旋挖桩实际工程施工工艺探析

  • 来源:建筑网   2018-11-02 17:36
摘要:

旋挖桩这种现代化施工工艺,主要是通过旋挖钻孔来灌注建筑中的桩,并采用膨润土自身带有的静态无循环特质来完成泥浆护壁工作,旋挖桩采用的直接旋挖钻斗取土方式,不但提高了成孔的质量,还提高了钻孔的工作效率,是目前?#36824;?#38469;建筑行业广泛使用的一种钻孔灌注桩施工工艺。而且,由于旋挖钻机用来成孔的工具在工作过程中振动幅和噪音低、扭矩大且成孔的速度要快于其他类型的钻孔工具,这使得其能够适用于各种地质条件比较复杂的大直径灌注桩建筑工程的施工环境。

旋挖桩这种现代化施工工艺,主要是通过旋挖钻孔来灌注建筑中的桩,并采用膨润土自身带有的静态无循环特质来完成泥浆护壁工作,旋挖桩采用的直接旋挖钻斗取土方式,不但提高了成孔的质量,还提高了钻孔的工作效率,是目前?#36824;?#38469;建筑行业广泛使用的一种钻孔灌注桩施工工艺。而且,由于旋挖钻机用来成孔的工具在工作过程中振动幅和噪音低、扭矩大且成孔的速度要快于其他类型的钻孔工具,这使得其能够适用于各种地质条件比较复杂的大直径灌注桩建筑工程的施工环境。

1钻孔施工前的准备工作

首先,工程管理人员需要对施工的图纸进行全面的审核,测量放样,并且为了保证施工场地的平整性,还需要布置设计出施工便道;其次,设置供水供电?#20302;场?#21046;作钻孔架、制作并埋设护筒、机械设备到位、泥浆的制备,并保证材料可以顺利入场;最后,组织专业施工人员对工程的施工场地进行深入的调查研究,收集同类工程项目施工相关的数据资料,并采用科学合理的施工组织方法,使桩基施工能够保持均衡、连续且有节奏的施工特性。

2旋挖桩的施工方案

2.1清洁并平整桩基的范围在进行正式的钻孔工作之前,需要施放桩位点,在放样工作完成后,需要在桩位点四周设置护桩并对桩位点进行复测,两次测量结果的误差需要控制在5mm以内。然后,以勘测单位给出的水准点和测量控制网作为引测的基础,在轴线的延长线上做出相应的点,在桩的施工过程中,施工监测人员需要对现场测量出的控制点进行进一步的校核,?#21592;?#26681;据不同施工场地自身实?#23454;?#24773;况做出不同的保护措施,从而?#34892;?#22320;防止施工安全事?#23454;?#20986;现。例如,对那些处于水中的钻孔需要采用的是钢围堰的方式进行施工,对那些处于陆地上的钻孔则需要先清除陆地上的杂物之后夯压密实就可以了。

2.2制作和埋设护筒

在建筑工程施工过程中,护筒主要是由钢板材?#29616;?#20316;出来的。其主要作用是为了控制桩的位置、导正钻斗的位置、?#34892;?#22320;防止钻孔口出现坍塌的情况、抬高钻孔内部的静压水头、?#34892;?#38548;离地下水、防止渗漏以及固定?#32440;?#31548;?#21462;?#26045;工人员在对护筒进行埋设?#20445;?#39318;先需要使用旋挖钻机钻出一个深度约为3m的钻洞,然后再通过人工的辅助配合,利用旋挖机上的钻斗设备,将护筒压入到事先指定的位置,从而使其作用可以得到最大化的发挥。除此之外,埋设好的护筒一定要保证高出施工地面至少30cm的距离,?#21592;閿行?#22320;防止一些杂物或者是泥水等通过护筒流入到钻孔内部。

2.3泥浆的制作

在旋挖桩工艺施工过程中,泥浆具有?#34892;?#38450;止钻孔壁坍塌、?#31181;?#22320;下水上涌以及悬浮钻渣等重要作用。目前,在工程项目施工过程中,泥浆主要是采用火碱、膨润土和纤维素等材料按照一定配合比将材料充分混合而制作完成的。通过利用泥浆箱与泥浆池的相互配合使用,采用纯人工的泥浆搅拌方式来护壁成孔,在施工过程中,泥浆的使用比例和份量需要以底层的具体条件和情况来制定。以试桩和施工经验为依据,?#33539;?#21508;层地层条件下,钻进的参数主要为:一般情况下,泥浆比重的选取范围为1.05~1.1之间,其粘度为18~22,其砂率需要大于或者是等于40%、其泥皮的厚度应该要大于2mm,其pH值需要处于大于7的范围内,只有这样,才能保证泥浆撑护壁孔的作用可以全面地发挥出来,从而?#34892;?#22320;防止施工事?#23454;?#21457;生[1]。通常情况下,施工过程?#34892;?#35201;依?#21208;?#36865;的方式来补充泥浆,其补充的速度适中都?#21592;?#35777;液面在护筒面之上为施工标准,如果不能够满足这一标准,极容?#33258;?#25104;钻孔坍塌,从而对成孔的质量产生影响。最常使用的泥浆材料,主要是由优?#23454;?#33192;润土?#30001;?#32858;丙烯酰胺、烧碱以及纤维素等材料配置而成的;而且,由于适用于不同土层的泥浆性能和指标是不同的,所以,在钻孔施工的过程中,施工人员需要根据除渣的情况对土层结构有一个初步的判断,?#21592;?#21487;以对需要使用的泥浆的性能指标进行及时合理的调整,在保证工程顺利施工的情况下,最大程度地保证工程的施工质量。

2.4旋挖钻成孔的施工工艺

首先,旋挖成孔主要是通过底部带有一个活门的桶式机构的钻头,以回转的方式来破碎岩土,并将破碎过的岩土直接装入到钻斗内部,之后再由钻机上的伸缩钻杆和提升装置将钻斗提出到钻孔的外部进行卸土工作,通过这种循环往复的施工方式,不断地进行取土和卸土,一直到钻孔的深度满足设计要求为止。对于那些粘?#26377;?#27604;较好的岩土层,施工人员可以使用清水钻进或者是干式钻进这两种施工方式,且在施工的过程中不需要进行泥浆护壁这一环节的施工[2]。然而,对于那些比较容易坍塌、结构较为松散的底层、有地下水分布的底层、或者是钻孔壁的结构不是十分稳定的地层,施工人员一定要使用静态泥浆护壁此种钻进施工工艺,通过不断地向孔内?#26007;?#25252;壁泥浆或者是稳定液来完成护壁工作,保证施工的质量,使得工程可以在规定工期内完成,且不会对施工现场的地质环境产生较大影响。

2.5控制钻头的钻进工艺,提升钻口速度

在旋挖钻机钻孔过程中,施工人员需要对钻机钻进的速度进行严格的控制,?#34892;?#22320;保证由于钻进尺度过大导致的埋钻事?#23454;?#20986;现。如果钻机在施工过程中其升降钻斗的速度太快,那么钻斗外壁与钻孔壁之间的泥浆就会对钻孔壁产生剧?#19994;?#20914;刷,再?#30001;?#38075;斗下方产生的比较大的负压作用,这些情况的出现,就很容?#33258;?#25104;钻孔壁出现颈缩和坍塌的现象。所以,为了保证施工的安全性,?#34892;?#38450;止施工事?#23454;?#20986;现,对钻斗的提升速度进行严格的控制,保证其处于安全活动范围内是十?#31181;?#35201;的[3]。经实践研究发现,钻斗的升降速度保持在0.75~0.8m/s之间为最佳升降速度,此外,当钻机钻入?#36739;干安?#25110;者是粉土层?#20445;?#20854;升降的速度也需要根据钻入深度?#23454;?#22320;调慢一些。

2.6检测钻孔深?#21462;?#30452;径和倾斜度,清洁钻孔

当钻机钻成的钻口达到了设计规定的标注高度之后,工程监管人员需要对钻孔的深?#21462;?#22402;直度以及倾斜度进行全面的检查,当发现不合格的成孔?#20445;?#19968;定要及时制定相应的处理措施,然后由施工人员可以第一时间对不合格的成孔进行?#34892;?#22788;理[4]。目前,主要通过测绳来对成孔的深度进行检查,如果钻孔底部虚土的厚度超过了设计规范标准要求或者是成孔有坍塌的现象,则需要使用钻机对钻孔进行进一步的清洁,直到成孔可以满足规范要求为止。通过监管人员检查完毕且合格的桩孔,施工人员需要及时地对其灌注混凝土。此外,在导管设备安装完成,且没有进行混凝土灌注之前,施工人员需要对桩孔的深度进行再一次的测量,如果此时发现有塌孔现象出现,则需要将桩孔中的?#32440;?#31548;提出,并对桩孔进行再一次的清理。

3旋挖桩施工中易出现的问题及处理措施

3.1护筒脱落

由于护筒在施工过程中,其背后回填的质量不好,极容?#33258;?#34987;地面流水浸泡过后导致自身失去稳定性,从而出现脱落的现象。当护筒脱落?#20445;?#26045;工人员需要马上停止钻孔施工,将钻机从原地移开,然后将地面流水排净,并在原地面填上一层粘土,从而使地面可?#28304;?#20110;干燥状态且不会有渗漏情况出现,之后,再对护筒进行重新安?#23433;?#24674;复钻孔施工。

3.2塌孔

如果塌孔的现象不是很?#29616;兀?#21487;以通过调整泥浆性能指标的方式解决;如果塌孔过于?#29616;兀?#21017;需要回填粘土和片石,重新钻孔[5]。在旋挖钻机施工过程中,只有?#34892;?#22320;控制各个问题的出现,才可?#21592;?#35777;施工的质量和进?#21462;?

4结语

总而言之,相比较而言,旋挖桩这种施工工艺在灌注桩施工方面,其成孔施工的质量、效率以及速度都要?#23545;?#22320;高于其他施工工艺,并且,该种施工工艺在施工过程中不会对周围环境造成较大的影响,其对于环境的适应性也比较高,此外,其还具有施工成本低的优势。与此同?#20445;?#26059;挖桩施工还?#34892;?#22320;克服了机械成孔?#20445;?#23380;底沉淤土较多、桩侧摩阻力低以及泥浆管理较差的缺点。但是,由于此项施工工艺涉及到的施工环节较多,所以,为了防止施工事?#23454;?#21457;生,施工人员一定要具备较强的专业?#38469;?#21644;责任心,以及丰富的临场处理经验。

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