橋梁鉆孔灌注樁動工技巧

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鉆孔樁現已在公路,橋梁等大型建設中廣泛應用。鉆孔樁是在泥漿護壁條件下,利用機械鉆進形成樁孔,采用導管法灌注水下混凝土的施工方法。如何有效地避免鉆孔過程中出現鉆頭掉落和灌注水下混凝土過程中發生斷樁等現象,杜絕混凝土夾碴、不均勻的質量弊病,是需要我們廣大工程技術人員徹底解決的問題。

1橋梁工程鉆孔樁施工工藝

1.1施工要點

1.1.1施工機具就位前,應認真進行檢修,對于易損部件應有足夠的備貨。對施工道路、用水管路、電力線路應綜合考慮布置,以免相互影響。

1.1.2鉆機就位,必須使其底座支墊平衡,支墊物不要壓在護筒上。對于采用沖(抓)鉆具的鉆架必須用纜繩或斜撐予以加固。回旋轉鉆機就位必須用水準尺較準。保證鉆機起重滑輪、轉盤中心、護筒中心在一條垂直線上,偏差不得大干2CM。鉆進過程中,必須每班次進行對中核對,防止移位。鉆進作業必須連續,不得長時間停鉆。

1.1.3鉆孔過程中,應隨時根據地質情況控制鉆進速度,經常觀察孔內情況,保證護筒內有足夠的水夠高度。

1.1.4鋼筋骨架制作時要嚴格質量要求,盡量在每節端頭加設加固十字撐。骨架入孔力求豎直快速,入孔完畢后,在孔口位置設置觀察筋,用以觀察鋼筋是否上浮。

1.1.5澆筑混凝土之前,應認真檢查起吊設備,繩索、拌和、運輸、衡器等設備的性能以及水電、道路狀況,對混凝土配合比的各中原材料做到心中有數。

1.1.6澆筑混凝土時,要設專人量井記數,在技術人員配合下每小時量一次澆筑深度。導管埋深盡量控制在3-4M,最大不超過6M,澆筑必須一氣呵成,不能停。

1.1.7澆筑臨近終盤時,排水的泥漿可能會過稠,應進行剔除疏通。逼供內認真計算量測澆筑高度,控制好樁頭的預留高度。

2鉆孔過程中出現的相關問題的處理

2.1護筒脫落。由于護筒背后回填質量不好受地面流的浸泡等因素引起的護筒失去穩定、脫落。出現護筒脫落應立即停止鉆孔,將鉆機移開,采取相應措施處理。由于地面流水引起的可先排除流水,在原地面上填一層黏土使地面干燥、不滲漏,而后,重新安裝護筒(作好護筒背后填筑)恢復鉆孔施工。

2.2卡鉆。鉆孔經過巖層分界面時相鄰巖層強度差別較大、操作中未及時根據地質情況調整鉆頭的行程等原因引起“卡鉆”現象。針對發生“卡鉆”的原因采取相應的方法處理:

2.2.1由于“探頭石”引起的卡鉆現象,可以適當往下放鉆頭,而后,強力快速往上提,使“探頭石”受瞬間沖擊縮回,從而順利提起鉆頭。

2.2.2因鉆頭穿過巖層突變處導致的卡鉆,優先采用水下爆破的方法進行處理。在整體巖層中此方法容易奏效,砂土地層中不宜采取此方法處理。

2.2.3由于機械故障導致鉆頭在濃泥漿中滯留時間過長造成的鉆頭無法提升現象,應采取插入高壓水管置換泥漿的方法進行處理。

2.3掉鉆。由于機械故障、鋼絲繩斷裂、孔壁坍塌等因素造成鉆頭落入孔底的現象通常稱“掉鉆”。發生“掉鉆”后,應及時采取恰當的方法實施打撈。

2.3.1鉆孔壁穩定的情況,直接用鉆機起吊“打撈器”人孔進行打撈。打撈前,先用“探針”探明鉆頭在孔中的位置為制定打撈方案提供依據。打撈設備和打撈操作方法必須保證在抓住鉆頭后盡量一次成功,避免起吊至空中再度落入孔中的現象發生。

2.3.2鉆孔壁出現局部坍塌將鉆頭埋沒且大部分鉆孔壁處于穩定時,應先加大孔內泥漿的濃度,將旋轉鉆頭放入安全的深度范圍攪動泥漿以加強鉆孔壁,而后,采取“氣舉法”清除鉆頭上方的沉積土和淤泥,確認鉆頭已露出后再實施鉆頭的打撈工作。鉆孔壁隨時有繼續坍塌可能時,先在孔內安裝長鋼護筒、攪拌樁圍護、帷幕法等方法加固鉆孔壁,而后打撈鉆頭。

2.4縮孔。縮孔是在飽和性粘土、淤泥質黏土,特別是IL>1.0處于流塑性狀態的土層中出現的特有現象,其原因是此類地層含水高、塑性大,鉆頭經過后鉆孔壁回縮,從而導致鉆孔的直徑小于設計的樁直徑。針對發生縮孔的原因,采取塊、卵石土回填,而后用重量較大的沖擊鉆沖擊,擠緊鉆孔孔壁的辦法處理;或者采用在導正器外側焊接一定數量的合金葉片進行旋轉清理的辦法。

2.5偏斜孔。鉆機安裝時,支撐不好、樁孔地質構造不均勻等因素引起鉆機整體或鉆頭在鉆孔過程中發生偏斜,導致出現偏孔。

2.5.1因鉆機傾斜造成的應先移開鉆機,檢查鉆孔壁情況,如果鉆孔壁比較穩定,則應加固施工范圍內的地基或加大鉆機的支撐面積,而后,重新安裝鉆機恢復施工-鉆孔壁隨時有坍塌可能的,應將鉆孔回填至原地面,待地層靜置穩定后重新開始鉆孔。

2.5.2地質構造不均勻引起的,先分析清楚巖層的走向,爾后采用適當的回填材料(回填材料一般為片石加黏土、純堿、鋸末等組成的混合物)將鉆孔回填至計算確定的高程處,靜置一段時間后恢復施工。孔中心偏差小于20cm的,靜置1~2h后可以繼續鉆孔。孔中心偏差大干20cm的,應根據情況靜置2h甚至更長的時間待地層沉積穩定后恢復鉆孔施工。穿過傾斜巖層過程中,應采用自重較大的復合式牙輪鉆、沖擊鉆,以慢速鉆孔。

3灌注成樁后發現的質量缺陷的處理

3.1樁體混凝土不連續由于灌注過程中,發生的孔壁局部坍塌的雜物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在樁體形成夾層導致鉆孔樁混凝土不連續。對于此類問題,應積極與設計單位協調采取合理措施處理。

3.1.1對于鉆孔樁底部混凝土夾碴的情況,采取樁底部壓漿或者高壓注漿方法處理。

3.1.2樁體的少量夾層或不連續,用小型沖擊鉆鉆一系列小直徑的孔進行置換清理泥漿和雜物(鉆孔直徑60~75mm,樁中心一個孔,其余3~4個孔分布在以樁中心為圓心,直徑為450mm左右的圓周上)。清理后,進行高壓注漿處理。

3.1.3對于夾層較嚴重的,在鉆孔樁中心處鉆一個直徑75mm孔探明缺陷范圍。而后,以鉆孔樁中心為圓心,采用沖擊鉆鉆直徑80~100cm的孔,而后人工入孔清理,清理結束后,灌注高強混凝土。綜上所述,鉆孔樁事故處理的方法很多,難度也較大,無論采取什么先進的辦法處理都將對工程的進度、質量及施工企業的信譽帶來不可忽視的影響。因此,在鉆孔樁施工中必須作到每個工序嚴格按照規范操作,水下混凝土灌注統一指揮、緊張而有序,對可能出現的問題制定切實有效的防范措施,盡最大努力杜絕事故的發生。

3.2樁全長小于設計要求這種缺陷可分為兩類:處理樁頭后,混凝±頂面高程小于設計要求,鉆孔底部沉積的虛碴在清孔時未清理干凈導致樁全長小于設計、嵌入基巖深度小于設計。針對具體情況分別采取相應措施處理。

結束語

鉆孔樁發展展望隨著施工工藝的更新,相繼出現了鉆孔后灌漿樁、鉆孔擴底樁等新工藝、新技術,為鉆孔樁基礎的應用拓展了更廣闊的空間。我國近十幾年來新建的許多高速公路和干線公路的橋梁工程,對鋼筋混凝土的強度及技術指標提出了高標準要求,因此,橋梁工程施工技術的選擇便成了重中之重。實踐也證明了,只有在充分考慮成本和工期的基礎上提高工程質量的方法才能適合現代城市發展的需求。而橋梁養護是橋梁工程必不可少的一道工序,正確的橋梁養護方法是橋梁正常運行的關鍵。