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水利工程灌注樁施工工藝流程和控制措施論文
本文主要介紹水利工程中灌注樁施工工藝流程，以及針對(duì)鉆孔灌注樁施工中所容易遇到的事故和問(wèn)題，來(lái)分析了原因及具體的防治對(duì)策和措施。根據(jù)本工程我們以泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工為主。
1.施工工藝流程
(1)施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備包括：選擇鉆機(jī)、鉆具、場(chǎng)地布置等。鉆機(jī)是鉆孔灌注樁施工的主要設(shè)備，可根據(jù)地質(zhì)情況和各種鉆孔機(jī)的應(yīng)用條件來(lái)選擇。
(2)測(cè)定樁位。在清理好的施工場(chǎng)地設(shè)置樁基軸線(xiàn)定位點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)，根據(jù)樁位平面布置施工圖，定出每根樁的位置，并做好標(biāo)志。樁位在施工前要再次查核，以防被外界因素影響而造成偏移。
(3)埋設(shè)護(hù)筒。埋設(shè)護(hù)筒是為了固定樁孔位置，防止地面水流入，保護(hù)孔口，增高樁孔內(nèi)水壓力，防止塌孔，成孔時(shí)引導(dǎo)鉆頭方向。埋設(shè)時(shí)要先挖去樁孔處表土，將護(hù)筒埋入土中，其埋設(shè)深度，在粘土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m。其高度要滿(mǎn)足孔內(nèi)泥漿液面高度的要求，孔內(nèi)泥漿面應(yīng)保持高出地下水位1m以上。采用挖坑埋設(shè)時(shí)，坑的直徑應(yīng)比護(hù)筒外徑大0.8～1.0m。護(hù)筒中心與樁位中心線(xiàn)偏差不應(yīng)大于50mm，對(duì)位后應(yīng)在護(hù)筒外側(cè)填人粘土并分層夯實(shí)。
(4)泥漿制備。泥漿的作用是護(hù)壁、攜砂排土、切土潤(rùn)滑、冷卻鉆頭等，其制備方法應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件確定，如在粘土和粉質(zhì)粘土中成孔時(shí)，可注入清水，以原土造漿，排渣泥漿的密度應(yīng)控制在1.1～1.3g/cm3;在其他土層中成孔，泥漿可選用高塑性(Ip≥17)的粘土或膨潤(rùn)土制備;在砂土和較厚夾砂層中成孔時(shí)，泥漿密度應(yīng)控制在1.1～1.3g/cm3;在穿過(guò)砂夾卵石層或容易塌孔的土層中成孔時(shí)，泥漿密度應(yīng)控制在1.3～1.5g/cm3。為了提高泥漿質(zhì)量也可加入外摻料，如增重劑、增粘劑、分散劑等。
(5)成孔方法回轉(zhuǎn)鉆成孔�；剞D(zhuǎn)鉆成孔是國(guó)內(nèi)灌注樁施工中最常用的方法之一。按排渣方式不同分為正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆成孔和反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆成孔兩種。
(6)清孔。當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度并經(jīng)檢查合格后，應(yīng)立即進(jìn)行清孔，目的是清除孔底沉渣以減少樁基的沉降量，提高承載能力，確保樁基質(zhì)量。對(duì)于清孔方法有多種，如真空吸泥渣法、射水抽渣法、換漿法和掏渣法等。判斷清孔是否合格，首先對(duì)孔內(nèi)排出或抽出的泥漿手摸捻應(yīng)無(wú)粗粒感覺(jué)，孔底500mm以?xún)?nèi)的泥漿密度小于1.25g/cm3(原土造漿的孔則應(yīng)小于1.1g/cm3);其次在澆筑混凝土前，孔底沉渣允許厚度符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，即端承樁≤50mm，摩擦端承樁、端承摩擦樁≤100mm，摩擦樁≤300mm。
(7)吊放鋼筋籠。清孔后應(yīng)立即安放鋼筋籠、澆混凝土。鋼筋籠大多在工地制作，要求主筋環(huán)向均勻布置，箍筋直徑及間距、主筋保護(hù)層、加勁箍的間距等均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)于分段制作的鋼筋籠，其接頭采用焊接且應(yīng)符合施工及驗(yàn)收規(guī)范的規(guī)定。鋼筋籠主筋凈距必須大于3倍的骨料粒徑，加勁箍宜設(shè)在主筋外側(cè)，鋼筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于35mm(水下混凝土不得小于50mm)。可在主筋外側(cè)安設(shè)鋼筋定位器，以確保保護(hù)層厚度。為了防止鋼筋籠變形，可在鋼筋籠上每隔2m設(shè)置一道加強(qiáng)箍，并在鋼筋籠內(nèi)每隔3～4m裝一個(gè)可拆卸的十字形臨時(shí)加勁架，在吊放入孔后拆除。若造成塌孔或安放鋼筋籠時(shí)間太長(zhǎng)，應(yīng)進(jìn)行二次清孔后再澆筑混凝土。
2.成孔過(guò)程易遇到的問(wèn)題及預(yù)防措施
2.1縮徑產(chǎn)生的原因。
在鉆進(jìn)過(guò)程中，地應(yīng)力沿較軟巖層釋放，因而造成縮徑。在鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆進(jìn)壓力大，鉆速過(guò)快，使得鉆頭很快穿過(guò)淤泥、淤泥質(zhì)土層。當(dāng)鉆速過(guò)快時(shí)，淤泥便從鉆孔周?chē)飨蜚@孔內(nèi)，導(dǎo)致其側(cè)壓力與孔內(nèi)泥漿力達(dá)成平衡，發(fā)生縮徑甚至卡鉆。其縮徑的防治，較為有效地的方法有：(1)實(shí)行嚴(yán)格的管理，鉆機(jī)由有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)長(zhǎng)專(zhuān)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(shí)，投入粘土泥膏，使鉆機(jī)鉆進(jìn)壓力減為零;(3)鉆速減慢讓鉆機(jī)在無(wú)油壓狀態(tài)空轉(zhuǎn)。為確保鉆孔無(wú)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。
2.2坍孔產(chǎn)生的原因。
提升、下落鉆頭以及下放鋼筋骨架碰撞孔壁;護(hù)筒埋設(shè)太淺;在破碎底層、松散砂層等地質(zhì)進(jìn)鉆太快或停留一處空轉(zhuǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng);等等。其預(yù)防措施與處理辦法：勘察該工程地質(zhì)情況是預(yù)防坍孔的前提條件;提升下落鉆頭和放鋼筋骨架時(shí)保持垂直上下，護(hù)筒周?chē)谜惩撂罘饷軐?shí)，并使其高于孔外水位;如遇流砂、松散土等，適當(dāng)加大泥漿比重，不要使進(jìn)尺過(guò)快或空轉(zhuǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。輕度坍孔應(yīng)加大泥漿比重并提高孔內(nèi)水位;如嚴(yán)重坍孔，可用粘±泥膏投入，待孔壁穩(wěn)定后采用低速鉆進(jìn)。
2.3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(jìn)壓力過(guò)大，鉆頭沿軟弱層面偏斜而造成�？仔陛p則影響鋼筋籠的下放，重則影響樁的承載能力，這是成樁過(guò)程中不允許出現(xiàn)的質(zhì)量事故。其防治措施：在鉆進(jìn)過(guò)程中需要保持鉆速均勻或加重塊。對(duì)于已發(fā)生傾斜的孔，需要掃孔糾正;若糾正無(wú)效，可在孔中回填粘土、塊石等。偏孔在0.5m以上時(shí)需要重新鉆進(jìn)。
2.4沉渣與泥皮過(guò)厚。泥漿性能不符合要求，只有當(dāng)泥漿比重大于沉渣比重時(shí)，沉渣才可被返出孔口，但若泥漿比重過(guò)大，又會(huì)造成孔壁泥皮過(guò)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(guò)程中起著重要的作用。
3.灌注過(guò)程中易遇到的問(wèn)題及預(yù)防措施
導(dǎo)管堵塞是灌注過(guò)程中易遇到問(wèn)題，其防治是在組裝導(dǎo)管時(shí)要嚴(yán)格檢查，檢查導(dǎo)管內(nèi)有無(wú)局部?jī)?nèi)凸，導(dǎo)管連接處是否密封。攪拌砼時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土骨料規(guī)格、坍落度和攪拌時(shí)間，盡量避免砼在導(dǎo)內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。另外，灌注時(shí)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(dòng)作來(lái)抖動(dòng)導(dǎo)管的辦法。如果仍不能消除，則應(yīng)停止灌注，用長(zhǎng)桿加以疏通。埋管在灌注過(guò)程中也時(shí)常發(fā)生，導(dǎo)管允許埋入砼面下的最大深度與砼拌物流動(dòng)性保持時(shí)間、砼的初凝時(shí)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(dāng)導(dǎo)管埋入砼面下的深度過(guò)大時(shí)，上面砼已初凝，使得導(dǎo)管內(nèi)混凝土無(wú)法順利流動(dòng)就會(huì)發(fā)生埋管。其防冶方法是時(shí)刻注意導(dǎo)管埋深的控制。準(zhǔn)確測(cè)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。
4.提高水利工程施工質(zhì)量的措施
認(rèn)真做好勘察設(shè)計(jì)、保證工程質(zhì)量，確保萬(wàn)無(wú)一失。在水利工程建設(shè)項(xiàng)目確定以后，有關(guān)人員要進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，采用先進(jìn)的工藝和設(shè)備，合理地布置場(chǎng)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。規(guī)范建設(shè)單位市場(chǎng)行為，落實(shí)項(xiàng)目法人職責(zé)，做到責(zé)、權(quán)分明。強(qiáng)化施工管理、加強(qiáng)監(jiān)督，保證施工質(zhì)量。抓好施工質(zhì)量監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)改正。
5.結(jié)束語(yǔ)
鉆孔灌注樁工程是永久性的隱蔽工程，該技術(shù)因施工過(guò)程無(wú)法觀(guān)察，成樁后不能開(kāi)挖驗(yàn)收，施工中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都將會(huì)直接影響整個(gè)工程的質(zhì)量和進(jìn)度，甚至給投資者造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，必須防止在鉆孔過(guò)程中及灌注過(guò)程中出現(xiàn)的施工質(zhì)量問(wèn)題。
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