發(fā)布時間：2014-07-18所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：灌注之前應(yīng)進行試灌。在灌注過程中，混凝土將受到泥漿擠壓的反作用、導(dǎo)管與混凝土的摩擦阻力，此時混凝土必須以大大超過泥漿的反作用壓力才能將孔內(nèi)的泥漿擠壓出孔口。 關(guān)鍵詞：鉆孔;灌注,施工應(yīng)用,配制,成孔 引言 目前，水下混凝土的施工方法分為兩大
摘要：灌注之前應(yīng)進行試灌。在灌注過程中，混凝土將受到泥漿擠壓的反作用、導(dǎo)管與混凝土的摩擦阻力，此時混凝土必須以大大超過泥漿的反作用壓力才能將孔內(nèi)的泥漿擠壓出孔口。
關(guān)鍵詞：鉆孔;灌注,施工應(yīng)用,配制,成孔
引言
目前，水下混凝土的施工方法分為兩大類:一是在水上拌制混凝土拌合物，進行水下灌注，如導(dǎo)管法、泵壓法、柔性管法、傾注法、箱袋法、鋪石灌漿法、開底容器法和裝袋疊置法;二是在水上拌制膠凝材料，進行水下預(yù)填骨料的壓力灌漿，包括加壓灌注和自流灌注。由于施工方法多樣化和不斷發(fā)展進步，水下不但能灌注一般的水泥混凝土，還能灌注纖維混凝土、瀝青混凝土、樹脂混凝土等。水下混凝土的施工方法越來越多，工程規(guī)模越來越大，應(yīng)用范圍越來越廣，是一種極有發(fā)展前途的混凝土施工技術(shù)。
一、灌注樁的成孔
1.1 成孔設(shè)備和鉆具的要求與選擇灌注樁成孔設(shè)備多為轉(zhuǎn)盤鉆機
鉆進時，鉆頭的擺動較大，擴孔情況嚴重，不利于施工。為了消除這一不良影響，保持鉆孔的垂直度，應(yīng)采取相應(yīng)的技術(shù)措施，約束鉆具的擺動。結(jié)合灌注樁造孔鉆進的鉆頭與小口徑鉆進的鉆頭在底刃、側(cè)刃刻取地層的機理:小口徑鉆進時，鉆頭的側(cè)刃對刻取巖石起到非常重要的作用;而灌注樁鉆進的地層較軟，相比之下，側(cè)刃的作用就小得多。因此，建議在灌注樁孔鉆進時設(shè)計相適應(yīng)的鉆頭以減小鉆孔的擴孔率。
1.2 鉆進參數(shù)的選擇
1.2.1 鉆進泵量
灌注樁孔鉆進時需要較大的泵量以排出粘土粉，其泵量計算公式為:Q=FV60式中，Q——沖洗液量(m3/min);F——環(huán)狀間隙面積(m2);V——沖洗液上返返速度(m/s)。以灌注樁鉆進設(shè)計孔徑為500mm、鉆桿直徑為89mm、環(huán)狀面積以0.2m2計算，在采用泥漿泵的最大泵量600L/min時，其泵量使得粘土粉上返的速度是非常緩慢的，遠小于小口鉆探的泥漿的上返速度0.3m/s。
1.2.2 鉆進轉(zhuǎn)速
由于灌注樁孔的鉆進多為粘土層的鉆進，粘土層的強度與硬度等力學(xué)參數(shù)較小，鉆具易刻取粘土，所以為了保持鉆進穩(wěn)定，減小鉆進的擴孔率，必須采用較小的轉(zhuǎn)速鉆進。
二、灌注混凝土的配制
2.1 混凝土減水劑的應(yīng)用
根據(jù)目前的資源情況和外加劑性能的特點，在灌注樁混凝土的配制中使用的減水劑多為MF復(fù)合劑。其能使混凝土在滿足性能的基礎(chǔ)上，還具有高流態(tài)、較高抗凍的特點。
2.2 灌注樁混凝土的配制
灌注樁混凝土的配制與建筑混凝土相比具有特殊性，其必須具有較高的流動性，同時還應(yīng)考慮受到泥漿的侵蝕作用而影響混凝土的性能。因此，在配制時建議采取以下技術(shù)措施。
2.2.1 加大設(shè)計配合比
混凝土配制強度Rp采用大于設(shè)計標號R的50%的配合比。不僅總平均值要滿足設(shè)計標號，還應(yīng)滿足95%的強度保證率。強度離差系數(shù)Cv 取0.2，查配制強度與設(shè)計標號之比的關(guān)系曲線可得Rp/R=1.5，即Rp=1.5R。當R=200MPa，則Rp=1.5×200=300MPa。
2.2.2 選擇適合的材質(zhì)
(1)添加改善混凝土性能的處理劑。例如，添加具有表面活性劑化學(xué)性質(zhì)的MF 高效減水劑改善混凝土的性能。
(2)增加含砂率。砂率對混凝土流動及粘聚性有較大影響。一般參數(shù)為:比重為2.60，細度模數(shù)為2.89，吸水率為2%，含砂率為50%。
(3)加大混凝土的水泥含量。按建筑用混凝土配比最小水泥含量的二倍進行配制:即225×2=450(kg/m3)。
2.2.3 確定適合的水灰比
水灰比滿足以下方程:Rp=aRc(C/W-b)式中，Rp——混凝土試配制強度為300MPa;a、b——試驗系數(shù)，分別為0.5、0.58;
Rc——水泥標號，取425水泥;C/W——灰水比。計算可得，C/W=1.99。
2.2.4 確定高流態(tài)的用水量
根據(jù)實踐經(jīng)驗，坍落度控制在19.3cm至21cm 能滿足灌注樁要求，本次取坍落度為19.3cm。Gv=10/3(S+K)式中，Gv——混凝土用水量(kg/m3);S——坍落度;K——試驗常數(shù)。當碎石粒徑為30mm，K=50.75時，用水量為234kg/m3。
三、灌注樁的灌注
3.1 灌注樁孔的清孔
首先利用撈沙卵石的鉆頭將樁孔內(nèi)的沙卵石撈出，然后泥漿循環(huán)清除孔內(nèi)的粘土。并且減小孔內(nèi)泥漿的比重，從而保證在灌注混凝土?xí)r，混凝土能順利地進入孔底，擠壓出泥漿。清孔后的泥漿比重一般為1.14。
3.2 混凝土的灌注
灌注之前應(yīng)進行試灌。在灌注過程中，混凝土將受到泥漿擠壓的反作用、導(dǎo)管與混凝土的摩擦阻力，此時混凝土必須以大大超過泥漿的反作用壓力才能將孔內(nèi)的泥漿擠壓出孔口。在灌注過程中，導(dǎo)管提升速度要慢，使得混凝土有足夠的時間克服摩擦阻力下降。同時使泥漿具有排出的通道，否則，樁基的泥漿的作用下將會出現(xiàn)縮徑、夾泥的現(xiàn)象。提升導(dǎo)管時，導(dǎo)管內(nèi)保留的混凝土要有絕對的壓力與泥漿的壓力抗衡，以防止泥漿進入導(dǎo)管內(nèi)。一般導(dǎo)管內(nèi)的混凝土柱保持在3m至4m長之間。
四、成孔過程中易遇到的問題
4.1 縮徑
4.1.1 縮徑產(chǎn)生的原因
在鉆進過程中，地應(yīng)力沿較軟巖層釋放，因而造成縮徑。在鉆進過程中，鉆進壓力大，鉆速過快，使得鉆頭很快穿過淤泥、淤泥質(zhì)土層。當鉆速過快時，淤泥便從鉆孔周圍流向鉆孔內(nèi)，導(dǎo)致其側(cè)壓力與孔內(nèi)泥漿力達成平衡，發(fā)生縮徑甚至卡鉆。
4.1.2 縮徑的防治
較為有效地防治縮徑的方法有:①實行嚴格的管理，鉆機由有經(jīng)驗的機長專職操作，其它人員不得隨意操作;②在鉆到淤泥或淤泥質(zhì)土層時，投入粘土泥膏，使鉆機鉆進壓力減為零;③鉆速減慢讓鉆機在無油壓狀態(tài)空轉(zhuǎn)。為確保鉆孔無縮徑現(xiàn)象，在成孔完畢后應(yīng)在易出現(xiàn)縮徑現(xiàn)象的地層中掃孔一到二次。
4.2 坍孔
4.2.1 坍孔產(chǎn)生的原因分析
坍孔產(chǎn)生的原因是多方面的，主要包括:遭遇預(yù)先未料到的復(fù)雜地質(zhì)情況，以及施工中泥漿稠度過低，釋放量遠大于泥漿對孔壁的壓力等。
4.2.2 處理辦法
為了防治復(fù)雜地層情況帶來的坍孔問題，首先應(yīng)認真審閱該工程地質(zhì)勘察報告，對地層情況做到心中有數(shù)。若報告中未提及此類異常情況而導(dǎo)致施工過程中坍孔的話，則應(yīng)分別對待。
(1)在成孔過程中坍孔，其補救措施有二個:一是避開該樁位;二是回填原樁位，待密實后再鉆進。
(2)在灌注過程中坍孔，其補救措施為:一是回填原樁孔，并在原樁附近補加梅花樁或扁擔(dān)樁，合格即可。二是若工程質(zhì)量要求高，不允許采用上述常規(guī)方法時，可用硬片石等將原孔全部回填，待其密實后，用沖擊鉆再重新鉆進即可。防止泥漿稠度過低而造成的坍孔問題，只須加大泥漿比重到適當程度即可。一般泥漿性能指標取為:粘度為18s～22s，含沙量≤4%，膠體率≥90，比重為1.1
左右。
4.3 斜孔
4.3.1 斜孔產(chǎn)生的原因
斜孔極易發(fā)生在軟硬巖層交替的層位。由于鉆進壓力過大，鉆頭沿軟弱層面偏斜而造成。孔斜輕則影響鋼筋籠的下放，重則影響樁的承載能力，這是成樁過程中不允許出現(xiàn)的質(zhì)量事故。
4.3.2 防治措施
為了防止孔斜，在鉆進過程中需要保持鉆速均勻或加重塊。對于已發(fā)生傾斜的孔，需要掃孔糾正;若糾正無效，可在孔中回填粘土、塊石等。偏孔在0.5m以上時需要重新鉆進。
4.4 沉渣與泥皮過厚
樁底沉渣是影響樁承載能力的重要因素，要求水下灌注樁底沉渣厚度不得超過30cm。但在施工過程中，常有不少樁的樁底沉渣仍滿足不了此要求。其原因主要是由于泥漿性能不符合要求，只有當泥漿比重大于沉渣比重時，沉渣才可被返出孔口，但若泥漿比重過大，又會造成孔壁泥皮過厚，影響樁的承載力特別是摩擦樁的承載力。因此，正確地控制泥漿性能在鉆孔灌注樁的施工過程中起著重要的作用。
五、灌注過程中易遇到的問題
5.1 導(dǎo)管堵塞
導(dǎo)管堵塞的防治:在組裝導(dǎo)管時要嚴格檢查，檢查導(dǎo)管內(nèi)有無局部內(nèi)凸，導(dǎo)管連接處是否密封。攪拌砼時應(yīng)嚴格控制混凝土骨料規(guī)格、坍落度和攪拌時間，盡量避免砼在導(dǎo)內(nèi)停留時間過長。另外，灌注時也應(yīng)避免導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊而破壞導(dǎo)管的密封圈導(dǎo)致導(dǎo)管漏水。施工可在允許的導(dǎo)管埋入深度范圍內(nèi)，略為提升導(dǎo)管，或采用提升后驟然下插導(dǎo)管的動作來抖動導(dǎo)管的辦法。如果仍不能消除，則應(yīng)停止灌注.用長桿加以疏通。
5.2 埋管
5.2.1 埋管原因分析
埋管經(jīng)常發(fā)生在灌注過程中。導(dǎo)管允許埋入砼面下的最大深度與砼拌物流動性保持時間、砼的初凝時間、砼面在鉆孔內(nèi)的上升速度、導(dǎo)管直徑等因素有關(guān)，當導(dǎo)管埋入砼面下的深度過大時，上面砼已初凝，使得導(dǎo)管內(nèi)混凝土無法順利流動就會發(fā)生埋管。
5.2.2 防冶方法
時刻注意導(dǎo)管埋深的控制。準確測量砼面的深度位置和勤拆導(dǎo)管，一般砼面每上升4m～5m 就可拆除相應(yīng)數(shù)量的導(dǎo)管。
六、提高水利工程施工質(zhì)量的措施
6.1 認真做好勘察設(shè)計、保證工程質(zhì)量，確保萬無一失。
在水利工程建設(shè)項目確定以后，設(shè)計就成為基本建設(shè)的關(guān)鍵問題了。在建設(shè)的時候能不能加快速度、保證質(zhì)量、節(jié)約投資，在建成后能不能獲得最大的經(jīng)濟效果，設(shè)計工作起著決定作用。一個先進的設(shè)計，應(yīng)是采用先進的工藝和設(shè)備，合理地布置場地，組織好生產(chǎn)流程，應(yīng)有利于提高生產(chǎn)效益，降低成本，提高質(zhì)量。
6.2 規(guī)范建設(shè)單位市場行為，落實項目法人職責(zé)，做到責(zé)、權(quán)分明。
①項目法人是項目建設(shè)的責(zé)任主體，對工程質(zhì)量負總責(zé)。②要嚴格按基本建設(shè)程序辦事，杜絕“三邊”工程。③要依法組織招標，并簽訂有關(guān)合同。④要嚴格挑選施工隊伍，加強施工現(xiàn)場管理，嚴禁轉(zhuǎn)包和違法分包行為。⑤要負責(zé)按有關(guān)驗收規(guī)程組織或參與驗收工作。⑥要按工程實際需要把建設(shè)資金落實到位。⑦要鼓勵質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)，實行優(yōu)質(zhì)優(yōu)價，嚴禁盲目壓價。⑧要保證有合理的設(shè)計，施工工期，防止盲目搶進度，趕工期的現(xiàn)象。⑨要進一步落實領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任制，扭轉(zhuǎn)部分領(lǐng)導(dǎo)重效益、輕管理，重進度、輕質(zhì)量的傾向。
6.3 強化施工管理、加強監(jiān)督，保證施工質(zhì)量。
①施工單位質(zhì)量管理和控制是工程項目質(zhì)量控制的重點和基礎(chǔ)。②要完善施工單位質(zhì)量保證體系，嚴格實行質(zhì)量“三檢制”，并使該體系正常、有效運轉(zhuǎn)。③要從操作人員、建筑材料、施工機械、施工工藝和方法、施工環(huán)境5個方面做好施工工序質(zhì)量控制。④要對工程施工環(huán)節(jié)進行嚴格的動態(tài)控制，做到施工前主動控制， 施工中認真檢查，施工后嚴格把關(guān)。⑤要加強施工單位內(nèi)部管理，嚴格按設(shè)計圖紙和施工規(guī)程、規(guī)范、技術(shù)標準精心施工。
6.4 抓好施工質(zhì)量監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時改正。
施工質(zhì)量控制主要為施工現(xiàn)場的質(zhì)量監(jiān)控。在施工過程中應(yīng)做到:①施工單位要建立完善的工序質(zhì)量控制體系，及時提交質(zhì)量統(tǒng)計分析資料和質(zhì)量控制圖表。②及時審核變更設(shè)計及其修改的圖紙。③對施工作業(yè)進行嚴格的監(jiān)督和檢查，發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為及時糾正。加強質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)自身建設(shè)，建立一個明確的、結(jié)構(gòu)完善、系統(tǒng)性的質(zhì)量管理體系。形成較有效的、一體化的技術(shù)和管理程序，并以高效、快捷、科學(xué)的方式指導(dǎo)監(jiān)督站內(nèi)部的各項工作，逐步提高水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理水平。
結(jié)語
鉆孔灌注樁由于對各種地質(zhì)條件的適應(yīng)性強、施工簡單易操作且設(shè)備投入不是很大，目前，在各類房屋及建筑中都得到了廣泛的應(yīng)用。但該技術(shù)因施工過程無法觀察，成樁后不能開挖驗收，施工中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將會直接影響整個工程的質(zhì)量和進度，甚至給投資者造成巨大經(jīng)濟損失。因此，必須防止在鉆孔過程中及灌注過程中出現(xiàn)的施工質(zhì)量問題。灌注樁混凝土的配制與建筑混凝土相比具有特殊性，其必須具有較高的流動性，同時還應(yīng)考慮受到泥漿的侵蝕作用而影響混凝土的性能。鉆孔灌注樁具有低噪音、小震動、無擠土，能穿越各種復(fù)雜地層和形成較大的單樁承載力，適應(yīng)各種地質(zhì)條件和不同規(guī)模建筑物等優(yōu)點，在橋梁、水工建筑物、房屋建筑等工程中均有廣泛應(yīng)用。但同時，鉆孔灌注樁屬永久性的隱蔽工程，其樁基質(zhì)量非常重要，文中總結(jié)并分析了影響鉆孔灌注樁施工中常見地問題及質(zhì)量影響因素，希望可以為類似工程提供借鑒。
