贾俊文
赤峰市中建中环路建设运营有限公司内蒙古赤峰市024300
摘要:随着科技不断进步,施工工艺亦不断更新,其中越来越多的钻孔灌注桩成孔施工方式问世,亦越来越简便、实用、高效,其中最常用的有反循环钻成孔、冲击钻成孔、旋挖钻成孔等,每种施工工艺各具特点,但旋挖钻较其他施工工艺更具优势,由于其成孔速度快、施工效率高,得到了人们的普遍使用,在地质条件较好的情况下,旋挖钻可以极大程度上节约工期,本文就旋挖钻施工工艺展开研究。
关键词:旋挖钻;成孔;施工工艺
1旋挖钻概念及成孔工艺
旋挖是一种桩基成孔施工方法。目前已在公路桥梁、高层建筑、市政建设等桩基础作业施工中被广泛应用。
成孔工艺:旋挖钻的钻头采用筒式钻头,在钻孔施工时,破碎的岩土可直接装进桶式钻头内,装满后提升钻杆将弃土外卸,按照此操作步骤循环作业,停止钻进的标准为钻至设计深度即可停止。对于地质条件较好的情况,如岩土层粘性较好,则无需使用泥浆护壁方式,可直接采用干式钻进工艺。如果桩位地层地质条件较差,则孔壁将会不稳定,出现此情况必须在使用泥浆护壁方式前提下,实施钻进作业,如地层中有地下水分布、孔壁松散易坍塌等,需设置泥浆池造浆注入桩基孔内进行护壁。以下仅对旋挖湿作业泥浆护壁成孔法施工工艺进行探讨。
2旋挖钻成孔适用范围
旋挖钻主要适用于土质结构组成为粘性土、砂土、粉质土等地层的钻孔施工。旋挖钻机的动力输出扭矩为120~400kN·m,额定功率为125~450kW,最大成孔深度为60~90m,最大成孔直径为1.5~4m,因此广泛应用于建筑工程钻孔灌注桩、基础加固、连续墙等多种地基基础施工作业。
3旋挖钻钻孔施工优势
旋挖钻机成孔施工优势如下:
(1)成孔速度快
由于旋挖钻施工原理较优,对于图纸较好的地层,旋挖钻成孔时间短,此方面要远优于循环钻机、冲击钻,在很大程度上可以推进工程建设进度,提供有效的保障。
(2)行走、就位、移位便捷
旋挖钻具备履带式行走装置,故其行走便捷,在此方面循环钻机比传统钻机施工更具优势,程序简单,效率较高。在就位环节,只需操作手驾驶钻机操作电子设备便可就位,通过精调即可按照规范要求准确对位,简单精准,操作方便,而传统钻机则弊端较多,首先就位、移位而言,其操作较为繁琐,且需要大量人力物力,影响范围较大,耗时较长,制约条件较多,很大程度上影响工期。
(3)环保
旋挖钻可以循环利用泥浆,在对环境造成负面影响的程度上远远小于传统钻机。传统钻机施工会不断产生泥浆而非循环使用,如此将对环境造成较大污染,而且传统循环钻机不可用于干孔作业,旋挖钻在地层较好的情况下可用于干成孔作业。
4旋挖钻主要施工工艺
4.1平整场地
在旋挖钻钻孔作业前需要先将现场整平、压实,首先方便施工,并且旋挖钻机自重大,施工影响范围也较大,如场地松软不平整则会造成钻机塌陷等不良情况发生,虽旋挖钻行走方便但如场地不平整则很难保证施工质量。平整场地后也方便渣土合理堆放,并方便外运,整齐摆放施工用电装置、器具等。灌注混凝土时方便罐车进出,提高施工效率。
图2旋挖钻机
4.2测量放样
根据设计图纸所给坐标,利用全站仪将桩中心点放样,然后在中心点四周利用拉十字线的方式用短钢筋打4个十字护桩,护桩距离桩中心长度略大于桩基半径,且需注意保护护桩不被破坏。
4.3埋设钢护筒
护筒使用钢板制作成型,钢板厚度一般为6mm,护筒高度一般为2m,在护筒两端上下口的位置,其外围需加焊加劲环以确保具备足够的强度,钢护筒内径一般要比设计的桩径大0.3m左右以方便钻机施工。
4.4钻进成孔
钻进前需先调制泥浆,在已设置好的泥浆池里将调制好的泥浆输送至桩孔内,已达到护孔壁的效果,然后开始使用已经调整就位的钻机向下钻进,钻头为筒式钻头,钻头通过回旋力将岩土打碎并挤入筒内,待操作室内仪表显示筒已装满土时关闭钻头底口,即提升钻杆将渣土卸至指定位置,如此反复,达到设计深度即可提升钻机进行下一步工序。需要注意的是为了保证孔壁稳定,施工过程中应时刻注意使泥浆面高度保持稳定,切勿使其低于钢护筒底口高度。
4.5清孔、沉渣厚度检测
当孔底沉渣厚度过厚,超过设计及规范允许范围时,需要清孔,因为过厚的沉渣会影响桩基的承载力,造成严重的后果。
清孔工序先后共进行两次,首先第一次清孔发生在成孔后,旋挖钻清孔可使用换浆法,清孔过程中不断测量孔深,按照前面所述步骤进行计算沉渣厚度,清孔后的沉渣厚度必须达到设计及规范规定,需要注意的是,清孔过程中严格控制孔内水位稳定。第二次清孔发生在浇筑混凝土前,导管安装下放后,再次检测沉渣厚度,如果超过设计及规范规定,必须实施第二次清孔。
4.6安装钢筋笼
钢筋笼均在经过地基处理的钢筋棚内采用支架成型法集中制作,用专用拖车将其运输至施工点,用汽车吊转吊至孔位处并进行下放。
(1)按图要求制作钢筋笼,偏差必须处于设计图纸及规范规定范围内;
(2)钢筋笼根据设计长度,分段进行制作,其主筋接头按单面焊接连接,必要时使用双面焊接。焊接工艺及要求应遵循设计及规范要求。
(3)运输钢筋笼时应注意保护,吊装下放钢筋笼时要精准对位,避免与孔壁发生碰撞,护壁环要均匀设置,就位后应及时固定。
(4)桩基钢筋笼制作:主筋需焊接连接,同一截面内纵筋接头面积不允许超过50%,相邻接头错开≥35d。
(5)下放钢筋笼过程中,应特别注意避免碰撞孔壁,需保证钢筋笼竖直下放并且速度缓慢,如遇下放受阻,可适当旋转方向继续下放,切勿强行下放。
(6)钢筋保护层厚度标准为50mm。钢筋笼焊接完后,要在箍筋外加钢筋笼定位钢筋,等距离焊接在主筋上,沿长度方向每2.0m设一道,每道沿圆周对称地设置。
4.9导管安装
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下放导管时,仔细记录下放导管长度,并与事先已计算好的导管长度对比,直到已下放导管长度等于计算长度。需要注意的是导管连接时必须密封严实,橡胶圈规范设置,丝扣拧紧,以免松动后漏水对混凝土浇筑造成不良影响。
4.7灌注混凝土
(1)混凝土配合比设计
通过试配确定混凝土配合比,混凝土试配时应采用工程实际使用的原材料,合格的配合必须满足以下条件:
(1)混凝土达到要求的强度;
(2)和易性良好,流动性良好;
(3)坍落度控制在180-220mm范围内;
(4)混凝土初凝时间合格,应不小于4h。
外加剂:外加剂的使用应严格控制,严禁滥用外加剂,且外加剂必须经过检验通过后才能使用。
(2)水下混凝土灌注
灌注首批混凝土前,先将料斗润湿并在料斗里安放隔离钢板,并确保现场临时施工道路平整、压实、畅通,吊车已就位,所有准备工作已就绪,此时便可通知拌合站出料。混凝土用罐车统一运送至施工现场,由现场管理员指挥罐车精准就位,采用自卸方式卸料灌注。当大集料斗储满混凝土时,关闭罐车阀门,由吊车提升连接在隔离钢板上的钢丝绳,完成首批混凝土灌注。
5结语
旋挖钻钻孔施工高效、灵活便捷、环保,普遍应用于建筑工程灌注桩施工中,我们在施工时应严格按照施工工序进行施工,充分利用旋挖钻的优点推进工程的建设,切不可只图速度,而造成后期的返工。在今后的施工过程中我们还需继续总结,不断探索,使得施工工艺更优化,最大程度推进工程的建设。
参考文献:
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[2]丁士昭.市政公用工程管理与实务[2017年版].中国建筑工业出版社,2017.
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