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承壓水鉆孔灌注樁施工技術研究

所屬欄目:建筑設計論文 發布日期: 熱度:


  2.3.4投粘土、碎石使孔壁堅實不塌不漏。
  因橋位處地質情況以圓礫土為主,膠結材料少,護筒底角以下0m~4m范圍內,埋深較淺,地層松散,易產生塌孔,鉆孔進入到該深度,首先向孔內拋入適量粘土塊及少量碎石,采用小沖程、高頻率反復沖擊,利用鉆機的沖擊作用將粘土塊、碎石等擠入孔壁,增加泥漿護壁泥皮厚度,使孔壁堅固密實,同時抵消一部分承壓水的壓力。
  2.4施工要點
  綜合平衡法即通過加高施工平臺、加大泥漿比重使鉆孔內水壓大于或等于深層承壓水的水壓;通過加深護筒與投粘土、碎石等輔助措施阻隔淺層的承壓水。其中因深層的承壓水無出水口,水壓較大,故高平臺、大泥漿是該方案實施的關鍵。
  3、鉆孔樁施工
  3.1平臺填筑
  填筑鉆孔平臺,填筑材料采用戈壁料,分層填筑,并進行機械壓實。每層厚度不大于40cm,相應加高施工便道。為保證鉆機、吊車、混凝土運輸車能共同作業,平臺頂部尺寸不小于22×22m。
  3.2深埋護筒
  準確確定樁位,并在樁位四周增設十字護樁,用于隨時檢查調整樁位中心。護筒中心軸線對正測量標定的樁位中心,并保證護筒豎直。9#墩-14#墩樁基護筒采用打入,護筒宜埋入河床以下3m左右。護筒底部和四周所填粘質土(在粘質土不足時,采用水泥穩定土)必須分層夯實,并且使護筒頂高出平臺面0.8m以上。
  3.3調制泥漿
  選用膨潤土、纖維素、火堿等配制優質泥漿。必要時購置重晶石材料,施工中泥漿比重嚴格控制,確保達到1.26以上,并根據地層地質情況及時調整泥漿性能。
  3.4投粘土、碎石
  護筒底角以下0m~4m范圍內,采用濃泥漿、小沖程、高頻率反復沖砸,使孔壁堅實不塌不漏。鉆孔進入承壓層后,首先向孔內拋入大量粘土塊、碎石,采用小沖程反復進行沖擊,利用鉆機的沖擊作用將粘土塊、碎石等擠入孔壁,使孔壁堅固不塌,同時承壓水流量也得到遏制。掏渣后,若孔內水位穩定則處理成功。若有承壓水流出,則用粘土、碎石將鉆孔回填2~3m,并用鉆頭夯實,待孔內水位穩定后重新進行鉆進施工,直至達到要求。
  3.5鉆孔作業
  鉆機就位前,對主要機具及配套設備進行檢查、維修。
  鉆孔前,按施工設計所提供的地質、水文資料繪制地質剖面圖,掛在鉆臺上。鉆進過程中經常注意地層的變化,在地層的變化處均應撈取渣樣,判斷地質的類型,記入記錄表中,并與設計提供的地質剖面圖相對照,鉆渣樣編號保存,以便分析備查。
  在鉆機鉆進作業中,根據地質的變化,確定不同的鉆進速度和泥漿比例,選用適度的進尺和泥漿比重。
  鉆機開鉆及整個鉆進過程中,應始終保持孔內水位大于承壓水位,鉆機沖程由不同土質情況分別確定,采用增大泥漿粘稠度的辦法保證孔壁堅實;在鉆孔過程中采取各種預防措施防止卡鉆、沖壞孔壁或塌孔等現象;開鉆時應小沖程鉆進,待鉆頭全部進入地層后,方可加速鉆進。
  3.6成孔檢查
  當鉆孔深度達到設計要求時,對孔深、孔徑、孔位和孔形等進行檢查,可采用籠式測孔器直接測量孔深、孔徑及傾斜度,確認滿足設計要求后,方可進行孔底清理和灌注水下混凝土的準備工作。
  3.7清孔
  清孔時必須保持孔內水位,防止塌孔。清孔后立即檢測孔底沉渣厚度,孔底沉渣厚度不得大于30cm。
  3.8吊放鋼筋籠
  吊放鋼筋骨架入孔時,下落速度要均勻,切勿撞擊孔壁。鋼筋籠焊接用時較多,施工前要備好足夠的電焊機,鋼筋籠焊接與吊放時間控制在1.5小時之內完成。
  3.9安放導管
  導管由管徑300mm的無縫鋼管組成,每節2.5m,配1~2節0.5~1.5m的短管。吊裝前先試拼,并進行水密、承壓試驗,安放過程中注意連接牢固、封閉嚴密、上下成直線吊裝,位于鉆孔中央。
  3.10灌注水下混凝土
  混凝土拌和物應具有良好的和易性,在運輸過程中,無離析、泌水現象,坍落度180mm~220mm;在灌注混凝土時,導管底端距孔底30cm~40cm,計算漏斗體積,確保初灌混凝土將導管埋深不小于1m。
  混凝土灌注要連續,中途停歇時間不超過15min,使混凝土經常處于流動狀態。灌注過程中,應勤測孔深、勤拆導管,導管的埋深應控制在2~6m,并作好灌注記錄。最后撥導管時注意提拔及反插,保證樁芯混凝土密實度。
  考慮樁頂含有浮渣,灌注時水下混凝土的澆注面按高出樁頂設計高程120cm控制,以保證樁頂混凝土的質量。
  灌注水下混凝土應在1.5小時內完成。
  3.11樁的檢測
  所有鉆孔樁樁身混凝土質量均進行瞬態激振時域、頻域分析法檢測。
  3.12沉降觀測
  施工完成后,在承臺上設置沉降觀測點,定期進行觀測,沉降觀測采用精密水準儀器,觀測開始日期為鋪架前一周,直至沉降穩定為止,要求每兩天一次,并對觀測數據進行分析整理。
  4、施工注意事項
  4.1施工步驟
  施工前在河谷內按確定方案于橋墩外試鉆,取得初步數據后,再進行橋梁樁基施工。
  施工中先易后難,先由河谷兩側地勢較高的墩位開始施工,對每一根樁的施工流程和工序進行詳細觀測,并進一步總結經驗,確定下一根樁的施工方案,最后施工河谷中心地帶。
  4.2平臺填料
  填料選用級配良好的戈壁料,平臺頂部護筒位置夯填厚度1米的粘土,防止出現護筒透水。
  4.3泥漿制備
  從克孜勒河特大橋的地質資料看,現場完全不具備就地造漿條件。所有泥漿均采用膨潤土制備,造漿過程中加入適量的火堿、纖維素等材料,以提高泥漿性能。泥漿比重控制在1.25~1.30。
  新造泥漿性能指標如下表所示(每樁開孔前檢測)
  項目 比重 粘度 含砂量(%) pH值
  性能指標 1.25~1.30 19~28秒 <4 7~9
  檢驗方法 泥漿比重計 漏斗法 泥漿含砂率測定儀 pH試紙
  4.4鉆進時發現承壓水涌出的處理
  鉆進中在有承壓水從孔口涌出的情況下,用補充泥漿的方法處理效果不佳或根本無效,因為在水不斷向外涌出時,孔內泥漿會進一步稀釋,因此出現涌水后,應立即采用粘土回填,并沖擊密實,再補充新泥漿。

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