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  • 旋挖鉆機培訓 — 就業

    施工方案

    2019-10-08 -
    旋挖鉆機鉆孔灌注樁施工技術

    旋挖鉆機鉆孔灌注樁施工技術


     

    通過對達成鐵路擴能改造工程ZQSG-4標段(由中鐵二局集團公司承建)嘉陵江特大橋現場施工的學習考察,了解到該大橋采用了旋挖鉆機進行鉆孔灌注樁施工,此技術具有快速、高效、高質量的特點,筆者就這種在鐵路工程鉆孔樁施工上被廣泛應用的施工機械和施工技術做膚淺闡述,與大家共同學習。

    一、設備介紹

    ⑴旋挖鉆機概述

    旋挖鉆機是一種適合建筑基礎工程中成孔作業的自行式施工機械,廣泛用于市政建設、鐵路橋梁、公路橋梁、高層建筑等基礎工程各種鉆孔灌注樁工程的施工,配合不同鉆具,適應于干式(短螺旋)、濕式(回轉斗)及巖層(巖心鉆)的成孔作業,旋挖鉆機具有裝機功率大、輸出扭矩大、軸向壓力大、機動靈活,施工效率高4m/h左右的進尺)及多功能等特點。目前國內市場上進口旋挖鉆機是主流,可供選擇的范圍非常大,價格一般在300萬元~600萬元之間,貴的也有上千萬元。鉆孔深度一般在40m~80m之間,最深可達到120m。

    工作原理

    旋挖鉆孔施工是利用鉆桿和鉆斗的旋轉,以鉆斗自重和施豎向液壓作為鉆進壓力,使土屑裝滿鉆斗后提升鉆斗出土。通過鉆斗的旋轉、挖土、提升、卸土和泥漿置換護壁,反復循環而成孔。

    二、施工技術

    施工工藝

    第一步:場地平整,樁位放樣;

    第二步:旋挖鉆機就位;

    步:鉆頭輕輕著地,旋轉,開鉆;開始最好以鉆頭自重作為鉆進壓力,以更好的保證樁基精度;

    步:當鉆頭里裝滿土砂料,提升出孔外,注意孔內地下水位情況,及時補充,以防坍塌;

    步:旋挖鉆機旋回,將鉆頭內的土砂料傾倒在土方車或地上;

    步:關上鉆頭活門,旋挖鉆機旋回到原位,鎖上鉆機旋轉體;

    步:放下鉆頭;

    步:埋設護筒,放入泥漿。按照工地現場土質情況,放下一定長度的護筒。護筒直徑一般應比樁徑大250px,以便鉆頭在孔內自由升降。按現場土質情況,調配泥漿。如果現場土質都是比較好的粘性土,可以考慮不注入泥漿或清水,直接鉆進,樁孔施工采用一次性全面不間斷作業;

    步:成孔深度達到設計要求后,進行清孔換漿工作。邊注邊抽,保證在孔底50cm內,穩定液比重小于1.20,粘液不大于28s,砂率不大于4%時,才可以提鉆轉到下一樁孔成孔。

    步:放入鋼筋籠;為防止鋼筋籠變形,將制作好的鋼筋籠梆上杉木桿,再將預制的混凝土滾軸式定位輪,綁于鋼筋籠上,控制保護,最后將壓漿管固定,利用吊車將其吊入孔內。為防鋼筋上浮,將鋼筋籠與護筒焊牢。

    第十步:放入導管;利用吊車將導管放入,導管直徑、長度應與孔深配套,管距孔底750px,初灌量應保證混凝土擴散后,導管埋入深度不小于1m,為防止混凝土與穩定液混合,在灌注混凝土,用充氣球膽浮于管內。

    第十步:進行二次清孔;

    第十步:進行水下混凝土灌注;每注入一管混凝土,利用吊車向上拔管,每提750px反插一半,保證混凝土的擴散和密實。如此循環,直至頂面。

    第十步:拔出護筒,清理樁頭沉淤回填,成樁。

    在特殊情況下需要對樁基進行后壓漿。由于樁深無法振搗混凝土,采用高壓水泥漿的方法填充空隙使其密實。設計要求樁側壓漿管兩根,對稱設置,一根在樁端1/3處,一根在樁端2/3處,鋼管下端用塑料管繞鋼筋一圈,管上按間距100px設置出漿口,為防止混凝土將其口堵死,下籠前應在塑料管外包裹一保護層。成樁后48h開始壓漿,先壓深管,完成設計壓漿量的2/3,第一根注漿完后6h再將剩余1/3的漿壓入淺管。

     

    施工

    護筒施工

    護筒埋設工作是旋挖鉆孔機施工的開端,護筒平面位置與豎直度準確與否,護筒周圍和護筒底腳是否緊密,不透水,對旋挖鉆孔機成孔、成樁的質量都有重大的影響。埋設護筒時應通過定位的控制樁放樣,把旋挖鉆孔機鉆孔的位置標于坑底。再把護筒吊放進坑內,找出護筒的圓心位置,用十字線在護筒頂部或底部,然后移動護筒,使護筒中心與旋挖鉆孔機鉆孔中心位置重合。同時用水平尺或垂球檢查,使護簡堅直。此后即在護筒周圍對稱地、均勻地回填最佳含水量的粘土,要分層夯實,達到最佳密實度。夯填時要防止護筒偏斜。

    泥漿

    制備泥漿是旋挖鉆機能否成孔的關鍵,也是影響鉆孔進度和樁基混凝土質量的關鍵。泥漿要符合規范要求,太稀時不能浮碴,影響鉆進,稠時泥漿附在孔壁和鋼筋上,影響樁基混凝土的質量。成孔采用制備漿作為孔樁護壁,泥漿材料選用膨潤土或粘土、聚丙烯酰胺以及燒堿,制備泥漿在泥漿池內進行,每立方米泥漿需膨潤土450~800kg,加入適量燒堿可提高泥漿的粘度,泥漿指標控制一般泥漿的比重在1.05~1.10之間,粘度在18s~25s,含砂率小于6%,這樣的泥漿粘土顆粒懸浮均勻,沉淀少,性能穩定,滿足了鉆孔需要。樁孔施工采用一次性全面不間斷作業,施工中根據出渣情況判斷土層結構及時合理地調整泥漿性能指標,遇松散地層時,適當增大泥漿相對密度和粘度,保持孔內水頭高度,盡量減輕沖液對孔壁的影響,同時降低轉速和鉆壓以滿足施工質量控制要求。

    孔底沉淤控制

    旋挖鉆斗的切削、提升上屑的機理與常見回轉鉆進的正、反循環成孔的切削、提升形式完全不同。前者是通過鉆斗把孔底原狀土切削成條狀載入鉆斗提升出土,后者是通過鉆頭把孔底原狀土打碎由泥漿循環帶出土面。前者底部面緩,鉆至設計標高對土的擾動很小,沒有聚淤漏斗,所以要加強穩定液的管理,控制固相含量,提高粘度,防止快速沉淀;還要控制終孔前二鉆斗的旋挖量。

    合理控制鉆斗的升降速度

    鉆斗的升降速度跟樁基的孔徑、地質等有關,在開始鉆進或穿過軟硬層交界處時,為保持鉆桿豎直,宜緩慢進尺。在鉆進過程中如發現鉆桿搖晃或難鉆進時,可能是遇到硬石、石塊或硬物等,這時應立即提鉆檢查,等查明原因并妥善處理后再鉆,以免導致樁孔嚴重傾斜、偏移,甚至使鉆桿、鉆具扭斷或損壞。鉆進過程中應隨時清除孔口積土和地面散落土。遇到孔內滲水、塌孔、縮頸等異常情況時,應將鉆具從孔內提出,研究妥善處理。

    復測孔深及穩定液比重

    為保證灌注樁質量,澆注混凝土前,一要檢查孔底泥漿的比重是否小于1.20,否則采取換漿處理;二要檢查孔的深度,判斷有否孔壁坍塌現象,若有用旋鉆機清孔,達到設計深度后方可安裝導管

    壓漿所用材料必須過篩,為保證漿液均勻,漿液攪拌時間不少于5min。注漿前先注入清水,將壓漿管開通,再灌砂漿,壓力應控制在1.2MPa內。單樁壓漿量設計值需要通過現場實驗驗證,如果通過幾根樁的試壓均達不到設計值,其設計壓漿量根據試壓值調整。壓漿控制標準是將規定的壓漿量全部壓進,可通過一次壓漿或二次壓漿達到進漿量的目的。就是說第一次壓漿如果壓力達到1.2MPa而壓漿量達不到規定停止壓漿,12h后進行第二壓漿;如果達到規定要求,則停止壓漿;如果仍達不到規定,則壓力達到1.2MPa時即可終止壓漿。

    由于混凝土澆筑到頂時殘留泥漿會與混凝土混合,則實際樁頂標高應比設計標高高0.5m,最后機械破樁頭處理。

    三、施工優勢

    旋挖成孔灌注樁的施工方法具有施工質量可靠、成孔速度快、成孔率高、適應性強、環境污染小優點,克服了其它機械成孔時孔底沉淤土多,樁側摩阻力低缺點。盡管一次投入費用較大,但成孔費用消耗等經濟技術指標比其他方法成孔費用低,是一種理想的施工工藝。

    本文由旋挖鉆機培訓整理提供。

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