淺談地震液化區(qū)鉆孔灌注樁施工技術(shù)[權(quán)威資料]

淺談地震液化區(qū)鉆孔灌注樁施工技術(shù) 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：本文以陜西省韋羅高速公路渭河特大橋樁基施工為背景，主要介紹了在地震液化區(qū)施工條件下，鉆孔灌注樁的施工工藝流程及操作要點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：地震液化區(qū)；鉆孔；施工工藝；操作要點(diǎn) TU74 A 1 工程概況 陜西省韋羅高速公路渭河特大橋位于中原地區(qū)，地下水位較高，橋址區(qū)埋藏的第四系全新統(tǒng)沖擊 (Q4al)粉土 2 一般處于松散稍密狀，工程性 質(zhì)差，且局部會(huì)出現(xiàn)砂土液化，橋址地基受黃土濕陷影響，穩(wěn)定性較差。渭河特大橋樁基施工選用旋挖鉆成孔，樁基數(shù)量大，樁長(zhǎng)較長(zhǎng)，地層砂層較厚，地質(zhì)條件復(fù)雜。 2 工程特點(diǎn) 2.1 在樁基施工中采用了以優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土做為泥漿護(hù)壁的施工工藝，其具有操作容易、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、質(zhì)量可保、安全系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，降低了施工過(guò)程中所產(chǎn)生的坍孔、縮頸等風(fēng)險(xiǎn)，加快了施工進(jìn)度。 2.2 通過(guò)采用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土做為泥漿護(hù)壁材料，減少了施工中泥漿排放量，很好地起到了環(huán)境保護(hù)的作用。 2.3 地震液化區(qū)清孔方式與傳統(tǒng)鉆 孔樁清孔方式不同，鉆機(jī)成孔后，等待 1 2 小時(shí)，采用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行第一次清孔，旋挖鉆機(jī)清孔速度快，能保護(hù)泥漿護(hù)壁穩(wěn)定，節(jié)約時(shí)間，提高工作效率。 2.4 鋼筋籠主筋 28 鋼筋連接采用直螺紋套筒連接，直螺紋套筒連接質(zhì)量有保證，鋼筋籠加工速度快，在加工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了流水線生產(chǎn)，是標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)的具體體現(xiàn)。 3 施工工藝原理 3.1 采用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁，充分利用了優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土分散性強(qiáng)、粘度高的特點(diǎn)，降低了坍孔、縮頸等風(fēng)險(xiǎn)，提高了成孔速度。 3.2 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，鉆進(jìn)過(guò)程中泥漿各項(xiàng) 指標(biāo)如下：泥漿比重： 1.2 1.3；粘度 (s)： 19-28；含砂率 ( )： 4； PH 值： 6.5；膠體率 ( )： 95。 3.3 采用導(dǎo)管法進(jìn)行水下混凝土灌注。支撐架支墊在鉆孔平臺(tái)上，用于支撐懸吊導(dǎo)管?；炷翝仓陂g時(shí)用鉆架吊放拆卸導(dǎo)管。先灌入的首批混凝土數(shù)量經(jīng)過(guò)計(jì)算，保證有一定的沖擊能量把泥漿從導(dǎo)管中排出 ,并保持導(dǎo)管下口埋入混凝土的深度不少于 2m。第一批混凝土灌注開(kāi)始后，連續(xù)地進(jìn)行，嚴(yán)禁中途停工。在澆筑過(guò)程中，導(dǎo)管埋入混凝土的深度控制在 2 6m。灌注水下混凝土?xí)r，隨時(shí)用測(cè)錘探測(cè)鋼護(hù)筒頂面以下的 孔深和所灌注的混凝土面高度，以控制導(dǎo)管埋入深度和樁頂標(biāo)高，直至灌注到設(shè)計(jì)標(biāo)高。 3.4 地震液化區(qū)鉆孔灌注樁施工工藝流程（見(jiàn)圖 4.4） 4 關(guān)鍵工序施工工藝及操作要點(diǎn) 4.1 施工準(zhǔn)備 鉆孔樁基礎(chǔ)主要采用旋挖鉆機(jī)成孔，鉆孔前對(duì)墩位處進(jìn)行場(chǎng)地平整，場(chǎng)地標(biāo)高不低于樁頂標(biāo)高 +護(hù)筒長(zhǎng)度，鉆孔前對(duì)樁位進(jìn)行精確放樣，并復(fù)核樁基的相對(duì)位置關(guān)系，設(shè)置好“ 十字 ” 護(hù)樁。 4.2 護(hù)筒設(shè)置 4.2.1 護(hù)筒用 4 8mm 的鋼板制作，其內(nèi)徑大于樁直徑200mm。為增加剛度防 止變形，在護(hù)筒上、下端口和中部外側(cè)各焊一道加勁肋。 4.2.2 護(hù)筒的底部埋置深度為鉆孔樁施工時(shí)不漏漿時(shí)所需埋設(shè)的深度，護(hù)筒頂高出地下水位 1.5m 2.0m 左右（同時(shí)高出地面 0.3m），其高度滿足孔內(nèi)泥漿面的要求。 4.2.3 樁基護(hù)筒埋設(shè)采用挖埋法。埋設(shè)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，護(hù)筒中心與樁位中心的偏差不大于 50mm，垂直度偏差不大于1%，保證鉆機(jī)沿著樁位垂直方向順利工作。 4.2.4 護(hù)筒內(nèi)存儲(chǔ)泥漿使其高出地面或施工水位至少0.5m，保護(hù)樁孔頂部土層不致因鉆頭（鉆桿）反復(fù)上下升降、機(jī)身振 動(dòng)而導(dǎo)致坍孔。 4.3 泥漿的制備及循環(huán)凈化 4.3.1 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，本標(biāo)段擬采用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土泥漿。各項(xiàng)指標(biāo)如下：泥漿比重： 1.2 1.3；粘度 (s)： 1928；含砂率 ( )： 96。 4.3.2 根據(jù)樁基的分布位置設(shè)置制漿池、儲(chǔ)漿池及沉淀池，并用循環(huán)槽連接。出漿循環(huán)槽槽底縱坡不大于 1.0%，沉淀池流速不大于 10cm/秒以便于鉆渣沉淀。 4.3.3 采用泥漿攪拌機(jī)制漿，泥漿造漿材料選用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土，必要時(shí)再摻入適量 CMC 圖 4.4 施工工藝流程圖 羧基纖維素或 Na2CO3 純堿等外加劑，保證泥漿自始至終達(dá)到性能穩(wěn)定、沉淀極少、護(hù)壁效果好和成孔質(zhì)量高的要求。試驗(yàn)工程師負(fù)責(zé)泥漿配合比試驗(yàn)，對(duì)全部樁基的泥漿進(jìn)行控制。 4.3.4 施工中鉆渣隨泥漿從孔內(nèi)排出進(jìn)入沉淀池，然后使處理后的泥漿經(jīng)泥漿池凈化后返回孔內(nèi)，形成循環(huán)。鉆孔棄碴（廢泥漿）放置到指定地方，不得任意排放在施工場(chǎng)地內(nèi)或直接向河流排放，以避免污染環(huán)境。 4.4 鉆孔 旋挖鉆機(jī)將整體自重置于可自動(dòng)行走的履帶式底盤(pán)上，以自帶柴油發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力來(lái)提供施工現(xiàn)場(chǎng)所需要的大功率電源 ，利用筒式鉆斗底部的斗齒，在液壓油缸的加壓下鉆進(jìn)，切削土體，并壓入容器內(nèi)，然后由鉆桿提出筒式鉆頭，至孔口后快速回轉(zhuǎn)倒土。旋挖鉆機(jī)底盤(pán)為伸縮式自動(dòng)整平裝置，并在操作室內(nèi)有儀表準(zhǔn)確顯示電子讀數(shù)，當(dāng)鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位中心十字線時(shí)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)即可鎖定，勿需再作調(diào)整。鉆機(jī)就位后鉆頭中心和樁中心應(yīng)對(duì)正準(zhǔn)確，誤差控制在 2cm范圍內(nèi)。 當(dāng)鉆機(jī)就位準(zhǔn)確，泥漿制備合格后即開(kāi)始鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)每回次進(jìn)尺控制在 60cm 左右，剛開(kāi)始要放慢旋挖速度，并注意放斗要穩(wěn) ,提斗要慢，特別是在孔口 5 8m 段旋挖過(guò)程中要注意通過(guò)控制盤(pán)來(lái)監(jiān)控垂直度 ,如有偏差及時(shí)進(jìn)行糾正，而且必須保證每挖一斗的同時(shí)及時(shí)向孔內(nèi)注漿，使孔內(nèi)水頭保持一定高度，以增加壓力，保證護(hù)壁的質(zhì)量。鉆進(jìn)過(guò)程中，操作人員隨時(shí)觀察鉆桿是否垂直，并通過(guò)深度計(jì)數(shù)器控制鉆孔深度。當(dāng)旋挖斗鉆頭順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，底板的切削板和筒體翻板的后邊對(duì)齊。鉆屑進(jìn)入筒體，裝滿一斗后，鉆頭逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，底板由定位塊定位并封死底部的開(kāi)口，之后，提升鉆頭到地面卸土。開(kāi)始鉆進(jìn)時(shí)采用低速鉆進(jìn)，主卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩承擔(dān)不低于鉆桿、鉆具重量之和的 20%，以保證孔位不產(chǎn)生偏差。鉆進(jìn)護(hù)筒以下 3m 可以采用高速鉆進(jìn)，鉆進(jìn)速度與壓力有關(guān)，采用鉆 頭與鉆桿自重摩擦加壓， 150MPa 壓力下，進(jìn)尺速度為 20cm/min； 200MPa 壓力下，進(jìn)尺速度為 30cm/min；260MPa 壓力下，進(jìn)尺速度為 50cm/min。同時(shí)，做好整個(gè)過(guò)程中的鉆進(jìn)記錄，隨時(shí)根據(jù)不同地質(zhì)情況調(diào)整泥漿指標(biāo)和旋挖速度。 4.5 成孔檢查 鉆孔灌注樁在成孔過(guò)程中及終孔后以及灌注混凝土前，對(duì)鉆孔進(jìn)行階段性的成孔質(zhì)量檢查。 4.5.1 孔徑和孔形檢測(cè) 孔徑檢測(cè)在樁孔成孔后，下入鋼筋籠前進(jìn)行，孔徑不小于設(shè)計(jì)樁徑?；\式井徑器用 10 和 16 的鋼筋制作，其外徑等于鉆孔樁的設(shè)計(jì)孔徑，長(zhǎng)度等于孔徑的 5 倍。檢測(cè)時(shí)，將井徑器吊起，孔的中心與起吊鋼繩保持一致，慢慢放入孔內(nèi)，上下通暢表明孔徑符合設(shè)計(jì)要求。 孔深和孔底沉渣采用標(biāo)準(zhǔn)錘檢測(cè)，孔深不小于設(shè)計(jì)深度。測(cè)錘一般采用錐形錘，錘底直徑 13cm 15cm，高 2022cm，質(zhì)量 4kg 6kg，測(cè)繩采用鋼尺進(jìn)行校核。 4.5.2 成孔豎直度檢測(cè) 孔的豎直度采用測(cè)錘法檢測(cè)，將重量較大的測(cè)錘緩緩吊入孔底，然后緩慢移動(dòng)測(cè)錘感覺(jué)測(cè)錘碰到孔壁，量取該位置時(shí)測(cè)繩到護(hù)筒的距離及測(cè)繩長(zhǎng)度，根據(jù)測(cè)繩長(zhǎng)度及測(cè)繩到護(hù) 筒的距離算出垂直度；這樣沿孔壁反復(fù)量測(cè) 4 6 個(gè)位置，然后將幾個(gè)數(shù)值綜合比較得出最終的孔身垂直度。 4.6 清孔 鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，對(duì)孔深、孔徑進(jìn)行檢查，符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求后方可清孔。 在吊入鋼筋骨架后，灌注水下混凝土之前，應(yīng)再次檢查孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)和孔底沉淀厚度，符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求后方可灌注水下混凝土。如超過(guò)規(guī)定，應(yīng)進(jìn)行第二次清孔。 4.7 鋼筋籠的安裝 在安裝鋼筋籠時(shí)，采用兩點(diǎn)起吊。第一吊點(diǎn)設(shè)在骨架的下部，第二吊點(diǎn)設(shè)在骨架長(zhǎng)度的中點(diǎn)到上三分點(diǎn)之間 。鋼筋籠起吊時(shí)需采取措施對(duì)起吊點(diǎn)予以加強(qiáng)，以保證鋼筋籠在起吊時(shí)不變形。吊放鋼筋籠入孔時(shí)對(duì)準(zhǔn)孔位，保持垂直，輕放、慢放入孔，入孔后徐徐下放，不左右旋轉(zhuǎn)，嚴(yán)禁擺動(dòng)碰撞孔壁。若遇阻礙時(shí)停止下放，查明原因進(jìn)行處理。 第一節(jié)骨架放到最后一節(jié)加勁筋位置時(shí)，穿進(jìn)型鋼，將鋼筋骨架臨時(shí)支撐在孔口平臺(tái)上，再起吊第二節(jié)骨架與第一節(jié)骨架連接，鋼筋間連接采用機(jī)械連接，接頭位置必須按50接頭數(shù)量錯(cuò)開(kāi)連接。接頭連接好后，骨架吊高，抽出支撐工字鋼后，下放骨架。如此循環(huán)，使骨架下至設(shè)計(jì)標(biāo)高。 骨架最上端的定位，由測(cè)定的 孔口標(biāo)高來(lái)計(jì)算定位筋的長(zhǎng)度，為防止鋼筋籠掉籠或在灌注過(guò)程中浮籠，鋼筋籠的定位采用螺紋鋼筋懸掛在鋼護(hù)筒上。鋼筋籠中心與樁的設(shè)計(jì)中心位置對(duì)正，反復(fù)核對(duì)無(wú)誤后再焊接定位于鋼護(hù)筒上，完成鋼筋籠的安裝。鋼筋籠定位后，在 4h 內(nèi)灌注混凝土，防止坍孔。 4.8 灌注水下混凝土 4.8.1 樁身混凝土灌注采用直徑 300mm 鋼導(dǎo)管，導(dǎo)管使用前應(yīng)進(jìn)行 0.5Mpa 水密承壓和接頭抗拉試驗(yàn)。 4.8.2 水下灌注混凝土的機(jī)具采用吊車，運(yùn)輸采用混凝土攪拌運(yùn)輸車。 4.8.3 導(dǎo)管安裝：現(xiàn)場(chǎng)安裝導(dǎo)管 時(shí)，采用吊車將首節(jié)導(dǎo)管吊起放入護(hù)筒井口板上，作臨時(shí)支承，然后吊次節(jié)導(dǎo)管通過(guò)絲扣連接好，并均勻上緊防松保險(xiǎn)螺栓，逐節(jié)依次連接達(dá)到要求長(zhǎng)度，接頭要妥善連接，導(dǎo)管不要碰傷接頭絲扣。 4.8.4 灌注水下混凝土技術(shù)要求： 1）首批灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管首次埋置深度（ 2.0m ）和填充導(dǎo)管底部的需要（一般將導(dǎo)管提離孔底30 50cm）。 2）混凝土拌和物運(yùn)至灌注地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)檢查其均勻性和坍落度等，如不符合要求，應(yīng)進(jìn)行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求，不得使用。 3）首批混 凝土拌和物下落后，混凝土應(yīng)連續(xù)灌注。 4）在灌注過(guò)程中，導(dǎo)管的埋置深度宜控制在 2 6m。 5）灌注的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出 2m，以保證混凝土強(qiáng)度。 6）在灌注過(guò)程中，應(yīng)將孔內(nèi)溢出的水或泥漿引流到適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)處理，不得隨意排放，污染環(huán)境及河流。 7）混凝土拌和物應(yīng)有良好的和易性，在運(yùn)輸和灌注過(guò)程中應(yīng)無(wú)離析、泌水現(xiàn)象。灌注時(shí)應(yīng)保持足夠的流動(dòng)性，其坍落度宜為 180 220mm。 5 結(jié)束語(yǔ) 本文主要介紹了陜西省韋羅高速公路渭河特大橋地震液化區(qū)鉆孔灌注樁施 工工藝，在施工中為確保施工安全和質(zhì)量，保證鉆孔樁施工工期，采用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土做為泥漿護(hù)壁施工工藝，降低了坍孔風(fēng)險(xiǎn)，減少了施工人員的工作強(qiáng)度，提高了工作效率，節(jié)約了施工成本，希望本工程地震液化區(qū)鉆孔灌注樁施工的成功經(jīng)驗(yàn)?zāi)転橥惖匦螚l件下孔樁施工提供一定的借鑒作用。 參考文獻(xiàn)： 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