旋挖樁實際工程施工工藝探析

  • 來源:建筑網   2018-11-02 17:36
摘要:

旋挖樁這種現代化施工工藝,主要是通過旋挖鉆孔來灌注建筑中的樁,并采用膨潤土自身帶有的靜態無循環特質來完成泥漿護壁工作,旋挖樁采用的直接旋挖鉆斗取土方式,不但提高了成孔的質量,還提高了鉆孔的工作效率,是目前被國際建筑行業廣泛使用的一種鉆孔灌注樁施工工藝。而且,由于旋挖鉆機用來成孔的工具在工作過程中振動幅和噪音低、扭矩大且成孔的速度要快于其他類型的鉆孔工具,這使得其能夠適用于各種地質條件比較復雜的大直徑灌注樁建筑工程的施工環境。

旋挖樁這種現代化施工工藝,主要是通過旋挖鉆孔來灌注建筑中的樁,并采用膨潤土自身帶有的靜態無循環特質來完成泥漿護壁工作,旋挖樁采用的直接旋挖鉆斗取土方式,不但提高了成孔的質量,還提高了鉆孔的工作效率,是目前被國際建筑行業廣泛使用的一種鉆孔灌注樁施工工藝。而且,由于旋挖鉆機用來成孔的工具在工作過程中振動幅和噪音低、扭矩大且成孔的速度要快于其他類型的鉆孔工具,這使得其能夠適用于各種地質條件比較復雜的大直徑灌注樁建筑工程的施工環境。

1鉆孔施工前的準備工作

首先,工程管理人員需要對施工的圖紙進行全面的審核,測量放樣,并且為了保證施工場地的平整性,還需要布置設計出施工便道;其次,設置供水供電系統、制作鉆孔架、制作并埋設護筒、機械設備到位、泥漿的制備,并保證材料可以順利入場;最后,組織專業施工人員對工程的施工場地進行深入的調查研究,收集同類工程項目施工相關的數據資料,并采用科學合理的施工組織方法,使樁基施工能夠保持均衡、連續且有節奏的施工特性。

2旋挖樁的施工方案

2.1清潔并平整樁基的范圍在進行正式的鉆孔工作之前,需要施放樁位點,在放樣工作完成后,需要在樁位點四周設置護樁并對樁位點進行復測,兩次測量結果的誤差需要控制在5mm以內。然后,以勘測單位給出的水準點和測量控制網作為引測的基礎,在軸線的延長線上做出相應的點,在樁的施工過程中,施工監測人員需要對現場測量出的控制點進行進一步的校核,以便根據不同施工場地自身實際的情況做出不同的保護措施,從而有效地防止施工安全事故的出現。例如,對那些處于水中的鉆孔需要采用的是鋼圍堰的方式進行施工,對那些處于陸地上的鉆孔則需要先清除陸地上的雜物之后夯壓密實就可以了。

2.2制作和埋設護筒

在建筑工程施工過程中,護筒主要是由鋼板材料制作出來的。其主要作用是為了控制樁的位置、導正鉆斗的位置、有效地防止鉆孔口出現坍塌的情況、抬高鉆孔內部的靜壓水頭、有效隔離地下水、防止滲漏以及固定鋼筋籠等。施工人員在對護筒進行埋設時,首先需要使用旋挖鉆機鉆出一個深度約為3m的鉆洞,然后再通過人工的輔助配合,利用旋挖機上的鉆斗設備,將護筒壓入到事先指定的位置,從而使其作用可以得到最大化的發揮。除此之外,埋設好的護筒一定要保證高出施工地面至少30cm的距離,以便有效地防止一些雜物或者是泥水等通過護筒流入到鉆孔內部。

2.3泥漿的制作

在旋挖樁工藝施工過程中,泥漿具有有效防止鉆孔壁坍塌、抑制地下水上涌以及懸浮鉆渣等重要作用。目前,在工程項目施工過程中,泥漿主要是采用火堿、膨潤土和纖維素等材料按照一定配合比將材料充分混合而制作完成的。通過利用泥漿箱與泥漿池的相互配合使用,采用純人工的泥漿攪拌方式來護壁成孔,在施工過程中,泥漿的使用比例和份量需要以底層的具體條件和情況來制定。以試樁和施工經驗為依據,確定各層地層條件下,鉆進的參數主要為:一般情況下,泥漿比重的選取范圍為1.05~1.1之間,其粘度為18~22,其砂率需要大于或者是等于40%、其泥皮的厚度應該要大于2mm,其pH值需要處于大于7的范圍內,只有這樣,才能保證泥漿撐護壁孔的作用可以全面地發揮出來,從而有效地防止施工事故的發生[1]。通常情況下,施工過程中需要依靠泵送的方式來補充泥漿,其補充的速度適中都以保證液面在護筒面之上為施工標準,如果不能夠滿足這一標準,極容易造成鉆孔坍塌,從而對成孔的質量產生影響。最常使用的泥漿材料,主要是由優質的膨潤土加上聚丙烯酰胺、燒堿以及纖維素等材料配置而成的;而且,由于適用于不同土層的泥漿性能和指標是不同的,所以,在鉆孔施工的過程中,施工人員需要根據除渣的情況對土層結構有一個初步的判斷,以便可以對需要使用的泥漿的性能指標進行及時合理的調整,在保證工程順利施工的情況下,最大程度地保證工程的施工質量。

2.4旋挖鉆成孔的施工工藝

首先,旋挖成孔主要是通過底部帶有一個活門的桶式機構的鉆頭,以回轉的方式來破碎巖土,并將破碎過的巖土直接裝入到鉆斗內部,之后再由鉆機上的伸縮鉆桿和提升裝置將鉆斗提出到鉆孔的外部進行卸土工作,通過這種循環往復的施工方式,不斷地進行取土和卸土,一直到鉆孔的深度滿足設計要求為止。對于那些粘接性比較好的巖土層,施工人員可以使用清水鉆進或者是干式鉆進這兩種施工方式,且在施工的過程中不需要進行泥漿護壁這一環節的施工[2]。然而,對于那些比較容易坍塌、結構較為松散的底層、有地下水分布的底層、或者是鉆孔壁的結構不是十分穩定的地層,施工人員一定要使用靜態泥漿護壁此種鉆進施工工藝,通過不斷地向孔內投放護壁泥漿或者是穩定液來完成護壁工作,保證施工的質量,使得工程可以在規定工期內完成,且不會對施工現場的地質環境產生較大影響。

2.5控制鉆頭的鉆進工藝,提升鉆口速度

在旋挖鉆機鉆孔過程中,施工人員需要對鉆機鉆進的速度進行嚴格的控制,有效地保證由于鉆進尺度過大導致的埋鉆事故的出現。如果鉆機在施工過程中其升降鉆斗的速度太快,那么鉆斗外壁與鉆孔壁之間的泥漿就會對鉆孔壁產生劇烈的沖刷,再加上鉆斗下方產生的比較大的負壓作用,這些情況的出現,就很容易造成鉆孔壁出現頸縮和坍塌的現象。所以,為了保證施工的安全性,有效防止施工事故的出現,對鉆斗的提升速度進行嚴格的控制,保證其處于安全活動范圍內是十分重要的[3]。經實踐研究發現,鉆斗的升降速度保持在0.75~0.8m/s之間為最佳升降速度,此外,當鉆機鉆入到細砂層或者是粉土層時,其升降的速度也需要根據鉆入深度適當地調慢一些。

2.6檢測鉆孔深度、直徑和傾斜度,清潔鉆孔

當鉆機鉆成的鉆口達到了設計規定的標注高度之后,工程監管人員需要對鉆孔的深度、垂直度以及傾斜度進行全面的檢查,當發現不合格的成孔時,一定要及時制定相應的處理措施,然后由施工人員可以第一時間對不合格的成孔進行有效處理[4]。目前,主要通過測繩來對成孔的深度進行檢查,如果鉆孔底部虛土的厚度超過了設計規范標準要求或者是成孔有坍塌的現象,則需要使用鉆機對鉆孔進行進一步的清潔,直到成孔可以滿足規范要求為止。通過監管人員檢查完畢且合格的樁孔,施工人員需要及時地對其灌注混凝土。此外,在導管設備安裝完成,且沒有進行混凝土灌注之前,施工人員需要對樁孔的深度進行再一次的測量,如果此時發現有塌孔現象出現,則需要將樁孔中的鋼筋籠提出,并對樁孔進行再一次的清理。

3旋挖樁施工中易出現的問題及處理措施

3.1護筒脫落

由于護筒在施工過程中,其背后回填的質量不好,極容易在被地面流水浸泡過后導致自身失去穩定性,從而出現脫落的現象。當護筒脫落時,施工人員需要馬上停止鉆孔施工,將鉆機從原地移開,然后將地面流水排凈,并在原地面填上一層粘土,從而使地面可以處于干燥狀態且不會有滲漏情況出現,之后,再對護筒進行重新安裝并恢復鉆孔施工。

3.2塌孔

如果塌孔的現象不是很嚴重,可以通過調整泥漿性能指標的方式解決;如果塌孔過于嚴重,則需要回填粘土和片石,重新鉆孔[5]。在旋挖鉆機施工過程中,只有有效地控制各個問題的出現,才可以保證施工的質量和進度。

4結語

總而言之,相比較而言,旋挖樁這種施工工藝在灌注樁施工方面,其成孔施工的質量、效率以及速度都要遠遠地高于其他施工工藝,并且,該種施工工藝在施工過程中不會對周圍環境造成較大的影響,其對于環境的適應性也比較高,此外,其還具有施工成本低的優勢。與此同時,旋挖樁施工還有效地克服了機械成孔時,孔底沉淤土較多、樁側摩阻力低以及泥漿管理較差的缺點。但是,由于此項施工工藝涉及到的施工環節較多,所以,為了防止施工事故的發生,施工人員一定要具備較強的專業技術和責任心,以及豐富的臨場處理經驗。

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