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【摘要】在水利工程中,灌注桩的施工技术对于整个工程的质量起着非常重要的作用。因此,要加强对施工过程的管理,规范施工技术和施工作业流程,保证工程的进度和质量。
【关键词】水利工程;灌注桩;施工;技术
中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
随着经济的快速发展,促进了我国水利工程的飞速进步。水利工程建设中,不断有一些新工艺和新设备应用,这也促进了水利工程施工水平的提高。灌注桩施工技术就是其中一项,本文将对其施工技术进行详细探讨。
二、水利工程灌注桩施工要点
1、泥浆
泥浆是现代建筑工程建设中最基本的原材料之一,而在当前水利工程的钻孔灌注桩施工中也不例外,在钻孔灌注桩的施工过程中,为了确保其施工质量,首先必须要做好施工过程中的各个环节,因此科学合理的进行泥浆施工就显得尤为重要。泥浆的质量和性能直接决定了钻孔灌注桩施工的质量和效率。无论对于成孔质量还是最终对桩的承载能力的发挥,泥浆质量都是相当重要的因素。
2、砼灌注
砼灌注是最后一道也是最关键的一道工序。首先必须严格按设计强度配制砼。许多施工单位都是现场搅拌砼,其常见问题是:砂石的含泥量偏大;配料的计量不准确;水泥保管不善受潮。水下砼灌注由于阻力大不易流畅灌入,于是施工单位常随意加大水灰比,增大塌落度便于砼灌注,结果砼的强度等级严重降低。质检和设计人员应加强现场质量监理,决不能轻易相信试块的试验结果。
三、 施工准备阶段的工作
1、认真参与图纸会审及设计交底工作。参与图纸会审主要要重点研究工程地质勘测报告,对地质剖面图有一个清晰的印象。并对桩位图、施工图,桩长、桩径、乃至对桩设计承载力等进行复核。
2、审核施工组织设计和施工方案施工组织设计及施工方案涉及的内容非常多,关系到施工安全、施工质量控制、环保及消防等必须符合现行法律法规、施工技术标准及现场条件。要从施工准备阶段从严控制,对不符合要求的方面要及时建议并给出审批意见。
3、检查三通一平是否满足施工要求对施工现场三通一平的施工条件进行考察,以及必须处理架空线(高压线)和地下障碍物,排水应通畅,并且路面及工作面满足机械设备地面承载力。
四、水利工程灌注桩施工过程
钻孔灌注桩施工基本程序是:施工准备——钻机就位——护筒埋设——钻头和孔口管施工——护壁泥浆——混凝土浇筑、钢筋笼制作和安装。
以下结合某河道泄洪闸基础灌注桩工程就几个步骤作简要说明。
1、施工准备工作
(1)收集工程施工地点的水文、地质资料,对地质岩性进行分析和判断;
(2)详细了解灌注桩设计施工图纸及做好施工组织设计;
(3)施工现场确保三通一平,对松软地基进行必要的处理,以免给施工机械作业带来麻烦;
(4)复核测量基准线、水准基点和桩位等数据;
(5)制定相应质量控制措施,以确保工程施工质量。
2、钻机就位
钻机安装工作,应遵循“水平、稳固、三点一线”原则。在准备阶段对工程施工场地进行平整和压实,如在施工现场遇到深水区或淤泥层很厚时,则需要进行工作平台的搭设。建立子控制网,确保其能够符合建筑物施工工程的整体测量。对拟建的施工桩位进行放样,同时在其他观测站进行观测和复核。桩位的控制是水利工程灌注桩技术施工中的一项重要内容,只有桩位准确才能确保施工顺利进行。
3、孔口管的埋设
桩位的固定措施主要是埋设孔口管,通过埋设孔口管,对钻头的钻进方向进行有效引导。进行孔口管埋设时,孔口管的直径应比桩孔大l0cm左右,可以使钻头在孔内顺利提升。在安装孔口管时,应确保其中心线与桩位中心线的偏差保持在50mm以内。孔口管埋设的入土深度应根据土质不同进行调整,如在砂石土质中其深度应当大于1.5m,如在粘土土质中其深度应不小于lm,同时确保孔内的泥浆比地下水位高出lm左右。孔口管埋设应牢固和密实,为防止出现渗水现象,孔口管与孔壁之间使用粘土进行夯实。埋设孔口管时,为确保孔口不会发生坍塌,孔口管采用厚度是5mm以上的钢板卷制,直径为1800mm。
4、钻头
钻孔桩的设计孔径为1.5m以上时,选择钻头时对其钢材质量有较高的强度要求,确保钻头的质量、角度以及钻头切削内刃的强度。如钻头在施工过程中发生断裂,则会造成孔内事故,不仅延误工期而且将造成经济损失。
5、钻进过程
在灌注桩的钻孔过程中,应主要从以下几方面加强控制:
(1)灌注桩钻孔应遵循“快速”原则。每个桩进行施工的时间越短,出现问题的可能性越低。但是在一些孔段,则需要放慢处理。例如,在开孔过程中,应做到“轻压慢钻”,避免出现孔斜问题,当钻头已经进人地层之后,则加快钻进速度。
(2)在钻进过程中。根据地层以及钻进速度状况,不断调整泥浆的循环量。如果进尺速度快但是泵量较小,则泥浆过于戮稠且存在较多泥块沉渣,必然影响成孔的质量;如果在较为松软的地层中钻进,压力以及泵量过大,可能造成坍孔问题。
(3)在进行提钻头除土、钻孔排渣等过程中,应确保钻孔中的泥浆处于规定水位,满足要求。如果因故停钻,则需要将钻头提到孔外。
(4)当钻孔工作结束之后,应检测桩孔的深度、直径、斜度等参数,直到符合要求后停止工作。
6、护壁泥浆
泥浆的主要作用是支撑孔壁、稳定底层、对悬浮的钻渣进行清理,同时通过泥浆渗透到孔壁周围的底层,阻断渗漏通道,因此,泥浆对孔壁具有十分重要的保护作用。泥浆比重控制在1.2一1.3,粘度22一25s,胶体率>>97%,内泥浆面控制在离孔口50cm以内。
7、清孔
灌注桩技术在水利工程中的应用,需要通过两次清孔工作,以此满足灌注之前的泥浆比重要求。当钻进到设计的深度之后,就需要进行第一次清孔工作。利用钻机实行换浆清孔。第一次清孔工作是否符合技术要求,对整体工程质量非常重要,不能由于还要进行二次清空而忽略第一次清孔工作。由于第一次清孔工作的强度较大,基本可以清除大部分沉渣和泥块;而第二次清孔工作则采取粗截面导管形式,冲力相对较小,不能担负清孔的主要任务。当钢筋笼与导管布置完毕后,则进行第二次清孔工作,以清除在这一道工序中产生的泥块沉渣。
在整个清孔过程中,应注意避免坍孔现象。当清孔工作完毕之后,则在孔底位置取泥浆作为样品,进行指标试验。
8、钢筋笼制作并安装
有关钢筋笼的制作与安装,应主要遵循以下要点:
(1)严格把控材料的质量关。对于选择的钢筋直径、种类以及型号等参数,严格参考设计图纸及相关技术规范,保证钢筋质量。
(2)加强钢筋笼的制作规范,以此确保工程质量要求。在制作钢筋笼过程中,严格按照设计图纸规范进行,保证钢筋的焊接、弯折、截断、除锈等质量。一般情况下,钢筋笼的主筋采取整根形式,特殊情况下进行对接处理,采取焊接方式,要求搭接长度大于5d。钢筋笼成品的质量,应确保尺寸准确、减少直径、间距等误差。
(3)在正式吊装钢筋笼之前,应利用探孔器实行钻孔试验。探孔器的实际直径大小,应根据钻孔的直径而决定,重点检查钻孔壁中是否有障碍物,如突出石块、树根或者探討现象等,以此确保钢筋笼安装的正常进行。在吊装钢筋笼过程中,应对准孔位,如果遇到突出物则正反旋转、缓慢下落。应注意钢筋笼不得强行放下或者猛落高起,避免出现碰撞或者坍塌问题。
9、混凝土浇筑
混凝土的强度等级必须满足水利工程施工设计需要,所选用的材料应符合国家行业标准,使用的商品混凝土需经过严格检查才能进人施工现场。混凝土浇筑前应着重检查混凝土灌注桩桩底,确定其沉淀厚度和泥浆指标,如不符合浇筑标准则重新进行清理。
浇筑前必须对第一次浇筑的混凝土需求量进行详细计算,一般容量应至少是导管容量与漏斗总容量之和的2倍,才能够确保混凝土从漏斗导管处顺利翻出,并且可以将导管端置于被混凝土掩埋的2.5m之内。
浇筑时混凝土的上升速度保持3m/h以内,浇筑后期应适当提高漏洞高度,使导管内外压力差逐渐增大,并不断提升导管,每次提升的幅度保持在0.5m左右,才能使混凝土顺利灌入,直到混凝土高度达到空口面,同时把灌注桩内所有钢筋徹底清洁。
五、钻孔灌注桩施工应急措施
1、保证钻孔精确度
在进行钻孔之前,首先要将钻机就位的场地整理平顺,以保证钻机在就位时始终保持在水平状态。在进行钻机安装时,要保证转盘的中心与钻架上的起吊滑轮维持在同一轴线,并保证钻杆位置的偏差维持在20 cm的范围以内;对于钻杆的性能和垂直度,质检人员要进行经常性的检查,如果出现要废弃或弯曲的钻杆,要及时的进行调整,以保证钻杆的质量;在钻进的过程中,如果遇到小均匀的地层,应当采用钻杆刚度大、自重大的钻机,以确保钻机可以垂自进入,当钻进斜状岩层、小均匀地层或碰到孤石时,要将钻孔的速度适当放慢。如果发生钻孔偏斜时,施工人员可以将钻头提起,进行上下的反复扫钻,以削去硬质层,如果经过纠正,钻孔依旧偏斜,则要在钻孔的局部回填土到偏孔处,重新钻进。
2、严格控制泥浆比重
在防治孔壁坍塌时,应当根据地质条件的小同情况,选择适度的泥浆比重和泥浆孰度,在钻进过程中要采用适宜的钻进速度;对于松散易坍塌的土层,应当将护筒深埋,并严密控制护筒四周的密实度;在将护筒升高以后,终孔后补给泥浆时应当保证水头有一定的高度;在将钻头提升、下放钢筋笼时要保证其处于垂自状态,以免钢筋笼发生变形,安放时要对准孔位,缓缓下沉,避免与孔壁发生碰撞;成孔之后,待灌的时间应当控制在3h以内,在保证施工质量的前提下,应尽可能地加快灌注的速度,有效地缩短灌注时间,以保证孔壁不会出现坍塌现象。
六、结束语
通过介绍,我们对灌注桩施工技术有了一定了解,只有规范施工过程管理,严格按照施工工艺技术进行,就能够保证工程的规范,保证工程项目的质量。
参考文献
[1]张宁,谈水利工程施工工艺要点[J]水利工程,2013
[2]王猛,水利工程灌注桩施工应注意的问题[J]施工工艺,2012
【关键词】水利工程;灌注桩;施工;技术
中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
随着经济的快速发展,促进了我国水利工程的飞速进步。水利工程建设中,不断有一些新工艺和新设备应用,这也促进了水利工程施工水平的提高。灌注桩施工技术就是其中一项,本文将对其施工技术进行详细探讨。
二、水利工程灌注桩施工要点
1、泥浆
泥浆是现代建筑工程建设中最基本的原材料之一,而在当前水利工程的钻孔灌注桩施工中也不例外,在钻孔灌注桩的施工过程中,为了确保其施工质量,首先必须要做好施工过程中的各个环节,因此科学合理的进行泥浆施工就显得尤为重要。泥浆的质量和性能直接决定了钻孔灌注桩施工的质量和效率。无论对于成孔质量还是最终对桩的承载能力的发挥,泥浆质量都是相当重要的因素。
2、砼灌注
砼灌注是最后一道也是最关键的一道工序。首先必须严格按设计强度配制砼。许多施工单位都是现场搅拌砼,其常见问题是:砂石的含泥量偏大;配料的计量不准确;水泥保管不善受潮。水下砼灌注由于阻力大不易流畅灌入,于是施工单位常随意加大水灰比,增大塌落度便于砼灌注,结果砼的强度等级严重降低。质检和设计人员应加强现场质量监理,决不能轻易相信试块的试验结果。
三、 施工准备阶段的工作
1、认真参与图纸会审及设计交底工作。参与图纸会审主要要重点研究工程地质勘测报告,对地质剖面图有一个清晰的印象。并对桩位图、施工图,桩长、桩径、乃至对桩设计承载力等进行复核。
2、审核施工组织设计和施工方案施工组织设计及施工方案涉及的内容非常多,关系到施工安全、施工质量控制、环保及消防等必须符合现行法律法规、施工技术标准及现场条件。要从施工准备阶段从严控制,对不符合要求的方面要及时建议并给出审批意见。
3、检查三通一平是否满足施工要求对施工现场三通一平的施工条件进行考察,以及必须处理架空线(高压线)和地下障碍物,排水应通畅,并且路面及工作面满足机械设备地面承载力。
四、水利工程灌注桩施工过程
钻孔灌注桩施工基本程序是:施工准备——钻机就位——护筒埋设——钻头和孔口管施工——护壁泥浆——混凝土浇筑、钢筋笼制作和安装。
以下结合某河道泄洪闸基础灌注桩工程就几个步骤作简要说明。
1、施工准备工作
(1)收集工程施工地点的水文、地质资料,对地质岩性进行分析和判断;
(2)详细了解灌注桩设计施工图纸及做好施工组织设计;
(3)施工现场确保三通一平,对松软地基进行必要的处理,以免给施工机械作业带来麻烦;
(4)复核测量基准线、水准基点和桩位等数据;
(5)制定相应质量控制措施,以确保工程施工质量。
2、钻机就位
钻机安装工作,应遵循“水平、稳固、三点一线”原则。在准备阶段对工程施工场地进行平整和压实,如在施工现场遇到深水区或淤泥层很厚时,则需要进行工作平台的搭设。建立子控制网,确保其能够符合建筑物施工工程的整体测量。对拟建的施工桩位进行放样,同时在其他观测站进行观测和复核。桩位的控制是水利工程灌注桩技术施工中的一项重要内容,只有桩位准确才能确保施工顺利进行。
3、孔口管的埋设
桩位的固定措施主要是埋设孔口管,通过埋设孔口管,对钻头的钻进方向进行有效引导。进行孔口管埋设时,孔口管的直径应比桩孔大l0cm左右,可以使钻头在孔内顺利提升。在安装孔口管时,应确保其中心线与桩位中心线的偏差保持在50mm以内。孔口管埋设的入土深度应根据土质不同进行调整,如在砂石土质中其深度应当大于1.5m,如在粘土土质中其深度应不小于lm,同时确保孔内的泥浆比地下水位高出lm左右。孔口管埋设应牢固和密实,为防止出现渗水现象,孔口管与孔壁之间使用粘土进行夯实。埋设孔口管时,为确保孔口不会发生坍塌,孔口管采用厚度是5mm以上的钢板卷制,直径为1800mm。
4、钻头
钻孔桩的设计孔径为1.5m以上时,选择钻头时对其钢材质量有较高的强度要求,确保钻头的质量、角度以及钻头切削内刃的强度。如钻头在施工过程中发生断裂,则会造成孔内事故,不仅延误工期而且将造成经济损失。
5、钻进过程
在灌注桩的钻孔过程中,应主要从以下几方面加强控制:
(1)灌注桩钻孔应遵循“快速”原则。每个桩进行施工的时间越短,出现问题的可能性越低。但是在一些孔段,则需要放慢处理。例如,在开孔过程中,应做到“轻压慢钻”,避免出现孔斜问题,当钻头已经进人地层之后,则加快钻进速度。
(2)在钻进过程中。根据地层以及钻进速度状况,不断调整泥浆的循环量。如果进尺速度快但是泵量较小,则泥浆过于戮稠且存在较多泥块沉渣,必然影响成孔的质量;如果在较为松软的地层中钻进,压力以及泵量过大,可能造成坍孔问题。
(3)在进行提钻头除土、钻孔排渣等过程中,应确保钻孔中的泥浆处于规定水位,满足要求。如果因故停钻,则需要将钻头提到孔外。
(4)当钻孔工作结束之后,应检测桩孔的深度、直径、斜度等参数,直到符合要求后停止工作。
6、护壁泥浆
泥浆的主要作用是支撑孔壁、稳定底层、对悬浮的钻渣进行清理,同时通过泥浆渗透到孔壁周围的底层,阻断渗漏通道,因此,泥浆对孔壁具有十分重要的保护作用。泥浆比重控制在1.2一1.3,粘度22一25s,胶体率>>97%,内泥浆面控制在离孔口50cm以内。
7、清孔
灌注桩技术在水利工程中的应用,需要通过两次清孔工作,以此满足灌注之前的泥浆比重要求。当钻进到设计的深度之后,就需要进行第一次清孔工作。利用钻机实行换浆清孔。第一次清孔工作是否符合技术要求,对整体工程质量非常重要,不能由于还要进行二次清空而忽略第一次清孔工作。由于第一次清孔工作的强度较大,基本可以清除大部分沉渣和泥块;而第二次清孔工作则采取粗截面导管形式,冲力相对较小,不能担负清孔的主要任务。当钢筋笼与导管布置完毕后,则进行第二次清孔工作,以清除在这一道工序中产生的泥块沉渣。
在整个清孔过程中,应注意避免坍孔现象。当清孔工作完毕之后,则在孔底位置取泥浆作为样品,进行指标试验。
8、钢筋笼制作并安装
有关钢筋笼的制作与安装,应主要遵循以下要点:
(1)严格把控材料的质量关。对于选择的钢筋直径、种类以及型号等参数,严格参考设计图纸及相关技术规范,保证钢筋质量。
(2)加强钢筋笼的制作规范,以此确保工程质量要求。在制作钢筋笼过程中,严格按照设计图纸规范进行,保证钢筋的焊接、弯折、截断、除锈等质量。一般情况下,钢筋笼的主筋采取整根形式,特殊情况下进行对接处理,采取焊接方式,要求搭接长度大于5d。钢筋笼成品的质量,应确保尺寸准确、减少直径、间距等误差。
(3)在正式吊装钢筋笼之前,应利用探孔器实行钻孔试验。探孔器的实际直径大小,应根据钻孔的直径而决定,重点检查钻孔壁中是否有障碍物,如突出石块、树根或者探討现象等,以此确保钢筋笼安装的正常进行。在吊装钢筋笼过程中,应对准孔位,如果遇到突出物则正反旋转、缓慢下落。应注意钢筋笼不得强行放下或者猛落高起,避免出现碰撞或者坍塌问题。
9、混凝土浇筑
混凝土的强度等级必须满足水利工程施工设计需要,所选用的材料应符合国家行业标准,使用的商品混凝土需经过严格检查才能进人施工现场。混凝土浇筑前应着重检查混凝土灌注桩桩底,确定其沉淀厚度和泥浆指标,如不符合浇筑标准则重新进行清理。
浇筑前必须对第一次浇筑的混凝土需求量进行详细计算,一般容量应至少是导管容量与漏斗总容量之和的2倍,才能够确保混凝土从漏斗导管处顺利翻出,并且可以将导管端置于被混凝土掩埋的2.5m之内。
浇筑时混凝土的上升速度保持3m/h以内,浇筑后期应适当提高漏洞高度,使导管内外压力差逐渐增大,并不断提升导管,每次提升的幅度保持在0.5m左右,才能使混凝土顺利灌入,直到混凝土高度达到空口面,同时把灌注桩内所有钢筋徹底清洁。
五、钻孔灌注桩施工应急措施
1、保证钻孔精确度
在进行钻孔之前,首先要将钻机就位的场地整理平顺,以保证钻机在就位时始终保持在水平状态。在进行钻机安装时,要保证转盘的中心与钻架上的起吊滑轮维持在同一轴线,并保证钻杆位置的偏差维持在20 cm的范围以内;对于钻杆的性能和垂直度,质检人员要进行经常性的检查,如果出现要废弃或弯曲的钻杆,要及时的进行调整,以保证钻杆的质量;在钻进的过程中,如果遇到小均匀的地层,应当采用钻杆刚度大、自重大的钻机,以确保钻机可以垂自进入,当钻进斜状岩层、小均匀地层或碰到孤石时,要将钻孔的速度适当放慢。如果发生钻孔偏斜时,施工人员可以将钻头提起,进行上下的反复扫钻,以削去硬质层,如果经过纠正,钻孔依旧偏斜,则要在钻孔的局部回填土到偏孔处,重新钻进。
2、严格控制泥浆比重
在防治孔壁坍塌时,应当根据地质条件的小同情况,选择适度的泥浆比重和泥浆孰度,在钻进过程中要采用适宜的钻进速度;对于松散易坍塌的土层,应当将护筒深埋,并严密控制护筒四周的密实度;在将护筒升高以后,终孔后补给泥浆时应当保证水头有一定的高度;在将钻头提升、下放钢筋笼时要保证其处于垂自状态,以免钢筋笼发生变形,安放时要对准孔位,缓缓下沉,避免与孔壁发生碰撞;成孔之后,待灌的时间应当控制在3h以内,在保证施工质量的前提下,应尽可能地加快灌注的速度,有效地缩短灌注时间,以保证孔壁不会出现坍塌现象。
六、结束语
通过介绍,我们对灌注桩施工技术有了一定了解,只有规范施工过程管理,严格按照施工工艺技术进行,就能够保证工程的规范,保证工程项目的质量。
参考文献
[1]张宁,谈水利工程施工工艺要点[J]水利工程,2013
[2]王猛,水利工程灌注桩施工应注意的问题[J]施工工艺,2012