩进行设计之前要做好必要的全面调查,掌握它的基本情况,对工程建设的具体情形做好深入的了解;
2.2灵活的选择设计方法,在具体实施过程中要根据整个工程的自身特点来决定方法的实施,并事先选好所需的设计参数和指标的相关取值;
2.3在设计桩基时,要一改传统的设计理念和方法,不断的探索新的领域和方法,向概论的极限处过渡;
2.4严格按照桩基设计的技术规范和要求来设计桩基,但在一些特殊的情况下要灵活的根据实际情况来对待和处理。
二、钻孔灌注桩实施
1、护筒埋设
本工程所采取的护筒直径比桩径大20-30cm左右,埋设深度控制在1.5-2.0m之间,护筒顶高程应高出地面至少0.3m;采取的钢护筒采用3mm厚钢板制作,同时为了有效地增加刚度防止变形,在护筒上、下端和中间的外侧各焊一道加劲肋。上桩护筒埋设采用型钢导架定位,震动击打法使护筒下沉到位,并确保其竖直度。护筒埋设完毕后,再以十字线复测桩位,要求中心偏差不大于5cm。
2、成孔施工
钻机施工前采取措施把围堰内积水排干,并在围堰内布设好泥浆系统及排水系统等。造孔采用泥浆固壁法施工。本工程采用潜水钻机钻孔,不同的地层采用不同性能指标的泥浆固壁,严禁清水钻孔。钻孔过程中,随时检查钻机的垂直度,有效地确保钻孔斜率不超过2%。当钻孔达到设计深度后,合同监理、设计代表对孔深、孔位、孔斜进行检查,当所有检查项目均满足设计要求后,采取进行清孔工序。
3、清孔施工
钻孔完成后,提升钻头距孔底20-10cm,不进尺而继续循环,并以相对比重较低(1.05-1.15)的泥浆注入孔内,置换出孔内较稠的泥浆,以达到初次清孔的目的。在下好钢筋笼、导管后,进行第二次清孔,利用导管注入清泥浆,使孔底沉淀物及稠泥浆托出孔外,同时使孔内泥浆各项指标均达到规范标准,确保钢筋与混凝土的粘结强度。清孔验收须经监理工程师认可,并作好清孔验收记录。
4、钢筋笼制作安装
本工程所采用的钢筋笼骨架是在加工场加工成型,并且运到现场分节然后再进行组装,钢筋表面应洁净,不平直钢筋应调直。钢筋骨架利用钻机本身滑轮分节吊放,节间连接采用电焊搭接,搭接长度为10d。为缩短焊接时间,配备二台电焊机同时焊接,尽可能加快钢筋吊放速度,减少孔底回淤。接头要焊平,以免卡挂导管。顶面和底面标高应符合设计要求,误差不大于±5cm。下放钢筋笼骨架应防止碰撞孔壁,下插过程中要随时观察水位变化,当发现下插困难时应查明原因,而不得强行下插,本工程采取正反旋转、试探性逐步下放。
5、浇筑水下混凝土
灌注水下混凝土是钻孔灌注桩施工成桩的关键工序,在钢筋笼沉放结束经检查符合要求且清孔并经验收合格后,即进行水下混凝土灌注工作。
5.1本工程混凝土灌注采用直升导管法施工,导管在孔位附近先分段组拼,再逐段起吊,在孔口拼装,沉入钻孔内,导管吊入下沉时,应保持位置居中,防止卡入钢筋笼碰撞孔壁。
5.2混凝土配合比在浇筑前先进行室内试验,并报监理工程师审批,确保现场施工时混凝土合格率为100%。
5.3混凝土从拌和系统出料后,采用工程车运输至浇筑桩附近,通过料斗导管直接送入桩孔内。
5.4水下混凝土灌注的开浇和连续浇灌均按规范进行,开浇混凝土量保证一次排清导管内的泥浆并封底,浇筑中途不得停顿,灌注过程中注意观察管内混凝土下降和孔内泥浆液面的升降情况,及时测量孔内混凝土高程,正确指导导管提升和拆除,保证导管埋入混凝土深度不小于2m,不大于6m。
5.5为了有效地保证混凝土质量,在桩顶设计标高以上加灌不小于0.5m高度的混凝土,在桩承台混凝土浇筑前凿除;护筒则采取吊机拔出地面周转使用。
三、施工技术措施
1、成孔施工技术措施
为了有效确保本灌注桩工程成孔质量,本工程采取了以下成孔施工质量控制措施。
1.1桩位误差保证措施。钻机就位时,使用悬锤校准钻机的钻头与孔位中心相吻合,为确保定位准确,选派放样经验丰富的测量工程师现场配合施工。
1.2钻孔垂直度保证措施。为了有效地保证钻孔垂直度偏差小于1%,除了钻机就位必须在同一铅垂线上,取土器结构还必须根据地层情况合理设计,精心加工,使切削面受力均衡,保证桩的垂直度在设计要求之内。
1.3桩径和樁形保证措施。在钻孔操作过程中,根据不同地层的钻进特点,采用相应的操作技术参数。
2、成桩技术措施
鉴于灌注水下混凝土是钻孔灌注桩施工成桩的关键工序,为了确保本工程的成桩质量,关键对灌注水下混凝土浇筑过程采取控制措施。
2.1严格对混凝土的原材料进行管理,现场设材料质检员,建立原材料合格证制度,对原材料进行复验,不合格材料不进场,坚持由试验室设计混凝土配比,现场砂石、水泥过磅,保证桩身混凝土强度等级。
2.2灌注前严格检查拌和系统和起吊机械设备工作状况,保证混凝土灌注过程中设备运转可靠。
2.3对每根桩混凝土灌注速度确保在2h以内浇筑完成,浇筑过程中正确指挥提拆导管,保证拆管后的埋管深度在2m以上。
2.4检查成孔质量合格后尽快浇注混凝土,桩身混凝土必须留有试件。
2.5在冬季灌注混凝土时,应采取保温措施,使灌注时的温度不低于3℃;桩顶混凝土在达到设计强度50%之前,不得受冻。
2.6为了有效地防止钢筋笼上浮措施:缩短混凝土灌注时间,防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动速度过小。当孔内混凝土面接近钢筋时,控制较大的埋深和放慢灌注速度。当混凝土面进入钢筋笼1-2m左右,应提升、拆除导管,适当减少导管埋深,增大钢筋笼在下层混凝土中的埋置深度。
结束语
本文主要通过结合某水闸工程软基处理的具体实例,钻孔灌注桩在软土地基上的应用有一定局限性,由于软土地基压缩性较高,容易造成水闸底板与地基土脱空,从而导致水工建筑物功能丧失。为了阻止此现象发生,一方面要对尚在施工的工程加强施工管理和监督,对已经完工的工程要加强监督检查,发现问题及时处理;另一方面,有必要加强对水利技术人员的专业培训,使他们真正了解水闸建设方面的知识,掌握施工技术,从源头上杜绝此类问题的出现。
参考文献
[1]李文珍、江锦燕.新涌水闸软基处理中钻孔灌注桩设计研究[J].陕西水利,2011.(01).
[2]纪德林、吴峰.如何做好水闸施工中的软基处理工作[J].城市建设理论研究,2012.(04).
[3]陈志年.钻孔灌注桩施工工艺与质量控制措施[J].山西水利,2011.(2).
[4]凌长敏.采用灌注桩进行水闸基础处理实例[J].黑龙江水利科技,2010.(4).