泥浆护壁冲孔灌注桩施工技术在岩溶地基处理中的应用.doc
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- 泥浆 护壁 冲孔 灌注 施工 技术 岩溶 地基 处理 中的 应用
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泥浆护壁冲孔灌注桩施工技术在岩溶地基处理中的应用 引言: 泥浆护壁冲孔灌注柱施工技术,在xxxx地貌地区地基处理中,解决了地下水位高,岩溶节理裂隙极为发育,地下石芽石笋林立,溶槽溶洞纵横,岩石风化破碎等复杂地质条件下施工技术难题,保证了工程施工质量和施工安全,取得了良好的效果,得到了参建各方同行的好评。 1、工程概况 1.1 工程桩设计概况 1.1.1 xx大酒店五星级宾馆,是xx市政府的标志性建筑,为框剪结构,建筑面积5.3万m2,建筑高度为107.8m,建筑层数地上26层,地下一层,共有冲孔桩207棵,桩径φ1000~φ1800mm,桩长15~43.7m。 1.1.2 xx大厦工程,为框架结构,建筑面积3.37万m2,建筑高度为67m,建筑层数地上19层,地下一层。共有冲孔桩96棵,桩径为φ800~φ1800mm,桩长10~31.7m。 1.1.3 xx水岸工程为框架结构,建筑面积8.62万m2,建筑层数:写字楼为16层,住宅为18层,地下一层,共有冲孔桩251棵,桩径为φ1000~φ1600mm。 1.2 工程地质情况 在三个工程中,施工难度较大的是xx大酒店,其次是xx大厦,xx水岸相对好一些;在此重点介绍xx大酒店工程地质情况。 xx大酒店为xx地貌地区,该场地处于原xx河的老河床上,后来由于河床改道修建人工湖,本工程紧靠人工湖的西边;该工程地质的岩溶裂隙非常发育,地下溶洞、溶槽、溶沟、溶隙较多,给地下水提供了良好的通道及附存条件,所以地下水相当丰富,水位高,水量大; 该工程场地中虽然有较坚硬的岩石,但埋藏深,场地的覆盖层厚5~13m,多为泥炭质土层,覆盖层下面溶沟、溶槽、石芽、石笋深达13~19m之多,溶沟、溶槽、溶洞大部分暗藏在地下10~40m之间,桩孔底部须穿超这些溶沟、溶槽、石芽、石笋或多层溶洞后才能到达满足持力层厚度的下卧层基岩; 该工程地基岩溶裂隙发育深度超40~50m,因工程单桩承载力要求高,桩下持力层完整岩石要求厚度达8~10m。 2、泥浆护壁冲孔灌注桩施工原理 2.1 冲击成孔原理 冲击成孔原理相似于滴水穿石的原理,所不同点主要在于冲击力的大小不同,冲锤的重量一般在3~8t重,根据桩直径的大小不同来选择冲锤的重量,而冲锤的重量又随着冲锤的直径在变化。 2.1.1 冲锤重量与冲锤直径的对应选择关系如下: 冲锤直径 (mm) φ800 φ1000 φ1200 φ1500 φ1800 冲锤重量 (t) 2.8 3.6 4.3 4.9(加重型为5.3) 6.8 2.1.2 冲锤的形状分为十字型、五角型、米字型等形状,锤底形状又随锤身形状在变化,冲锤的底部锤肋上每间隔30~40mm等距离焊上象斧头形状的冲头,冲击过程中主要冲击力集中在这些斧头形状的冲头上。它的工作原理是:冲锤通过钢丝绳被卷扬机提升到一定高度(1~4m)后突然放松,冲锤便靠自身的重力加速度下落,将势能转化为动能,使锤底的各个冲头分别作用在孔底岩石的表面作冲切做功,对岩石表面造成破坏。通过 反复不断地对岩石面进行冲切便在岩石面冲击出一个比冲锤直径大(直径约大100~200mm)的桩孔,即为冲击成孔。 2.1.3 冲孔必须保持孔洞呈圆形,为了防止冲锤底部的各条锤肋反复作用在相同部位而使桩孔孔底冲成梅花形断面,冲锤在竖向运动中必须不断旋转换位,这主要依靠冲锤锤把上的大直径高强弹簧制成的自转装置实现。由于冲锤的锤把与钢丝绳相连接,锤把可以在自转装置及钢丝绳受力回旋作用下在孔内作360°旋转,保证了在锤直径内的岩石都受到冲击,从而确保所成桩孔呈圆柱状。 2.1.4 影响冲孔速度的因素分析 ⑴、与冲锤的重量相关,冲锤越重,冲击力越大; ⑵、与冲锤冲头钢材的硬度相关,冲头越坚硬锋利,对岩石的破坏力越强; ⑶、与提锤的高度相关,提锤越高势能越大,转化成的动能也越大,对岩石的冲击破坏力越强; ⑷、与护壁泥浆的稠度相关,泥浆稠度越大,对冲锤的阻力越大,下落速度减慢,动能减小,对岩石的冲击破坏力越弱; ⑸、与岩石的硬度(风化程度)和破碎情况相关,岩石越破碎,相同情况下单位时间进尺越快; ⑹、与冲孔卷扬机的功率大小相关,电机功率越大,提锤重量越大,冲击力越大; ⑺、与操作工的技能熟练程度相关,技能越高,越能避免打空锤或多放绳的现象; ⑻、与做工的时间相关等等。 泥浆护壁冲孔灌注桩单位时间(h)进尺经验值 被冲击的岩土分类 粘土、砂土、粉土、回填土 碎(砾)石、强风化 软弱岩或破碎岩石 坚硬岩层(中风化、 弱风化基岩) 每小时进尺(m) 2~3 1~2 0.1~1 2.2 泥浆护壁原理 泥浆护壁靠的是泥浆本身的比重是大于1或大于桩孔内壁岩土的比重,并占据了桩孔中的全部空间,由于它具用一定的流动性,对孔壁而言能产生水平侧压力,桩孔底部被冲碎的岩土被高压力泥浆泵压浆冲底反循环置换出来,孔壁在孔内泥浆的压力平衡下得以稳定。这个稳定性的强弱又随着泥浆稠度的变化而变化,泥浆稠度越大护壁能力越强。泥浆在静态的条件下时间越长,泥浆中的悬浮颗粒下沉量越大,上部泥浆护壁能力也随之降低。 2.3 导管法砼水下浇灌原理 对泥浆护壁冲孔桩而言,水下浇灌砼是指在孔内充满泥浆的条件下完成桩身砼的浇灌。其工艺原理是砼的容重远远大于孔内泥浆的容重,当砼通过导管不停地输送到泥浆以下的孔底,并在导管四周由下往上翻涌时,孔内的泥浆也在砼的挤压下向孔口处上翻,慢慢从孔口溢出,最终完成水下砼的浇灌过程。泥浆向孔外溢出的速度及方量与导管输入到孔底砼的速度及方量相等。 3 泥浆护壁冲孔灌注桩施工技术 3.1 施工技术条件 3.1.1 根据周边环境,结合现场条件,抓住冲桩出碴多、泥浆多、需要准备的粘土和毛石多,另外,搅拌站、泥浆配制、废浆外运、污染严重的工艺特点,在满足周围环境保护,文明施工的前提下做好施工现场的布 置工作。 3.1.2 根据冲孔桩机械配置数量、泥浆池配置数量、机械设备进出线路和以上各种用地的划分来做好现场的各种准备工作。 3.1.3 施工前,必须取得所需的地质勘察报告、桩基施工图,并根据现场已定桩位控制坐标及水准高程点,绘制施工放线定位图。 3.1.4 施工场地内所有地上障碍物和地下埋设物应清除,附近有隔震要求的建筑物和危房应采取保护措施。 3.2 人员、设备、材料要求 冲孔灌注桩的施工要按特殊工序作好过程的连续监控。这就要求对分包方的资质、技能和业绩等进行评价鉴定、对冲孔设备的技术性能是否满足产品特性所需要的能力进行评价鉴定、所有进场原材料必须经检验合格后,方可使用。 3.2.1 冲孔机械的规格及型号选择 冲桩机械按不同技术性能分为轮胎式冲机、履带式冲机和走管移动式冲机。应根据卷扬机提升能力、冲锤重量、冲击行程、每分钟冲击次数、机身的重量、行走方式等进行选择。 3.2.2 冲机数量及变压器选择 在确定设备的数量时,应依据冲桩的数量、直径、桩长、总长、工期日计划完成量、机械性能、型号来综合考虑冲孔机械配置数量。再根据选定的设备总功率来确定变压器的型号、台数及安装位置。 3.2.3 冲机质量选择 在选定设备中,应注意机械的新旧程度及完好率等。一般功率大,能冲大直径的冲孔机,只要更换相应直径的冲锤便能冲小直径的桩,但功率小的冲孔机却不能起吊大吨位的冲锤来冲大直径的桩。 3.2.4 冲孔机的配套设备的选择 每台冲孔机都必须配置一台泥浆泵,冲孔机一开始冲孔,泥浆泵便要开始供浆循环。常用泥浆泵型号有3PN型,流量为108m3/h,扬程为21m,电机功率为22KW,重量为450kg/台,也可选择更大的型号。每台泥浆泵还 要配置一套三角架,一台手动葫芦。 3.2.5 材料要求 水泥采用合格的普通硅酸盐或矿渣硅酸盐水泥;用含泥量小于5%的中砂或粗砂;卵石或碎石粒径5~40mm,含泥量不大于2%;钢筋的品种和规格均符合设计要求,并有出厂合格证及试验报告;外加剂、掺和料应根据施工需要通过试验确定,外加剂和掺合料应有产品出厂合格证。 3.3 施工程序 场地平整→桩位放线、开挖浆池、浆沟→护筒埋设→桩机就位、孔位校正→冲击造孔、泥浆循环,清除废浆、泥渣,清孔换浆→终孔验收→钢筋笼吊装→砼导管安装→水下砼浇灌→成桩养护→桩身质量检测。 3.4 施工技术要点 3.4.1 桩位测量 必须要复测,反复核对符合精度要求时,请建设、监理、设计、勘察等单位人员验线签证。 3.4.2 桩口护壁 可挖1~2m深且内径比桩径大200mm,浇灌20mm厚C20砼进行护壁,上口可翻边300~500mm。也可用钢护筒,在钢护筒的上口面下200mm的位置割开200×200mm的方孔作泥浆外溢用。护筒上口比自然地表高300~500mm左右。钢护筒用8~10mm的钢板由卷管机卷成,焊接成圆筒状,圆筒长度以1~2m为宜,在圆筒上、中、下外壁各加固一道宽150mm的钢板带箍以增加其刚度。不论采用哪一种方式做护壁,孔中心垂直度都必须满足设计及规范要求。 3.4.3 桩机就位 冲桩机在工作中震动大,容易发生水平位移,必须用200×200mm的枕木进行支垫水平,对土质特别软弱处枕木下还须用毛石垫厚300~500 mm,防止机械下沉。孔位对中校正采用全站仪进行,以冲锤钢丝绳(必须将冲锤提起,使冲锤不摆动)在孔位正中为准,冲孔过程中必须不定时进行孔位复核。 3.4.4 冲击成孔 ⑴、冲孔控制要点 开孔时应低锤密击,若入土为淤泥和粉土等软弱土层时,应向孔内投石块、粘土反复冲击,并同时造浆供浆,确保孔壁稳定。在不同的岩层中冲孔时控制要点如下: 项次 项目 冲程(m) 泥浆密度(t/m3) 备注 1 在护筒中及护筒以下3米内 0.8~1.2 1.1~1.3 当土质为泥炭质土时,应提高泥浆稠度并加入石块 2 粘土 1~2 加清水 粘土为造浆的主要材料 3 砂土 1~2 1.3~1.5 投抛粘土,提高泥浆稠度,防止塌孔 4 砂卵石 2~3 1.3~1.5 加大冲击能力,使碴翻上来 5 风化岩 1~4 1.2~1.4 如岩石表面倾斜,应抛入300~500mm直径的石块,用低锤密击使孔底变平整,再转入正常冲击 6 塌孔回填重新冲孔 1 1.3~1.5 加粘土,加石块 ①、在松软的土层中冲孔提锤不宜太高,太高冲程易陷入土中造成提锤困难。 ②、进入基岩后,应低锤冲击,如发现偏孔应立即停止冲进,待向孔内抛投坚硬的块石及粘土至偏孔部位上方300~500mm后再冲进。 ③、若遇到孤石时,用高低冲程交替冲击,将其击碎或挤入孔壁,也可用爆破方式处理。 ④、冲击中应控制钢绳放松量,放得太多会减短冲程,太少会造成打空锤,应在钢丝绳上作上标记以便目测冲程高度。 ⑤、每次冲孔深度达到2~3m时,应排碴一次,约30min左右,冲孔应设置专人边冲边用漏网从溢出的泥浆中将浮出的沉碴虑出,使不含沉碴的泥浆反复循环到泥泥池再泵入孔底,将孔底沉碴不断循环出来。 ⑵ 泥浆循环控制要点 ①、泥浆制备的性能指标划分如下表: 项次 项目 性能指标 检测方法 1 相对密度 1.1~1.15 泥浆密度计 2 粘度 10~25s 50000/70000漏斗法 3 含砂率 <6% 4 胶体率 >95% 杯量法 5 失水率 <3ml/30min 失水量仪 6 泥皮厚度 1~3mm/30 min 失水量仪 7 静切力 1 min 20~30/30 min/cm2 10 min 50~100mg/ cm2 静切力计 8 稳定性 <0.03g/ cm2 9 PH值 7~9 PH试纸 注:凡有粘性土的地方,都可以采用原土造浆,泥浆浓度控制应适中。 ②、泥浆稠度控制经验公式如下: a、在入土便是水的流砂及淤泥质土或松软的回填土中冲孔时,泥浆容重宜控制在1.3~1.5t/m3之间。 b、在地下水位以下的土中及软弱破碎强风化岩层中冲孔时,泥浆容重宜控制在1.2~1.4t/m3之间。 c、在坚土及弱风化岩层中冲孔时,泥浆容重宜控制在1.1~1.3t/m3 之间。 3.4.5 清孔换浆 当冲孔深度满足设计要求时,并且满足嵌岩深度孔底,全部为坚石时,就不须再往下冲击,便转入清碴工序。规范规定孔底沉碴厚度必须小于50mm。清碴的主要方法是将泥浆泵的出浆管用冲机附卷扬机吊住伸入到孔底,利用管内注入的高压泥浆冲击孔底,孔底沉碴被冲洗悬浮粘附在泥浆中,并随同泥浆的上涌循环出孔外,再由人工用滤网过滤干净,经过滤的泥浆又由泥浆泵压入孔底,如此反复循环直到将孔内沉碴清理达到要求。若孔壁土质较差易出现塌孔时,泥浆的相对密度可控制在1.15~1.25t/m3之间。 凡是孔中循环出来的泥浆未经处理,不得排入城市地下管网,应采用专用罐车外运至指定地点处理。 3.4.6 终孔验收 清孔后孔底沉碴厚度满足规范要求,并且孔底必须满足嵌岩深度要求、孔底无软弱夹层的条件下及时请建设、监理、重点是地勘、设计、质监单位相关人员进行验孔。验孔的方法是用每节长3m,φ25镀锌钢管逐节采用直接丝扣连接伸至孔底进行仔细触探,孔底岩石越坚硬且沉碴越少,则测管反弹力越强,声音越清脆。若孔底存在裂隙或半边岩,测杆不但不会反弹,还会陷入孔底土层中,遇到此情况通常须再向下冲进或进行补充勘察。 沉碴厚度的检测方法是用两根专用测绳(绳内设有细钢丝)分别系上一个重约2kg的尖底铁锤和一个平底铁锤同时放入孔底,尖底锤尖通常会插入沉碴中到达岩石面,而平底锤底面则落在沉碴表面,当在两根测绳的上部相同高度上作好标记并将测绳拉出孔面后,测量两根测绳锤尖到标志点的长度差即为沉碴厚度,沉碴厚度测量通常应反复测量几次取平均值确定,一般情况下沉碴厚度多为20~40mm。 3.4.7 钢筋笼制作吊装 是在验孔合格的前提下进行的,若无吊车和塔吊配合时,冲孔机竖杆只有7m高度,若桩的长度为30~50m时,钢筋笼只能分段吊装,在孔口处 采用搭接焊接长,逐段处理的方法完成。 钢筋笼制作可在木制圆盘的圆周上留缺口,缺口与槽之间的间距为主筋间距,每3m左右一个圆盘,将主筋固定在缺口内再焊架立筋,最后转动圆盘再绑扎螺旋箍筋。也可用简易方法,用粗筋做圆环,在圆环外围焊上主筋,再在该圆环上绑扎钢筋笼。加劲箍设在主筋之外,主筋端部不设弯钩妨碍导管操作。为了增强钢筋笼在运输吊装中的牢固性、不变形、不散架、各连接点和吊点必须焊接牢固。 钢筋笼连接吊装就位后,主筋要与冲机底盘连接,目的为了避免浇第一斗混凝土时钢筋笼被冲击上浮造成废桩。钢筋笼制作、安装质量检查标准按GB50202—2002标准执行。 3.4.8 水下砼施工技术 钢筋笼安装好并检查无误后,应立即浇筑砼,间隔时间不应超过4h,以防桩孔内泥浆沉淀和塌孔。 ⑴、导管安装: 导管用壁厚为9~10mm的无缝管制作,采用标准的阀兰盘6φ12螺栓连接,导管直径宜为φ200~250mm,每根长度除底管长4m外其它管长均为2m,阀兰盘之间的密封垫采用6mm厚胶皮垫。导管在吊入孔之前应作气密性、水密性试验,压力在0.6-1.0MPa之间不漏气、不漏水为合格。导管吊装必须在孔中心,避免提管拆管挂住钢筋笼。导管总长量应比最长的桩多1/3长度备用,每次组装导管时变形管不得投入使用。 ⑵、砼浇灌漏斗制作安装: 漏斗可用4~6mm钢板制作,直径可为φ1500 ~1800mm左右,斗容量满足初浇量埋管800mm深考虑,按桩直径为φ1800考虑,管底空300mm,埋管800mm,斗容量=砼初灌量=1.1π0.9²≈2.8m³,如果管端距孔底500 mm,斗容量=1.3π0.9²≈3.3m³;漏斗设置高度应适用操作的需要,并应在灌注到最后阶段,特别是灌注接近到桩顶部位时,能满足对导管内混凝土柱高度的需要,保证上部桩身的灌注质量。 ⑶、隔水栓制作安装: 隔水栓一般采用强度等级为C20的混凝土制作,宜制成圆柱形,其直径宜比导管内径小20 mm,其高度宜比直径大50 mm;采用4 mm厚的橡胶垫圈密封;使用的隔水栓应有良好的隔水性,保证顺利出水。 ⑷、浇注水下砼: ①、工艺流程: 安设导管→使隔水栓与导管内水面紧贴→灌注首批砼→剪断铁丝,使隔水栓下落至孔底→连续灌注砼,提升导管→砼灌注完毕,拔出护筒。 ②、砼的配制要求: 水下砼必须具备良好的和易性,配合比应通过试验确定,砼坍落度宜控制在18~22cm。 a、水泥 水泥一般采用硅酸盐或普通硅酸盐水泥,水泥标号不低于32.5MPa,水泥用量不低于360kg/m3。 b、细骨料 水下砼宜选用级配合理、质地坚硬、颗粒洁净的中粗砂,含泥量小于5%。 c、粗骨料 水下砼的粗骨料,宜选用竖硬卵砾石或碎石,最大粒径<40mm,有条件时可采用二级级配,含泥量不大于2%。 d、外加剂 为改善和易性和缓凝,水下砼宜掺入外加剂,但必须经过试验,确定外加剂的种类,掺入量及掺入程序。 ③、浇注砼 砼可用塔吊或砼输送泵向漏斗内输送,当漏斗内砼容量满足初灌量时,进行首批砼浇注。 a、浇注首批砼 开始浇柱砼时,为使隔水栓能顺利排出,导管底部至孔底的距离宜为300~500mm,漏斗与储料斗应有足够的砼储备量,使导管一次埋入砼以下0.8m以上。 b、导管埋深 导管埋入砼的深度愈大,则砼扩散愈均匀,密实性愈好,其表面也较平坦;反之,砼扩散不均匀,表面坡度也大,易于分散离析,影响质量。埋入深度与砼浇注速度有关。 为防止导管拔出砼面造成断桩事故,导管埋深宜为2~4m,不宜大于6m,同时应注意防止埋管太深会造成埋管事故。 c、连续浇注砼 首批水下砼浇筑正常后,必须连续施工,不得中断。否则先浇注的砼达到初凝,将阻止后浇注的砼从导管中流出,造成断桩。 d、浇注时间 每根桩的浇注时间按初凝时间控制,必要时可适量掺入缓凝剂。 水下混凝土适当浇注时间参考表: 桩长 ≤30 30~50 50~70 70~100 浇注 量 ≤40 40~80 ≤40 48~80 80~120 ≤50 50~100 100~160 ≤60 60~120 120~200 适当 浇注 时间 (h) 2~3 4~5 3~4 5~6 6~7 3~5 6~8 7~9 4~6 8~10 10~12 e、控制桩顶标高 当浇注接近桩顶部位时,应控制最后一次浇注量,使桩顶的浇注标高比设计标高高出0.5~0.8m,以使凿除桩顶部的泛浆层后达到设计标高的要求,且必须保证暴露的桩顶砼达到强度设计值。 ④、浇注砼施工注意事项 a、浇注水下砼施工时,严禁导管提出砼面,应有专人测量导管埋深及管内外砼面的高差,填写水下砼浇注记录。 b、在浇注过程中,当导管内砼不满含有空气时,后续的砼宜通过溜槽慢慢地注入漏斗和导管,不得将砼整斗从上面倾入导管内,以免在导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水。 c、对浇注过程中的一切故障均应记录备案。 3.4.9 桩身抽芯检测 ⑴、用超声波检测桩身砼密实度:在钢筋笼未入孔之前用铅丝将3φ50mm的PVC管呈三角形绑扎固定在钢筋笼内侧,管两头用堵头堵严,作为后期超声波检测孔。为避免该PVC管在砼浇灌过程中承受不住孔内砼的侧压力而发生变形,可事先在管内注入清水。 ⑵、抽芯检验桩底沉碴厚度和桩端下卧层岩石(持力层)厚度,及桩身砼密实度(观察芯样表面进行判定)。 ⑶、抽芯的数量一般要求,桩径φ800mm内的抽一个孔,φ1000mm~1400mm的抽两个孔,≥1500mm的抽三个孔。 ⑷、强度检验,主要是对抽出的芯样进行抗压强度试验,每桩均需取一组以上试件。 4 泥浆护壁冲孔灌注桩施工技术难题分析和处理 4.1 施工技术难题分析 4.1.1 漏浆 在xx地貌地区施工,特别是在岩溶极为发育的地下,溶隙溶缝多、溶槽溶洞多,凡桩身穿越这些部位时都难以避免会漏浆。特别是遇到溶洞及溶槽内无填充物时,更增高了漏浆的可能性和严重性。 是在不同的土中冲孔时,凡桩身穿越土洞时也是漏浆的多发部位。4.1.2 塌孔 泥浆的稠度不够,泥浆产生的水平侧压力小于孔壁的水平侧压力,造成不平衡失稳坍塌。 漏浆后,桩身通过的土层,特别是流砂层、淤泥层的孔壁完全失去了维系其平衡条件造成坍塌。 塌孔将对冲孔造成一定的危害,轻者适当提高泥浆的浓度后,能保持孔壁的稳定,可以继续冲孔;重者是造成孔口砼定位护壁(或定位钢护筒)下落移位,或是将钢护筒挤压成漏斗形状,冲锤无法下落继续冲孔;再重者是造成冲桩机械设备跌落到所坍塌的深坑中,可能导致设备及人身的安全事故。更严重的是造成冲锤来不及提出便被埋入孔中提不出来,造成桩、锤及桩位报废。若是在浇灌桩身砼过程中出现塌孔,更容易压坏输送砼的导管,不得不中途中止砼浇灌,造成断桩。 4.1.3 偏孔 ⑴、冲孔中遇到地下暗藏的大孤石,特别是孤石表面线与冲锤的垂直线夹角小于45°时,容易造成偏孔。 ⑵、遇到半边岩(桩身的一半是岩石一半是土层)容易造成偏孔,孔位将向土层一边偏移。 ⑶、遇到悬壁岩,若悬壁岩表面不平整,倾角大于45°时容易偏孔,若悬壁岩厚度满足不了持力层厚度,下面有土层,当冲穿悬壁岩后孔位又会逐渐回到设计桩位,造成孔洞在该部位弯曲。 ⑷、遇到溶槽,特别是倾斜的溶槽时,冲锤向溶槽的倾斜方向滑移,造成孔位偏移。 ⑸、冲孔机本身倾斜,随着冲孔过程中产生的震动力,冲孔机将向倾斜的一方位移,钢绳偏离孔中心,造成整个孔位中心偏移。 4.1.4 卡锤、落锤 ⑴、冲穿无填充物的溶洞时,落锤的方位和提锤的方位不一致造成卡锤,因为冲锤在竖向运行中是旋转着的,特别是十字锤比米字型的锤更易卡锤。 ⑵、冲锤遇到溶槽宽度与冲锤的直径稍小一点时,特别是倾斜的溶槽更易卡锤。 ⑶、孔壁垮塌孤石滑落等,当滑落的体量大于冲机的牵引力时,造成冲锤上提困难。 ⑷、钢护筒的上下口向内卷曲造成孔径缩小卡锤,钢护筒又被冲嵌卡 死在岩石中,锤在钢护筒中或下部无法提出来。钢护筒上下口卷曲原因,多为冲锤底周边冲头焊齿超过锤底边沿所致。 ⑸、落锤的主要原因是冲锤钢绳毛刺超过报废要求未更换被拉断造成落锤、冲锤被卡死在溶洞中强制拉断、钢丝卡本身质量问题或钢丝卡螺栓松动未及时检查紧固拉脱造成落锤。 4.1.5 钢筋笼无法吊装至孔底或浇注砼过程中上浮 ⑴、钢筋笼无法吊装至孔底的主要原因是孔洞弯曲或不圆(如出现梅花孔等)造成、钢护筒被卡在溶洞中,且上口被锤冲击向内卷曲变形,孔口不规则造成。 ⑵、钢筋笼上浮的原因主要发生在桩身砼浇灌过程中,特别是初存灌量(砼方量约为孔径的1.5~2倍)通过导管迅速落入孔底的瞬间,由于砼是快速从孔底导管口冲击往上翻涌,对钢筋笼产生较大的冲击浮力,使其上浮。次要原因是提拔砼导管时,砼导管接头螺栓挂住钢筋笼使其上浮 4.1.6 水下砼灌注导管堵塞、漏浆或爆管 ⑴、导管堵塞是因为上次浇灌完砼后未将管内砼清洗干净,当其凝固后造成导管内径减小或变形造成;在本次浇灌砼之前未作润管处理便直接输送砼,或砼的和易性不满足要求所致;组装导管过程中未将管内异物清除干净所致。 ⑵、导管漏浆主要是橡胶密封圈破坏或厚度不够,不能起到密封作用;紧固螺栓存在缺陷;阀兰盘变形螺栓压不紧;导管不是无缝钢管制作,且焊缝裂口造成。 ⑶、爆管,主要原因是未用符合压力的无缝钢管或自制导管且钢板厚度不足或焊缝不合格,承压力达不到要求造成。 ⑷、在孔内充满泥浆的条件下进行水下砼灌注过程中,堵管、漏浆、爆管任何一项都是不允许发生的。堵管时间超过砼的终凝时间,埋在砼中的导管将无法拔出,上部的砼也无法下到孔底,即使能将导管拔出,但是由于泥浆进入导管内都将造成断桩。在泥浆中的导管永远要保持密封状态,不得让泥浆通过焊缝或接头部位进行砼中。爆管若是在泥浆中产生也就等 于中断了砼浇灌,形成断桩。 4.1.7 断桩和缩径 ⑴、造成断桩的主要原因之一是,在浇灌砼过程中,测量或计算泥浆下,砼面的上升高度有误,导致拔管后管底离开砼上表面,泥浆涌入导管内造成断桩。 ⑵、浇灌砼过程中,孔壁坍塌压坏泥浆中的输送砼导管,中断砼浇灌造成断桩。若塌孔不十分严重,虽未挤坏导管,还可以继续浇灌砼,但是极有可能造成桩身缩径。(见附件三图示) 4.2 施工常遇技术技术问题处理措施 4.2.1 漏浆处理技术措施 ⑴、提高泥浆稠度解决不了时,可用袋装粘土便于堵塞。 ⑵、填低标号C15以内的砼高于漏浆砼500~1000mm,待砼达强度后重冲。 4.2.2 跨孔处理技术措施 ⑴、跨孔为漏浆引起,若因溶沟、溶槽、溶洞引起,只有阻塞溶沟、溶槽、溶洞后才能阻止漏浆跨孔。 ⑵、阻塞溶沟、溶槽、溶洞的方法用粘土、毛石、低标号砼填塞。 ⑶、若溶洞中充填满流汁但不流动,不漏浆时,为了阻止砼大量流入,可下钢护筒作护壁,在此部位相当于钢管桩。 ⑷、若跨孔引起地表大面积陷落时,为防止冲机落入,应采用塔吊或吊车吊钢护筒对中下入,钢护筒上口高于地表300~500mm,钢护筒外用袋装土和毛石或用砼填实至地表,再将冲机就位,但在冲机下面的砼中应设置暗梁,保证冲机的安全。 4.2.3 偏孔处理技术措施 ⑴、偏孔在1%桩长范围内的纠偏措施是投入毛石,最好是坚硬的毛石高于偏孔点300~500mm再冲孔。再不行就浇砼达强度后再冲孔。 ⑵、投入毛石浇低标号砼还纠偏不了时,可打小钻使用爆破法,但炸药不能太多避免软土一方大塌方,炸药少了不起作用。 ⑶、爆破不行就加大孔径,增加冲锤重量,锤底重新焊上硬度高的冲头,以便击碎岩石,提高破岩能力。 ⑷、再不行就填孔重冲,但要向相反方向偏孔1%重新开孔冲。如果每道关都把得好,一般用1-2种方法就可以了。 4.2.4 钢护筒严重变形处理技术措施 在冲孔中用低锤突击的方法,将孔中变形嵌在岩石中的钢护筒冲碎落于孔底,用电磁铁将孔中碎钢板吸除。 4.2.5 卡锤、落锤处理技术措施 ⑴、若孔不圆,锤头向下有活动余地,可使锤头向下活动并转动至孔么较大方向提起;使锤头上下活动,脱离卡点;使锤头上、下活动,让石块落下,提起锤头。 ⑵、若孔径已变小,应严格控制锤头直径,并在孔径变小处反复冲刮孔壁,以增大孔径,用打捞钩或打捞活套助提; ⑶、利用泥浆泵向孔内泵送性能优良的泥浆,清除坍落物,替换孔内粘度过高的泥浆;使用专门加工的工具将顶住孔壁的锤头拨正,将护筒吊起,割去卷口,再在筒底外围用φ12圆钢焊一圈包箍,重下护筒于原位; ⑷、用打捞活套,打捞钩打捞锤头,也可用抓锥来抓取落锤。 4.2.6 遇流砂的处理措施 流砂严重时,可抛入碎砖石、粘土、用锤冲入流砂层,做成泥浆结块使之成坚厚孔壁,阻止流砂涌入保持孔内水头,并向孔内抛粘土块,冲击造浆护壁,然后用掏渣筒掏渣。 4.2.7 防止浇筑砼过程中钢筋笼上浮处理措施 在浇筑砼前应将钢筋笼固定在孔壁上或压住,也可将钢筋笼主筋与冲机底盘连接压住钢筋笼,混凝土浇筑过程中,砼导管应埋入钢筋笼底面以下1.5m以上。 5 结束语 5.1 该技术应用,成功解决了xxxx花园工程、xx大厦工程和xx水岸工程桩基施工中遇有地下溶沟、溶槽、溶洞、偏孔、塌孔、水下浇筑砼等 技术难题,为工程顺利施工奠定了基础;所有工程桩施工质量经检测,各项技术指标均符合设计和验收规范要求,得到了业主、监理、设计、质检各方的好评。 5.2 泥浆护壁冲孔灌注桩施工技术,设备构造简单,操作方便,所成孔壁较坚实、稳定,施工不受场地限制,适用范围广,尤其适用于xx地貌地区施工,也适用于持力层被游泥软土埋置较深的桩基施工; 5.3 导管法灌注水下混凝土,具有能向水深处迅速灌注大量砼,不用排水,作业设备简单,操作安全性强,工程质量能较好控制; 综上所述,泥浆护壁冲孔灌注桩施工技术应用的成功经验对类似工程施工具有很好借鉴价值;该技术成果已形成施工工法并评为省、国家级工法推广应用。展开阅读全文
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