对土木工程中的钻孔灌注技术应用的探讨

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kisswc69
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  摘要:本文首先阐述了土木工程中钻孔灌注技术的应用,然后指出了在钻孔灌注施工中常出现的问题,并提出了针对这些问题切实可行的对策。
  关键词:土木工程;钻孔灌注;技术应用
  Abstract: this paper expounds the civil engineering in the application of bored perfusion technology, then points out in the bored perfusion construction often appears the problems, and put forward to solve these problems of feasible countermeasures.
  Keywords: civil engineering; The bored perfusion; Technology application
  
  
  中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
  
   钻孔灌注桩作为土建工程结构物的一种基础型式,目前在公路桥梁设计、施工中被广泛应用。其钻孔施工过程主要是利用旋转切割土体钻进,并在钻进同时使用循环泥浆的方法护壁排渣,继续钻进成孔。钻机按泥浆循环的程序不同分为正循环与反循环。正循环是用泥浆泵将泥浆以一定压力通过空心钻杆顶部,从钻杆底部喷出。底部的钻锥在旋转时将土壤搅松成为钻渣,被泥浆浮悬,随泥浆上升而溢出流至孔外的泥浆槽,经过沉淀池中沉淀净化,再循环利用,孔壁靠水头和泥浆保护。因钻渣要靠泥浆悬浮才能随泥浆上升,故对泥浆要求较高。反循环与正循环程序相反,泥浆由孔外流入孔内,用真空泵或其它方法(如空气吸泥机等)将泥渣通过钻杆中心从钻杆顶部吸出,或将吸泥泵随同钻机一同钻进,从孔底将泥渣吸出孔外。反循环钻杆直径宜大于127mm,故钻杆内泥水上升较正循环快得多,就是清水也可把钻渣带上钻杆顶部流入泥浆池,净化后循环利用。因泥浆主要起护壁作用,其质量要求可降低,但如钻深孔或易坍塌土,则仍需要高质量泥浆。灌注是指以人工或机械成孔后,在孔中灌注混凝土的施工过程。钻孔灌注桩因其单桩施工周期短,工艺相对较简单,承载力大等优点而被广泛应用,但由于其主要处于地下,属于隐蔽工程,影响其质量的因素较多,而且控制难度较大,若忽视就可能产生质量问题和事故,造成经济损失和工期延误。
  1土木工程中钻孔灌注技术
  1.1准备场地
   在钻机入场之前,技术人员应利用全站仪监测待施工的桩位,并埋设护桩。钻机的布置应考虑到平台有效施工面积,并且每一个钻机完成钻孔之后,应间隔一个桩再就位,防止两台钻机同时在相邻孔位工作。如果施工场地中有地面水,钻孔设备很难入场,就需要人工筑岛操作,应高出地面水位的50 cm以上,没有地面水则应高出地下水位1m以上,如果场地比较干旱,可直接平整场地、清除杂物并换除软土,即可开展下一步埋设护筒工作。
  1.2埋设护筒
   护筒应采用钢材质,钢护筒的内径比设计桩大约30cm,选用厚度8mm的A3钢板卷,为了保证钢护筒的整体质量,在焊接时应设置宽15cm、厚12cm的钢带,并在护筒底加设宽50cm、厚14mm的刃脚。同时要保证泥浆出口高出地面30cm。在埋设护筒时,其四周的土层应分层夯实,且选择含水量适当的粘土。在旱地的处置中,埋设外护筒适宜采取挖埋法,埋设的深入应入土中1m以上,并在护筒周围均匀、对称地回填最佳含水量的粘土,应做分层回填夯实处理,以保证最佳密实度。在水中埋设外护筒时,可采取震动加压下沉的方法,护筒低也应沉至硬土下的1m左右,否则就会造成穿孔、坍塌现象,若产生钻孔漏浆现象,就要增加护筒的埋设深度,并返工处理。
  1.3制备泥浆
   在钻孔灌注过程中完善泥浆循环系统,确保泥浆的各项指标符合要求,提高钻机工作效率并确保桩质量。泥浆可在钻孔过程中发挥悬浮或携带钻渣、提高孔壁稳定、清洗孔底等作用。
  1.4开始钻进
   在钻孔工作后,应适当提高钻杆、在护筒中打浆,同时使用泥浆泵循环,等到泥浆均匀后开始钻进。在钻进过程中,应适当控制进度,在护筒底部以低档慢速钻进,保证底角有坚固的泥皮护壁。如果护筒底部的土质松软产生漏浆现象,可适当提高钻头,向孔中倾入粘土块,再将钻头在其中倒转,将胶泥挤入孔壁中,堵住漏浆空隙,保证泥浆稳定钻进。
  2钻孔灌注施工中常出现的问题及对策
  2.1桩身缩孔
  2.1.1原因:①地质较差,泥浆护壁效果不好。②孔壁粘土的侵入,或地层承压水对桩周混凝土的侵蚀。③灌注过程中孔壁坍塌。④混凝土严重稀释。
  2.1.2对策:①下放钢筋笼须孔口扶正,慢慢放入,避免挂孔壁引起塌孔。②钢筋笼下放完毕检查孔底沉渣情况,发现沉渣突然增多,则表明孔壁有失稳垮坍现象,应换用比重为1.5~1.7的稠泥浆护壁,防止进一步垮孔。③灌注中,如发现孔口返水颜色突然改变,并夹有大量的泥土粗砂返出,说明孔内出现了塌孔现象,应停止灌注作业,控测孔内混凝土面位置,分析塌孔原因,并提出导管,换用干净泥浆清孔。④排注完成后经验桩发现桩身缩孔,如位置较浅,则直接开挖,对缩孔部位施工补救,如位置较深,且缩孔严重,则应考虑补桩。
  2.2粘钻或卡钻
  2.2.1原因:①选择正循环螺旋钻头对土层钻井过程,因钻头部位的异板阶梯形方齿不够锋利,使用后会出现粘稠泥浆粘钻问题,这会引起钻进速度不理想。②孔内形成梅花孔眼,钻进过程会受到许多杂物的影响,如:碎石等。③深护筒变形,这是由于钻头尺寸大小不一,下钻头太猛等施工错误导致钻头卡壁尺寸不达标。
  2.2.2对策:①按照钻头异板阶梯形等不同的位置,均安排设置相应的焊粗钢筋头,这样可以将原先的钻头变化为针刺形钻齿的螺旋形钻头以处理好上卡现象。②选择上下提升、摇动、拔移等方案对上卡现象加以处理。遇到下卡难以正常活動时,则需要使用卷扬机提拉外,也可根据实际需要选择千斤顶等设备处理,将各类障碍物清理之后使用梅花孔眼以提高钻井效率,这样能保持钻井的效率。
  2.3导管堵塞
  2.3.1原因:①导管变形,影响隔水塞通过。②制作的隔水塞不符合要求,直径过大卡住导管;或直径过小,灌注混凝土离析,粗骨料进入隔水塞和导管内壁之间卡住。③初灌时因导管下端距孔底间隙太小,混凝土流动不畅而堵管。④拌和混凝土离析严重,或灌注过程中导管漏水,混凝土受水冲洗后离析,粗骨料集中在一起而堵管。⑤拌合混凝土坍落度过小,流动性差,或因停电等原因暂停灌注时间过长,使混凝土在管内停留时间过长而失去流动性,从而产生与管壁较大的摩阻力而堵塞导管。⑥灌注时间过长,表层混凝土已过初凝时间,开始硬化。
  2.3.2对策:①隔水塞应制作规范,组装导管时要仔细认真检查导管内壁有无局
  部凹凸,导管出口是否向内翻转。②检查导管连接处密封用的橡皮垫是否突出内壁。③应严格控制粗骨料规格、混凝土坍落度和拌和时间,保证混凝土的质量。④应尽量缩短灌注时间,若暂停灌注,应在保证埋管深度的前提下经常上下小范围提动导管,以免混凝土失去流动性堵塞导管。
  2.4孔壁坍塌
  2.4.1原因:①施工人员操作不当,如提降钻头冲抓锤、掏渣或下放钢筋笼时碰撞孔壁。②护筒未埋至密实硬土层以下50~100cm深度,且周围封填土不密实造成漏水松软使筒体不稳定。③泥浆水位高度不够,对孔壁压力小。④泥浆稠度小、粘性不够,起不到护壁作用。⑤在松软砂层中钻进,进尺太快。⑥向孔内加水流速过大,直接冲垮孔壁。
  2.4.2对策:①对操作人员加强管理教育,必须按操作规程精心施工,要保持桩机稳定,转盘水平,钻导杆垂直不晃动。②拆除护筒,回填夯实钻孔,重埋护筒再钻。③焊接钢筋笼要确保逐节笼体在同一轴线上,前后左右采用垂球吊线定位,下放钢筋笼可采用3至4根定位护壁钢管(管径d=桩身净保护层厚度,管长3~5m),管顶焊挂钩,直接等分挂在护筒顶内侧边缘,待桩混凝土灌注至笼体稳定
  后拆除,这样可基本上避免笼体下放时碰撞孔壁。④在不易坍塌的粘质土层或夹有压缩好的砂砾土层中,采用反循环回转钻机钻进时,可用清水提高水头(≥2m)维护孔壁以加快施工进度。⑤在复杂的地质条件下或地下水位高且流速大时,护壁泥浆性能指标含砂率外,其余均应按规范取高限,必要时应加大投入采用PHP高粘度泥浆,以确保孔壁稳定后采用低速钻进。
  2.5钢筋笼上浮
  2.5.1原因:①混凝土质量差。易离析的、初凝时间不够的、坍落度很大的混凝土,都会使混凝土面上升至钢筋笼底端时钢筋笼难以插入混凝土而造成上浮,有时混凝土面已升至钢筋笼上一定高度时,表层混凝土开始发生初凝结硬,也会携带钢筋笼上浮。②钢筋笼孔口固定不牢,未用电焊进行固定。③提升导管过猛,不慎挂住钢筋笼造成上浮。④混凝土面到达钢筋笼底部时,导管埋深过浅,灌注量过大,混凝土对钢筋笼的上冲力过大。
  2.5.2对策:①要严格细致地下好钢筋笼,并将其牢固地绑扎或点焊于孔口。②下放导管时,应使导管顺桩孔中心位置而下。③在灌注过程中,当混凝土接近钢筋笼下段时,要徐徐灌注混凝土,一般灌注速度控制在10 m3/h左右,以减少混凝土对钢筋笼向上的冲力。④要特别注意导管出口与钢筋笼底口不得齐平,一般导管出口要低于钢筋笼不小于1.5 m,或高于钢筋笼底不小于1 m。⑤混凝土应严格按配合比配制,灌注要连续进行,并保证在首批初凝时间内完成整根桩的全部灌注工作。
  2.6掉钻
  2.6.1原因:①卡钻之后施工人员强制性将钻头拉出,导致整个钢丝绳发生断裂。②钻杆的接头在安装时没有保证紧密性,导致整个结构装置不牢固。③电动机接线不准确,在连接时朝着方向控制。
  2.6.2对策:①卡钻过程在无防备设施的前提下不得强提钻头,以此防止钻头空打。②对钻具、钻杆、钢丝绳等定期检查,保证良好的施工作业秩序。③掉钻后要选择打捞叉、钩、打捞活套、偏钩等专业工具查找钻头。④当钻头掉落后难以拿出時,则要选择其他装置进行处理。
  2.7钻孔偏斜
  2.7.1原因:①钻孔土层软硬不均,内含大孤石或探头石,导致钻头钻进时局部受阻,不垂直而偏位。②钻机架不稳,机件磨耗松动,导架钻杆不垂直。③钻孔土层遇到较坚硬的倾斜基岩下卧层。④扩孔较大处,钻头摆动偏位,钻杆弯曲或接头不正。
  2.7.2对策:①夯实加固整平钻机架下土基,垫稳方枕木,必要时在桩基定位后在机架管承支座与枕木间加打削尖木楔,确保钻机牢固稳定,另外对导架钻杆的水平和垂直度进行校正,一般采用水平尺检验转盘面是否水平,控制钻杆采用吊线锤校正导架。②孔内藏有探头石或孤石时,可采用冲孔机低锤击碎。对于倾斜基岩,可用低标号混凝土(一般用C20)填平待凝固后(为设计强度的80%时)再钻。③扩孔较大处,为避免钻头摇摆偏位,拟采用碎石粘土填实重钻。
  2.8钢筋笼吊装弯曲变形
  2.8.1原因:①笼体内对箍筋设计截面的直径达不到标准,且没有安排相应的支撑结构,导致龙体的结构难以满足刚度需要。②各节笼体过长,吊装过程未采取相应的处理策略,导致折弯变形。③焊接方式处理钢筋笼时,台座或地坪的平整度处理不足,导致笼体在加工时出现变形。
  2.8.2对策:①将钢筋十字剪力撑布置在笼体内,然后对孔内的杂物进行游戏清理,同时要掌握好拆除步骤。②在长笼体内沿笼壁对称捆绑3根或在易弯着力点处捆绑1根直径在10cm以上的木棍,具体长度可根据实际要求调整。③严格处理钢筋笼加工制作场地,且保证C15混凝土达到硬化的要求,需要时可运用枕木垫平,以此来实现混凝土的有效结合。
  3结束语
   钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的,其施工过程无法观察,成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题,都将直接影响到整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此,基础施工队伍要落实施工技术措施,加强施工质量管理,抓好施工过程中每一个环节的质量,力争将隐患消除在成桩之前。
  参考文献:
  [1]文德云主编.公路施工技术[M].北京:人民交通出版社,2004.
  [2]姚玲森主编.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,1999.
  [3]张京.路桥工程施工新技术实用手册桥梁施工新技术分册[M].北京:长征出版社,2003.
  [4]王常才.桥涵施工技术[M].北京:人民交通出版社,2002.
  [5]黄家伟.钻孔灌注桩施工工艺及质量控制[J].山西建筑,2007,33(14):111-112.
  [6]敢峰.谈钻孔灌注桩施工质量的控制[J].山西建筑,2004,30(19):76-77。
  [7]尹锦祥.钻孔灌注桩基础施工技术及质量控制措施[J].漯河职业技术学院学报,2009,(5).
  [8]虞森林,杜涛.浅谈钻孔灌注桩常见施工质量问题及防治措施[J].城市建设:下旬,2011,(2).
  [9]刘希武.钻孔灌注桩后压浆技术机理及应用探讨[J].建筑科技与管理,2011,(3).
  [10]高霞.孔壁粗糙度对钻孔灌注桩侧摩阻力的影响[J].建筑施工,2006,(8).
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