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大直径钻孔混凝土灌注桩施工中应注意的几个问题

分类:
十三张
发布时间:
2020/05/18
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【摘要】:
大直径钻孔混凝土灌注桩施工中应注意的几个问题  大直径钻孔混凝土灌注桩施工工程中应着重注意以下几个问题:钻头的选择、护壁泥浆比重选择、钻进速度选择、清孔和混凝土浇灌。  一、钻头的选择  大直径钻孔灌注桩是在泥浆护壁下,利用旋转台盘带动底部装有钻头的钻杆旋转进行挖土钻进的,所以,根据土层的地质情况选择合适的钻头是非常重要的。如果钻头选择不当,就可能无法顺利进行挖掘,从而影响工程的进度。钻孔混凝土灌

  大直径钻孔混凝土灌注桩施工中应注意的几个问题

  大直径钻孔混凝土灌注桩施工工程中应着重注意以下几个问题:钻头的选择、护壁泥浆比重选择、钻进速度选择、清孔和混凝土浇灌。

  一、钻头的选择

  大直径钻孔灌注桩是在泥浆护壁下,利用旋转台盘带动底部装有钻头的钻杆旋转进行挖土钻进的,所以,根据土层的地质情况选择合适的钻头是非常重要的。如果钻头选择不当,就可能无法顺利进行挖掘,从而影响工程的进度。钻孔混凝土灌注桩使用的钻头有多种形式,其中最常用的是多瓣式钻头,适用与多种土质,如粉砂、粘土、砂和砂砾层,挖掘效率也较高。不过多瓣式钻头吸泥口的直径只有150~200mm,在挖掘过程中如果遇到较大的石块或卵石,钻孔就难以进行,需要停钻,用抓斗挖出大的石块或卵石后,再进行钻孔,如大的石块或卵石很多,则钻进效率就会大大降低。对于基数超过40 以上的硬土层,因为一般钻头的刃口会打滑,故要采用三翼式钻头才有效。对于更硬的土层及特别坚硬的砂砾层,则需采用四翼式钻头才有效。这种四翼式钻头在刃尖部分为阶梯式圆筒形,挖掘时先挖一个小圆孔,然后呈阶梯形扩大,起导向作用,钻头摇动很小,孔壁不会扩大,因此可以顺利的进行挖掘。对于特别硬的粘土和砂砾层,还可以选用滚轮式钻头,这种钻头有50~200kN 的压力加到钻头上,因而需要大功率的旋转台盘。此外,还有扩大桩底用的扩底钻头这种钻头可将桩孔底部扩大,从而提高桩的承载能力。

  二、护壁泥浆比重选择

  大直径桩成孔时,由于桩孔的直径比较大,很容易出现塌孔等事故,要保证大直径桩孔不塌陷,除了要保持泥浆有20kpa静水压力之外,还要根据土层的地质情况,选用一定比例的泥浆进行护壁。根据国外经验,泥浆比重大于1.08 时会降低挖掘的效率,但对于大直径钻孔桩来说,由于其护壁作用加强了,从而减少了塌孔事故的发生,有利于顺利成孔。当然了,产生塌孔的原因是多方面的,所以我们还应了解塌孔产生的原因是,以便采取有效的措施加以防治。产生塌孔的主要原因有:

  (一)护筒周围未用粘土填封紧密而漏水,或护筒埋置太浅;

  (二)未及时向孔内加泥浆,造成孔内泥浆面底于孔外水位,或孔内出现呈压水降低了静水压力;

  (三)在流砂、软淤泥、破碎地层、松散砂层中钻进,进尺太快或停在一处空转时间太长,转速太快。了解了产生塌孔的主要原因后,在施工过程中我们就可以采取相应的防治措施进行解决:在护筒周围用粘土填封紧密,或升高护筒,增大水头;钻进中及时添加新鲜泥浆,使其高于孔外水位,遇流砂、松散土层时,应适当加大泥浆比重,或选用较大粘度、胶体率的优质泥浆,或投入粘土掺片,并控制进尺,不要使进尺过快或空转时间过长。一旦发生塌孔,应立即采取相应有效措施加以补救:对于轻度塌孔,应加大泥浆比重和提高水位。对于严重塌孔,应用粘土泥膏投入,待孔壁稳定后采用低速钻进。在钻孔过程中,应随时注意测量泥浆的比重,及时掌握泥浆比重的变化,并认真做好记录。

  三、钻进速度选择

  钻进速度的选择也是很重要的,我们知道,钻进速度太快或停在一处空转时间太长,转速太快,都有可能造成桩孔坍塌,因此,应根据不同的地质情况,控制不同的钻进速度。在淤泥层一般应快速钻进穿过,如发生缩径,则提升钻头至缩径处反复旋转,使其达到设计要求。在细砂、粉砂层,由于这类砂土较松散,钻进时速度太快可能产生埋钻,太慢或停在一处空转时间太长转速太快又会产生塌孔,所以在松散砂土中钻进,应注意合理控制进尺。对于粘土层,在钻进时由于粘性大及可塑性强,不宜发生塌孔,但由于粘性强,泥团不宜打散,故更应严格慢速钻进,钻进速度应控制在1m/min 左右,以确保桩壁完好和钻机正常工作。在粘土层钻进时,有时会出现不进土现象,产生的主要原因有:

  (一)钻头粘满粘土块,排渣不畅,钻头周围堆积土块;

  (二)钻头合金刀具安装角度不适当,刀具切土过浅,泥浆比重过大,钻头配重过轻。解决办法:加强排渣,重新安装刀具角度、形状、排列方向;降低泥浆比重,加大钻头配重。糊钻头时,可提出钻头,清除泥块后,再施钻。在较硬土层中钻进则以钻机无跳动、电机不超负荷为准。对于岩层,入岩后必须轻压、慢转。在钻进的过程中,为了能够及时了解不同土层的具体地质情况,应加强取样分析,以便正确选择钻进参数。

  四、清孔

  钻进深度达到设计要求并符合终孔条件后,应进行清孔。清孔一般分两次进行,第一次清孔可用循环换浆法。桩端持力层为粉砂层时,宜采用正循环清孔,因为反循环清孔排碴速度较高,较大的抽吸作用反使桩端附近的粉砂层应力松弛,使桩端阻力降低;桩端持力层为碎石、卵砾石层、岩层时,应选用反循环清孔。即让钻头继续在原位放慢速度空钻,同时注水,用清水换浆,是泥浆比重控制在1:1 左右,如孔壁土质较差,宜用泥浆循环清孔,使泥浆比重控制在1。15~1。25,清孔过程中应及时及时补给稀泥浆,并保持浆面稳定。第一次清孔时间不少于30 分钟。第二次清孔采用导管清孔,由于桩孔较大,故要利用电动葫芦左、右移动导管及前后移动平台,使清孔比较彻底。清孔后沉碴厚度的测量方法,有吊锤测量、超声波、电阻检测等,其中简便常用的是吊锤测量法。方法是: 用吊锤吊至孔底,轻触沉碴面,并记录深度;再牵绳使吊锤抖击孔底沉碴,使其液化,直至坚硬岩面(或其它坚硬土层) ,再次记录深度。2次记录深度的差值即为沉碴厚度。当沉碴厚度较小时,可通过吊锤感触到孔底坚硬清爽的状况,并应立即进行检查验收合格后,应立即进行下一道工序的施工,以免渣土重新沉淀,造成沉渣过厚而影响桩的承载力。

  五、混凝土浇灌

  对于大直径钻孔灌注桩来说,水下灌注混凝土是很关键的工序,因为大直径孔桩的灌注时间长、难度大,很容易发生堵管、顶管、顶面混凝土初凝等问题。在混凝土上升后,阻力逐渐增大,灌注事故多,因此大直径钻孔混凝土灌注桩在浇灌混凝土时应特别注意以下几点:

  (一)由于大直径桩孔浇灌时所需混凝土用量比较大,所以施工前应备足材料,采用现场搅混凝土的,搅拌设备应满足需要,而且必须准备1~2 台备用搅拌机,以防万一。

十三张   (二)现场应备用灌注平台一套及吊车,以防机电设备发生故障时,能及时替用,确保混凝土灌注的连续进行。

  (三)灌注时,随着下灌混凝土的上升,要经常提动导管,提升范围在50~100cm 以内,上下倒插,促使混凝土有较好的密实度。特别是孔口返浆不好或不返浆时,必须立即提动导管,以先下后上的顺序操作,必要时可利用振动器通过导管传递,迫使管内混凝土畅通,如发生严重堵管现象,应立即报告有关部门处理。

  (四)水下混凝土的灌注应连续进行,不得中断,并应力争缩短灌注时间。桩头灌至接近设计桩顶标高时,应注意调整好最后一次的灌入量,防止超灌。随着桩基础工程在我厂应用的日趋广泛,我们对桩基工程的了解也越来越多,而如何掌握它们各自的性质、用途,使其更好的为我厂的建筑施工服务这是关键问题,更重要的是要学会怎样解决它们中存在的问题,合理利用。

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