耿坡沟排水渡槽工程混凝土钻孔灌注桩施工技术
2012-08-15高建涛河南省水利第二工程局
□高建涛(河南省水利第二工程局)
1.工程简介
耿坡沟排水渡槽工程位于中牟县三官庙乡魏家村西约300m处,工程位置处总干渠设计桩号为SH(3)152+359.2,渡槽总长181.9m,其中槽身段长95.40m,上部为下承式空腹桁架矩形槽结构,过水断面(宽×高)为4.0m×2.1m,共3跨,下部为薄壁墩支撑,钻孔灌注桩基础。渡槽由上游进口段、进口连接段及跨槽公路桥、进口落地槽段、槽身段、出口落地槽段、出口连接段及跨槽公路桥、下游消能防冲段组成。
本工程中钻孔灌注桩为直径1.2m的摩擦桩,采用泥浆护壁反循环法施工。
2.钻孔灌注桩工艺流程
测量定位→引护桩→挖、埋护筒→钻机就位→校准钻头位置→制备泥浆→钻孔→清孔并检查成孔质量→提钻→下钢筋笼→下混凝土导管→测沉渣厚度→灌注水下混凝土→灌筑完成拔出护筒。
3.钻孔灌注桩施工方法
3.1 施工准备
3.2.1 规划钻孔灌注桩施工现场布置,修整场内道路和钻孔作业平台。
3.2.2 修筑钢筋笼加工制作场地,避免钢筋直接接触地面,防止钢筋腐蚀。
3.2.3 准备施工材料,如钢筋、钢筋加工的配套设备、膨润土等。
3.2 施工方法
3.2.1 泥浆池开挖
经测量按设计位置确定出灌注桩之后,挖出泥浆池。泥浆池要离桩中心位置约5m,避免过近影响灌注桩成孔,防止上部塌陷。泥浆池要有足够的容量,以免沉渣过多影响桩内的水头。泥浆池过小会对泥浆的粘稠度等造成影响,给后期清孔造成麻烦。合适的泥浆池可以减少不必要的机械调度(在浇筑时用挖掘机挖沉渣等)。所制备的泥浆可以重复利用,提高材料的利用率,进而减少成本的开支。
3.2.2 埋设护桩
埋设护筒前应埋设护桩,以便护筒埋设后定出桩中心位置,减少重复放样。
3.2.3 埋设护筒
护筒的埋设应准确、稳定,护筒中心与桩中心的偏差不得>0.5cm。埋设深度在黏性土中不宜<1.0m;沙土中不宜<1.5m。护筒下端外侧应采用黏土填实。
3.2.4 泥浆制备
钻机就位后,经测量校准桩头后开始制备泥浆。施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上。在清孔过程中,应不断置换泥浆,直至浇筑水下混凝土。易坍塌的孔位应加大泥浆的比重,但不宜过高避免造成材料的浪费,对清孔造成不必要的麻烦。保证泥浆面高度时应注意水位的变化,避免串孔造成的水位降低,进而影响桩的质量。
3.2.5 混凝土浇筑
在第一次混凝土浇筑之前应对混凝土导管进行承压试验,避免混凝土在浇筑过程中出现意外。在混凝土浇筑的过程中应不断地测量混凝土浇筑高度,推算出导管埋深,导管严禁拔出混凝土浇筑面。
4.施工质量的控制
4.1 钢筋笼制作及安装
由于本标段的灌注桩长度有20m、25m两种,采用的是整体式钢筋笼,不需要分段制作。钢筋笼主筋采用双面搭接焊(搭接长度≥5倍的钢筋直径)。钢筋笼制作允许偏差要满足:主筋间距±10mm,箍筋间距±20mm,钢筋笼直径±10mm,钢筋笼长度±100mm。
搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,安放应对准孔位,避免碰撞孔壁。钢筋笼主筋保护层的误差应≤±20mm。吊装的允许偏差要满足:骨架倾斜度±0.5%;骨架保护层厚度±20mm;骨架中心平面位置±20mm;骨架顶端高程±20mm。
4.2 泥浆指标
清孔后的泥浆指标相对密度1.03~1.1;黏度17~20Pa.s;含砂率<2%;胶体率>98%。
4.3 成孔质量控制
4.3.1 孔壁垂直度的保证(≤1%)
4.3.1.1 钻机塔架安置平稳,钻机平台保持水平,护筒不偏斜。
4.3.1.2 钻进时,钻杆始终与合箱的中垂线吻合。
4.3.1.3 如遇地面不平时,及时用方木等支垫,以保证钻机平台水平。
4.3.1.4 钻机工操作时需思想集中,发现异常情况立即停止钻进,异常情况处理完后方能重新开机钻进。
4.3.2 缩径的处理
采用阶梯形保径钻头,并对易缩径的土层适当提高泥浆黏度,必要时要进行复钻。钻头直径磨损过大的要及时修补或更换。钻头直径尺寸允许误差为+0.00~-1.00cm。
4.3.3 沉渣厚度
灌注桩为1.2m的摩擦桩其沉淀厚度为≤200mm。
4.3.4 施工的连续性
在完成钻孔之后应尽量缩短停钻与浇筑开始之间的时间,避免停钻时间过长造成塌孔或者沉淀厚度超标。
4.4 混凝土的浇筑控制
开始浇筑混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为300~400mm;导管的第一次埋深≥0.8m;导管埋入混凝土深度宜为2~6m,严禁将导管拔出混凝土灌注面,最后一次浇筑时宜超浇0.8~1.0m。
混凝土在施工前应确定合理的施工配合比,合理的骨料颗粒级配。塌落度必须在规范允许的范围内,导管内部要光滑,防止堵管的发生。
为了防止钢筋笼上浮,应严格控制混凝土的塌落度(180~220mm),当浇筑的混凝土顶面距钢筋笼底部还有1m左右时宜降低浇筑速度;混凝土面上升到钢筋笼底部4m以上时,以提升导管,使其底口高于钢筋笼底部2m以上再恢复混凝土浇筑速度。
成孔时要严格控制泥浆密度和孔底沉渣,在清孔时要彻底清除泥块。在灌注混凝土过程中要严格控制导管提升速度,特别是快到桩顶时,严禁大幅度提升导管,严格控制导管埋深,严禁中途断料,在拔管时要精确计算导管埋深严禁凭经验拔管,防止桩中夹泥或者断桩。
5.结论
此标段按照此方法及相关规范、规定要求施工,并加强施工过程、质量、进度的控制,经过现场一个月的连续浇筑,顺利的完成了渡槽灌注桩的施工,经超声波检测,桩体合格。