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長螺旋水下灌注成樁技術(shù)

所屬欄目:水力論文 發(fā)布日期:2010-11-20 17:17 熱度:

  摘要:長螺旋水下成樁技術(shù)是采用長螺旋鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高,利用混凝土泵將混凝土從鉆頭底壓出,邊壓灌混凝土邊提鉆直至成樁,然后利用專門振動(dòng)裝置將鋼筋籠一次插入樁體,形成鋼筋混凝土灌注樁。后插鋼筋籠應(yīng)與壓灌混凝土宜連續(xù)進(jìn)行。與普通水下灌注樁施工工藝相比,長螺旋水下成樁施工,不需要泥漿護(hù)壁,無泥皮,無沉渣,無泥漿污染,施工速度快,造價(jià)低等特點(diǎn)。本文結(jié)合工程實(shí)例,對此技術(shù)作分析及探討,供同行參考。
  關(guān)鍵詞:長螺旋;水下灌注;灌注樁施工;鋼筋籠;
  1、工程概況
  華能岳陽電廠位于岳陽城陵磯附近,毗鄰長江,屬于長江中游沖積平原地區(qū)。根據(jù)中南電力勘測設(shè)計(jì)院提供的油罐區(qū)、灰漿泵房及脫硫區(qū)地質(zhì)勘察報(bào)告,場地自上而下的地質(zhì)特征如下:1、雜填土及素填土層(約2m~4m厚);2、粉質(zhì)粘土層及粉土層,軟塑(約5m~6m厚);3、粘土層,可塑或硬塑(約3m~8m厚);4、含粘性土密實(shí)的卵石層(約0m~1m厚);5、粘土層,硬塑(約2.1m厚);6、強(qiáng)風(fēng)化板巖層(約1.9m)。該區(qū)域工程的基礎(chǔ)原設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)的回旋鉆孔灌注樁,由于該區(qū)域施工現(xiàn)場地下水位較高,水量豐富,上部土層性質(zhì)較差,單純用回旋鉆無法成孔,經(jīng)設(shè)計(jì)、業(yè)主、監(jiān)理及施工方共同協(xié)商,決定采用φ800長螺旋水下灌注樁施工工藝,共426根樁,每根樁長度在15m~20m之間,總長度約為7160m,混凝土量為3597.2m3。
  2、施工工藝原理
  長螺旋水下灌注樁施工工藝是采用長螺旋鉆機(jī)鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高,利用混凝土泵將混凝土從鉆頭底部壓出邊灌注邊提鉆至成樁,然后利用專門震動(dòng)裝置將鋼筋籠一次插入樁體,形成鋼筋混凝土灌注樁,施工程序簡化。
  3、施工工藝特點(diǎn)
  3.1樁身質(zhì)量好:由于混凝土是從鉆桿中心壓入孔中,混凝土具有密實(shí)、無斷樁等特點(diǎn),并對樁孔周圍土有滲透、擠密作用。
  3.2單樁承載力高:由于是連續(xù)壓灌超流態(tài)混凝土護(hù)壁成孔,對樁孔周圍的土有滲透、擠密作用,提高了樁周土的側(cè)摩阻力,使樁基具有較強(qiáng)的承載力、抗拔力、抗水平力,變形小,穩(wěn)定性好。
  3.3機(jī)械投入少:鉆機(jī)直接吊入鋼筋籠,節(jié)省了吊車臺(tái)班,減少了大型機(jī)械的投入量。
  3.4長螺旋鉆孔壓灌砼樁施工由于不需要泥漿護(hù)壁,不需要設(shè)置泥漿池和沉淀池,減少了臨時(shí)用地,沒有泥漿污染,低噪音,無振動(dòng),符合環(huán)境保護(hù)和綠色施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。
  4、施工工藝流程
  4.1鉆孔
  4.1.1樁位驗(yàn)收后,下放鉆桿,使鉆頭對準(zhǔn)樁位點(diǎn),調(diào)整鉆桿垂直度,應(yīng)用鉆機(jī)塔身的前后垂直標(biāo)桿檢查導(dǎo)桿,校正位置,使鉆桿垂直對準(zhǔn)樁位中心,以保證樁身垂直度偏差不得大于允許偏差,垂直度的允許偏差不大于1%。
  4.1.2開鉆前,先將混凝土泵的料斗及管線用清水濕潤(潤滑管線,防止堵管),然后用一定的水泥砂漿進(jìn)行泵送,并將所有砂漿泵出管外。
  4.1.3封住鉆頭閥門,使鉆桿向下移動(dòng)至鉆頭觸及地面時(shí),開動(dòng)鉆機(jī)旋動(dòng)鉆頭。一般應(yīng)先慢后快,先鉆0.5~1m深,檢查一切是否正常,未發(fā)現(xiàn)異常再繼續(xù)鉆進(jìn),根據(jù)電流大。ㄒ话阏莆赵陬~定電流180~200A之間)控制鉆進(jìn)速度。如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃、難鉆或電流猛增現(xiàn)象時(shí),可能遇到障礙物;若發(fā)現(xiàn)電流猛增,但出土量減少且提鉆困難時(shí),可能發(fā)生糊鉆現(xiàn)象;若發(fā)現(xiàn)電流下降但工作狀態(tài)平穩(wěn),進(jìn)尺緩慢,可能因鉆尖頂在硬物上所致。遇以上情形,應(yīng)停止鉆進(jìn),分析原因進(jìn)行處理,禁止強(qiáng)行鉆進(jìn)。致無異常地質(zhì)情況,一般正常平均鉆進(jìn)速度控制在1.2m/min左右。
  4.1.4鉆進(jìn)過程中,排出孔口的土應(yīng)隨時(shí)清除,以免吊放鋼筋籠時(shí)將粘土混入樁身,影響樁身質(zhì)量。
  4.1.5根據(jù)設(shè)計(jì)確定的鉆孔深度,在鉆機(jī)塔身相應(yīng)位置作醒目標(biāo)注,作為施工時(shí)控制樁長的依據(jù),鉆桿下鉆到設(shè)計(jì)深度后在原位空轉(zhuǎn)清土,在灌注前不得提鉆,F(xiàn)場施工技術(shù)人員根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告以及實(shí)際鉆孔出土觀察分析,是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的土層。如遇特殊地質(zhì)情況,應(yīng)由設(shè)計(jì)人員根據(jù)圖紙與現(xiàn)場地質(zhì)實(shí)際情況綜合確定,并及時(shí)通知監(jiān)理。在施工過程中,應(yīng)及時(shí)、準(zhǔn)確地填寫《樁施工記錄》。
  4.1.6在軟土中成孔,樁距小于3.5d(d為樁徑)時(shí),宜采用跳打成樁,第二輪新樁鉆孔需在老樁砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%以上進(jìn)行。
  4.2鋼筋籠制作
  4.2.1鋼筋籠制作嚴(yán)格依設(shè)計(jì)進(jìn)行,允許偏差符合規(guī)范規(guī)程規(guī)定,
  4.2.2主筋與加強(qiáng)筋間點(diǎn)焊焊接,箍筋與主筋點(diǎn)焊,
  4.3泵送混凝土
  4.3.1鉆頭到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高后,鉆桿提升200mm后保持原位不停鉆,開始泵送砼,邊灌注邊提鉆桿,提升速度要與泵送速度相適應(yīng),確保中心管內(nèi)有0.1m3以上的混凝土,灌注時(shí)根據(jù)泵送量及時(shí)調(diào)整提速,直至樁體混凝土高出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高500mm。成樁過程宜連續(xù)進(jìn)行,成樁的提拔速度宜控制在1m/min~1.2m/min,(遇軟弱土層或流砂層宜控制在0.5~0.7m/min左右)。
  4.3.2嚴(yán)格控制樁的混凝土的充盈系數(shù)。一般土質(zhì)為1.15~1.2,軟土為1.2~1.3。若充盈系數(shù)不符,則要分析是否出現(xiàn)斷樁或頸縮現(xiàn)象,并采取相應(yīng)的處理措施。
  4.3.3若施工中因其它原因不能連續(xù)灌注混凝土,須根據(jù)勘察報(bào)告和施工已掌握的場地土質(zhì)情況,避開飽和砂土、粉土層,不宜在這些土層內(nèi)暫停泵送混凝土,避免地下水侵入樁體。成樁過程中必須保證排氣閥正常工作,防止成樁過程中發(fā)生堵管。在混凝土澆注過程中,及時(shí)、準(zhǔn)確地填寫《樁混凝土澆灌記錄》。
  4.4后插鋼筋籠
  4.4.1按施工規(guī)范要求將制作好的鋼筋籠綁好砂漿塊,將振動(dòng)錘和導(dǎo)入管通過法蘭盤連接(也可用其他連接方式),如圖1所示。利用吊車輔助將導(dǎo)入管插入鋼筋籠中,導(dǎo)入管的下端與鋼筋籠的連接如圖2所示。導(dǎo)管直徑為180m~200mm,壁厚為8mm,可采用整管或分節(jié)制作,震動(dòng)錘的激振力為15~20KN,要求激振力能滿足下放鋼筋籠的要求。將導(dǎo)入管及振動(dòng)錘與連接好的鋼筋籠吊起,移至已成樁的樁孔內(nèi);
  
  4.4.2將鋼筋吊直扶正緩緩送入孔內(nèi),啟動(dòng)振動(dòng)錘,通過振動(dòng)用鋼筋籠導(dǎo)入管將鋼筋籠送入樁身素混凝土內(nèi)至設(shè)計(jì)標(biāo)高,同時(shí),將樁身砼振搗密實(shí),同時(shí)將鋼筋籠固定。
  5、施工設(shè)備
  采用步履式系列式或其他長螺旋鉆機(jī),另配鋼筋加工、混凝土拌制、泵送設(shè)備等。
  6、應(yīng)用效果
  成樁28d后,經(jīng)樁身完整性和高應(yīng)變承載力檢驗(yàn),長螺旋水下灌注樁的質(zhì)量完全達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。
  7、效益分析
  7.1經(jīng)濟(jì)效益:
  與泥漿護(hù)壁回旋鉆孔灌注樁施工效率和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較:采用水下長螺旋鉆孔灌注樁,每臺(tái)班設(shè)備平均每天成樁25根,單方造價(jià)1070元/m3;采用泥漿護(hù)壁回旋鉆鉆孔樁施工工藝,每臺(tái)班設(shè)備平均每天成樁6根,單方造價(jià)1160元/m3。通過比較,我們可以看出:采用長螺旋鉆孔壓灌砼樁,可縮短工期2~3倍,節(jié)省施工直接費(fèi)用為:3597.2×(1160-1070)=32.37萬元,經(jīng)濟(jì)效益明顯。
  7.2社會(huì)效益
  由于其無泥漿污染,施工中無振動(dòng)和燥聲,社會(huì)和環(huán)境效益顯著,符合當(dāng)今綠色施工的要求,推廣、應(yīng)用前景廣闊。

文章標(biāo)題:長螺旋水下灌注成樁技術(shù)

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