土建施工中的機(jī)械成孔灌注樁施工技術(shù)研究

張志誠

（兗州煤業(yè)鄂爾多斯能化有限公司石拉烏素煤礦，內(nèi)蒙古鄂爾多斯市 017010）

土建施工中的機(jī)械成孔灌注樁施工技術(shù)研究

張志誠

（兗州煤業(yè)鄂爾多斯能化有限公司石拉烏素煤礦，內(nèi)蒙古鄂爾多斯市 017010）

隨著時(shí)代的進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國土建行業(yè)發(fā)展迅速,出現(xiàn)了諸多種類的建筑工程,但是因?yàn)槲覈煌貐^(qū)有著不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu),那么就增加了建筑基礎(chǔ)施工的難度。因?yàn)闄C(jī)械成孔灌注樁技術(shù)具有一系列的優(yōu)點(diǎn),如今已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用。本文簡(jiǎn)要分析了土建施工中機(jī)械成孔灌注樁的施工,希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見。

土建施工；機(jī)械成孔灌注樁；施工技術(shù)

一、施工作業(yè)條件及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)準(zhǔn)備

充分的事前準(zhǔn)備對(duì)復(fù)雜條件下施工任務(wù)的順利完成是非常有必要的。本例中基樁施工是在建筑物地下室基坑大開挖已完成,基坑邊坡支護(hù)滿足施工安全需要的前提下進(jìn)行的。項(xiàng)目部持有擬建工程完整的準(zhǔn)確的地勘資料,項(xiàng)目部技術(shù)人員已進(jìn)行圖紙、地勘資料的熟悉對(duì)施工任務(wù)的難度有了一定認(rèn)識(shí),已做好試樁施工技術(shù)準(zhǔn)備。

二、機(jī)械成孔、泥漿護(hù)壁、水下鹼灌注樁施工技術(shù)

2.1 機(jī)械成孔、泥漿護(hù)壁、水下硅灌注樁施工技術(shù)工作原理基樁施工中出現(xiàn)的滲水、涌水現(xiàn)象,主要是由于場(chǎng)地地下水位較高,土層被破壞后地下水在水位差作用下穿過巖層裂隙或突破土體本身固有抗?jié)B、抗壓能力而產(chǎn)生的。機(jī)械成孔、泥漿護(hù)壁、水下硅灌注樁其工作基本原理如下:

(1)沖孔機(jī)成孔(也可選用鉆孔機(jī)成孔):在有泥漿護(hù)壁保護(hù)孔壁穩(wěn)定的條件下,利用沖錘自身重力用沖錘對(duì)孔位土、石進(jìn)行連續(xù)錘擊,使孔底土、石變成泥漿、變成細(xì)小石渣,并通過泥漿雙循環(huán)泵進(jìn)行置換、運(yùn)輸,從而完成基樁的機(jī)械水下開挖任務(wù)。

(2)泥漿護(hù)壁成孔:在樁孔內(nèi)注人粘性土或通過沖打樁內(nèi)原生粘性土與水的混合物而制成相對(duì)(與水比較)密度在1.15～1.45的泥漿,泥漿在孔內(nèi)會(huì)對(duì)孔壁產(chǎn)生一定的靜水壓力,(在不抽水條件下)可抵抗作用在孔壁上的側(cè)向土壓力和水壓力,相當(dāng)于一種液體支撐,可防止孔壁倒坍和剝落,而完成孔深進(jìn)尺施工的需要,并防止地下水滲人。泥漿在孔壁上還會(huì)形成一層透水性較低厚度為5mm的泥皮,在泥漿的靜水壓力下防止孔壁剝落。

(3)泥漿的攜渣作用:泥漿具有一定的粘度和包裹性,它能將孔內(nèi)因沖錘沖擊孔底而產(chǎn)生的土渣、石渣懸浮起來,并通過泥漿雙循環(huán)泵置換出樁孔外并完成運(yùn)土、清渣工作。在水下鹼澆灌過程中因泥漿攜渣作用的存在(在控制好泥漿相對(duì)比重的前提下)使得采用比重大的具有流動(dòng)性、粘聚性、保水性的鹼拌合物將泥漿整體置換出來完成水下鹼非振搗鹼澆灌成為可能。(其原理類似于在煤油瓶中加人水后,結(jié)果原本處于瓶子底部的煤油在注人水后被水的浮力抬到水面上部水在重力作用下沉人瓶底。)

2.2 工藝流程

機(jī)械成孔、泥漿護(hù)壁、水下硅灌注樁施工工藝:放樣、定位→沖孔機(jī)就位→沖錘對(duì)中檢查→鋼護(hù)筒埋設(shè)→沖擊成孔(泥漿制備、泥漿比重檢查、置換)→復(fù)核孔深是否滿足設(shè)計(jì)、地勘要求一沉渣置換、泥漿檢查→檢測(cè)沉渣厚度→成孔驗(yàn)收→下鋼筋籠、導(dǎo)管連接、泥漿置換、比重復(fù)查→檢測(cè)沉渣厚度一硅初灌→測(cè)量已灌硅深度→灌注硅→再次測(cè)量鹼灌注深度→繼續(xù)灌注硅→完成本孔作業(yè)→下一孔樁放樣、埋設(shè)護(hù)筒。

2.3 成孔技術(shù)控制

(l)沖孔機(jī)具就位應(yīng)平整垂直,機(jī)具的平整垂直度將直接影響沖錘纜繩的垂直度,從而影響沖錘在下?lián)暨^程中的垂直度,影響基樁的成孔垂直度,在成孔過程中要隨時(shí)檢查機(jī)具的平整垂直度是否滿足要求?是否要進(jìn)行校正?

(2)護(hù)筒埋設(shè)牢固并應(yīng)保持垂直,為避免在護(hù)筒埋設(shè)好后,因沖錘沖擊、碰撞造成護(hù)筒傾斜,護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)大于沖錘直徑,宜大于100mm,護(hù)筒的埋設(shè)同樣可以通過沖錘擊打完成,該項(xiàng)埋設(shè)工作完成后應(yīng)校核護(hù)筒中心線,偏差不得大于20mm。護(hù)筒需有一定埋設(shè)深度,在粘性土中不宜小于1m,在砂土中不宜小于1.5m,(本例施工中鋼護(hù)筒埋設(shè)深度1m)并保持孔內(nèi)泥漿面高于地下水水位。

(3)由于整個(gè)施工過程均處于機(jī)械水下作業(yè),基樁底部及基樁側(cè)壁的地質(zhì)變化情況不易觀察(`主要參考地勘資料),施工過程控制難度較大,要求較高,問題出現(xiàn)也不易處理,因此施工藝控制顯得尤為重要。護(hù)壁泥漿的制作與沉渣清孔宜優(yōu)先選用泥漿雙循環(huán)泵進(jìn)行泥漿置換。在成孔過程中泥漿的相對(duì)密度宜控制在1.05～1.45;清孔后在鹼澆灌過程中泥漿的相對(duì)密度宜控制在1.05～1.25 (稠度過稀,鹼無法擠壓置換;稠度過大,硅擠壓置換困難)。泥漿密度的檢測(cè)可用波美濃度比重計(jì)。泥漿的取樣應(yīng)選在距泥漿面20mm～50mm處。

(4)成孔過程中應(yīng)隨時(shí)觀察成孔的推進(jìn)狀況,觀察是否有異常情況發(fā)生。仔細(xì)核對(duì)隨著基樁進(jìn)尺深度的增加而產(chǎn)生的地質(zhì)情況的改變是否與地勘資料提供的數(shù)據(jù)一致,通過地勘資料與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際錘擊、出渣情況的相互驗(yàn)證,最終確認(rèn)持力層位置。成孔中可通過試成孔過程中積累到的施工數(shù)據(jù),判別沖錘是否進(jìn)人巖層,通過觀察沖錘在擊打孔底瞬間鋼絲繩的抖動(dòng)、傾斜情況判別孔樁底部是否遇到軟臥層,遇到半巖。若遇半邊巖時(shí)不得盲目繼續(xù)施工(將引起嚴(yán)重的偏孔或坍孔),而應(yīng)根據(jù)鋼絲繩傾斜方向判明半巖位置。在非巖位置填筑毛石,待填平,落錘鋼絲繩無顯著偏移時(shí),方可持續(xù)沖孔。當(dāng)進(jìn)人中風(fēng)化全巖后沖孔進(jìn)尺速度一般小于10cm/小時(shí)。

(5)沉渣厚度控制:當(dāng)?shù)乜辟Y料與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工數(shù)據(jù)、出渣情況相互驗(yàn)證,確認(rèn)基樁已達(dá)持力層位置而現(xiàn)場(chǎng)錘擊施工過程中又無異常情況發(fā)生時(shí),需進(jìn)行沉渣厚度(最后兩次)檢查,第一次在提錘前,第二次在沉放鋼筋籠、下導(dǎo)管以后。設(shè)計(jì)為端承樁時(shí),允許沉渣厚度不得大50mm。沉渣厚度可用尖、平錘相互驗(yàn)證檢測(cè)。在用尖、平錘直接檢測(cè)的同時(shí)也可通過檢查已清孔樁內(nèi)部經(jīng)泥漿泵循環(huán)導(dǎo)人引出溝后的泥漿中(嵌巖深度滿足設(shè)計(jì)要求、沖錘停止作業(yè)時(shí))是否還含有石渣作為佐證手段(鋼絲網(wǎng)漏瓢掏撈檢查)。尖、平錘錘檢如圖1。

圖1

三、結(jié)束語

本文僅從一般的角度分析了土建工程施工中機(jī)械成孔的技術(shù)要點(diǎn), 具體施工過程中還需要管理人員全面掌握工程的具體情況,包括所在地區(qū)的地質(zhì)條件、機(jī)械設(shè)備的性能狀態(tài)、施工人員的數(shù)量及技術(shù)水平等,將理論與實(shí)踐相結(jié)合,不斷優(yōu)化工藝,提高施工水平,保障工程的質(zhì)量,帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

[1]聞淑芳,趙繼生,芮一飛.機(jī)械成孔灌注樁泥漿作業(yè)技術(shù)[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督.2005(09)

[2]毛鳳君,李穎.機(jī)械沖孔灌注樁在實(shí)際工程中的應(yīng)用[J].遼寧建材.2005(03)

TU75

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1007-6344（2015）09-0299-01