环境保护区旋挖钻成孔二次清孔桩基施工技术研究.pdf

环境保护区旋挖钻成孔二次清孔桩基施工技术研究赵洁盛朱 倩代峻儒罗 红谢 伟(四川省交通建设集团股份有限公司成都分公司四川 成都)收稿日期:作者简介:赵洁盛()男四川南充人大专高级工程师主要从事工程技术相关工作摘 要:首先通过对实际工程进行调研结合相关文献分析目前灌注桩清孔技术存在的不足采用清水钻桩加混凝土快速清孔技术进行改性随后对整个施工流程进行详细的介绍最后总结了质量控制措施为相关类似的工程提供参考关键词:旋挖钻孔施工清水钻桩二次清孔中图分类号:.文献标志码:文章编号:():/(.):.:引 言公路在我国古已有之数千年前就已经有了可以提供给马车和牛车行驶的道路 现如今我国公路工程的建设规模不断扩大各地的公路基础设施愈加完善公路建设对我国社会经济的长期稳定发展具有重要作用 旋挖成孔灌注桩有着承载能力高、沉降变形小、受力稳定的优点适用于多数地质情况 跟循环钻机和冲击钻机相比旋挖钻机的环保性能更好 在工程施工中采用旋挖成孔灌注桩技术不但可以提高工作效率、提升施工质量而且还能够减少尘土、泥浆污染属于绿色施工工艺 为了护壁结构整体稳定性的提高旋挖钻孔施工中通过加入膨润土和化学泥浆等化学药剂来实现在一级饮用水水源保护区进行灌注桩施工时施工中使用化学药剂会导致饮水源的污染会造成恶劣的社会影响需要开发绿色的旋挖钻成孔桩基施工技术传统的灌注桩清孔技术主要有:正反循环泥浆清孔技术需在场地内建设沉淀池等造浆工序繁琐正反循环泥浆清孔技术的用水量和泥浆排放量大环境污染大清孔排渣的施工效率低为提高桩孔内壁结构的稳定性通过化学泥浆护壁的手段防止颗粒和杂物之间形成混合旋挖钻孔完成后无需对孔洞进行清理施工效率佳但化学泥浆对水源污染大 如采用正循环换浆清孔清孔效率低且沉渣清除不彻底如采用泵吸反循环清孔则受砂石泵扬程影响较难实施 针对上述问题本文结合具体工程应用案例以工程为对象、工艺为核心研发出了环境保护区旋挖钻成孔二次清孔桩基施工技术采用清水钻桩 混凝土快速清孔技术对环境的污染小、工期短、桩基质量佳取得了较高的经济技术效益 工程概况 京昆高速公路绵阳至成都段扩容项目 .段起点位于四川省德阳市中江县黄鹿镇止于四川省成都市第一绕城高速公路全程.标段位于 段落内全长 主线全线双向 车道全高架桥布置 由于全线桩基数量多且工程位于环境保护区全部采用旋挖钻机成孔清水桩基施工工艺 通过多次清孔及有效措施防止桩底沉渣影响桩基成桩质量采取旋挖钻机钻孔清水钻桩的方式施工与其他钻孔方式相比无需造浆和使用化学药剂对环境的污染小 开发了多护筒防塌孔技术在深厚强风化岩层上进行钻孔施工易塌孔若用单护筒打设会造成入岩深度大和垂直度难控制等问题通过逐节施打护筒减少打设难度有效缩短了工期开发环境保护区二次清孔技术对旋挖机更换清渣钻头进行二次洁能清孔施工通过快速浇筑混凝土将剩余浮渣冲散其清底效果佳成桩后桩体皆达到类桩标准取得了较好的社会、经济和环保效益减少了环境污染受到监理和业主的一致好评为促进当地经济发展做出了巨大贡献 环境保护区旋挖钻成孔二次清孔桩基施工技术.工艺原理针对环境保护区施工环保要求高和强风化粉砂岩层深等特点开发了深厚沉渣桩孔二次清底施工工艺 针对深厚强风化粉砂岩钻孔易塌陷问题开发多护筒防塌孔技术先施作大直径护筒来稳定土体在逐级加长护筒直打设至强风化粉砂岩层底减少了塌孔风险加快了施工进度采用旋挖钻机对桩基进行钻孔第一次清孔通过旋挖清孔钻头处理下导管并检查导管气密性能用吊车取出导管并放置平稳待混凝土运输车到场并保证可以持续供应后旋挖机开始二次清孔 此次清孔需一直清到设计桩底直至最后一次清渣钻头从桩孔内提起检查其中没有明显成团的沉渣后结束清孔环境保护区旋挖钻成孔二次清孔施工示意如图 所示图 环境保护区旋挖钻成孔二次清孔桩基示意图.工艺流程环境保护区旋挖钻成孔二次清孔桩基施工工艺流程见图 图 环境保护区旋挖钻成孔二次清孔桩基施工工艺流程.操作要点.桩基放线桩基放线的桩位通过全站仪进行精确测量确保桩位的准确性 如图 所示在桩顶钉小铁钉精确定位保证标出的桩位定位准确并且在标出的桩位旁设置护桩在桩位和护桩位置处设置标志禁止人员行走碾压防止桩位和护桩被破坏并且派遣人员进行看管保护图 桩基放样示意图.钻机就位)逐级沉放护筒 根据强风化粉砂岩层厚度确定多护筒方案 若强风化岩层厚 则采用双护筒方案其中外侧护筒采用长.内侧护筒打入强风化岩层底护筒直径根据桩径调整两护筒之间间隔 为宜如图 所示护筒下沉采用震动锤机施工护筒的顶端需要比土体顶面高.打设过程中保证护筒垂直度其误差要求应满足如下要求护筒平面位置偏差需要小于 垂直方向上的偏差需要小于 保证钻机沿着精确定位的桩位垂直方向进行工作图 振动锤下沉钢护筒施工)钻机就位 场地上布置完成旋挖钻机后出于确保安全的原则需要做好设备检查工作在施工开始之前检查旋挖钻机钻头确保钻头位置准确中心偏差不得超过 完成对旋挖钻机安装放置后旋挖钻机应保证平稳稳定 在进行施工前必须对旋挖钻机进行验收直到验收合格后才允许进行钻探作业.钻进成孔通过利用动力驱动钻杆和钻头旋转切割土层被钻头下端切削刃切割和破坏即是旋挖钻孔的工作原理 出于确保钻孔准确度的考虑钻机钻进过程刚开始启动时应缓慢进尺尽最大可能减少钻机钻杆的震动 在整个钻探的进程中需要施工人员细致准确地记录钻探施工进度.钻至设计标高钻探过程中施工人员需要对当前正在钻探的地质条件充分熟悉了解 当钻机钻探到设计深度以后必须检验施工地质条件是否与设计要求一致 为了确保地质条件满足钻探需求将钻探的钻渣与施工设计条形图进行比对 若钻渣与原先设计施工数据不一致迅速告知现场负责人及时将现场施工情况告知工程师和现场设计代表由工程师和设计代表研究讨论后再进行确认处理 若钻渣与设计的地质条件一致为了保证钻机正常工作的需要及时开展对钻机孔深、孔径、孔型的检查.清孔检查孔深旋挖清孔器由钢管和钢板制成壁厚为 外径 高度为 选用厚度为 和 的钢板连接钢护筒上部来增强钢管底板 渣料入口则选取扇形的入口以便更好地倾倒渣料选用 高度平板刀口正旋转进料刀口方向 为了防止出渣在扇形进渣口的另一侧焊接 块 的钢板 为了便于在清孔机提升过程中快速排水需要在清孔机侧板钻孔孔径为 .安装钢筋笼)钢筋安装 整根钢筋笼在标准化钢筋加工场制作完成后经自检合格后报监理工程师检查认可钢筋笼安装前应清除粘附的泥土和油渍保证钢筋与混凝土紧密黏结钢筋笼的安装顺序为起吊正位连接下放正位复核钢筋吊装示意如图 所示)声测管安装 为了保证灌注桩的质量在钢筋笼内沿同一距离埋入无缝钢管进行超声波检测 声学测试管的规格、数量和材料应符合设计文件的要求 预埋钢管时要保持钢管垂直接触孔的底部并将各段绑扎牢固 用专用的接缝密封圈将声管连接起来包紧使灌浆时不堵孔、不漏浆并对整段所有桩基的混凝土质量逐一进行检测图 钢筋吊装示意图.安放导管选用导管内径为 的钢质导管通过管端粗丝扣与法兰螺栓相连接接头采用橡胶圈密封以达到防水的目的下管前应提前检验管路内的光是否笔直清数管道内光的根数测量管路长度检查螺纹连接 基于保证浇筑水下混凝土密封性能的需要需要将油涂抹在接缝处并且放入密封圈内 水密压力试验和接头拉伸试验两个试验需要在导管使用前完成 水密试压方法是将导管每段的端部和端部按要求连接而且导管两端需要设置密封装置 密封装置使用现有的压力套筒为了注水时空气能够从顶部溢出安装两个孔于管道正上方接着安装注水于水管导水管内在管道另一端停止注水在管道内冲洗水量达到 后停止注水 导管连接方式如图 所示图 导管连接示意图.二次清孔导管拼接完毕后用吊车整体吊起平稳放置在一旁旋挖机换好清渣钻头准备二次清孔 待混凝土运输车到场并保证可以持续供应后如图 所示旋挖机开始二次清孔 此次清孔需一直清到设计桩底直至最后一次清渣钻头从桩孔内提起检查其中没有明显成团的沉渣后结束清孔图 二次清孔施工.灌注混凝土混凝土采用混凝土搅拌站集中搅拌混凝土卡车运输到施工现场施工道路至施工口自卸通过串联管进入孔内浇注混凝土 浇筑后应连续浇筑第一批混凝土为了确保混凝土浇筑的质量尽可能减少拆管的间隔时间在进行浇筑过程中需要施工人员用测深锤探测孔内混凝土面位置发现与设计埋深不一致时需要及时改变管埋深将管埋深控制在 .成桩、拔护筒桥桩基础达到设计强度后应按照设计要求进行超声波检测或其他有效的检测方法 所有的检测应由具有相应资质的检测单位进行以确保桩基质量满足设计要求 待桩基础合格后施工方可进行下一道工序护筒起拔时利用震动机将护筒震松再配合 吊车拔出 拆除护筒采用先拆除内侧再拆除外侧的顺序进行 质量保证措施)钢护筒周围用黏土紧紧密封钻探过程中及时加入新鲜泥浆使其高于孔外水位 遇流沙和松散土层时适当增加泥浆密度不要使进尺过快闲置时间过长 轻微坍孔时增加泥浆密度提高水位严重塌方的孔洞用黏土泥浆灌入低速钻进后井壁稳定)遇见孔内水压比孔外水位高出.以上的情况时需要适当提高泥浆密度 当泥浆密度较低时可将破碎的砖、石、黏土用铁锤抛入流动的沙层使泥浆固结成块将其固化成坚硬厚实的孔壁防止流动的沙粒流入)为了确保混凝土能够即刻完成浇筑应重视孔的清理严格按照设计规范的要求控制泥浆的密度保持孔内水位在孔外水位.以上重视孔壁的保护禁止重物碰撞导致孔壁坍塌)根据地层特点选用优质泥浆保持井壁稳定 防止或减少探针石头的外观一旦发现石头钻探应暂停第一次回填土和石头用锥形钻将探头挤压孔壁或将影响钻(或钻架)的搬到探针石头边或用交叉类型的钻 若冲击钻不能击穿探石可采用小直径钻对探石进行钻孔并进行表面装药爆破 结束语本文基于对实际工程的调研和相关文献研究通过应用环境保护区旋挖钻成孔二次清孔桩基施工技术减少了化学药剂对当地水源的污染在保证桩体质量的前提下兼具了环保理念采用多护筒埋设方案有效规避了打孔时的塌孔风险二次清孔通过钻头等环保工具进行施工达到了设计预期效果为环境保护区桩基施工技术提供参考具有重要意义:参 考 文 献:杨浩.旋挖成孔灌注桩的设计、施工及应用研究.南昌:南昌大学.赵吉庆.考虑桩底沉渣的旋挖成孔灌注桩沉降特性研究及控制.重庆:重庆大学.曾永忠.旋挖钻成孔技术优点及在桥梁桩基工程中的应用.科技视界():.何光槐.不良地质条件下旋挖成孔灌注桩质量问题及防范措施.工程技术研究():.李占东.软土地层大直径深孔钻孔灌注桩施工方法.东北水利水电():.谢明成.浅谈旋挖钻孔灌注桩质量的控制.四川建材():.