背景材料:某桥基础为6根2.0m的桩基,桩长35m,桩顶设置承台.地质条件如下:原地面往下依次为2m的覆盖层和含15%砂砾石的土,施工水位比桩顶高1.5m,施工单位拟选用正循环回转转机,钢护筒结构,采用导管法灌注水下混凝土.
问题:
1.在成孔过程中应注意哪些方面?
2.在清孔过程中应注意哪些方面?
3.如何进行水下混凝土的浇筑?
4.正循环回转转机是否可行?除此之外还有那几种成孔设备,各自的适应范围是什么?
参考答案:
1、在成孔过程中应注意:
(1)应先启动泥浆泵和转盘,待泥浆进入孔内一定数量后方可开始钻孔;
(2)应连续钻孔,不得间断;在钻至护筒刃脚部位时应低档慢速;
(3)钻进过程中要确保高出孔外水位0.5m以上,泥浆有损失时应及时补充、堵漏;
(4)每2-3m检查孔径与垂直度;
(5)应采用减压法钻进,以减小扩孔、弯孔和斜孔,并使钻杆维持垂直状态.
2、在清孔过程中应注意:
(1)用换浆法迅速清孔;
(2)清孔时必须保证孔内水头,防止塌孔;
(3)清孔后的泥浆相对密度、沉渣厚度应符合规范要求.
3、混凝土浇筑要点:
(1)导管使用前应进行闭水试验(水密、承压)和接头抗拉试验;
(2)导管应居中稳步沉放;导管底部距桩底的距离应符合规范要求,一般为0.25~0.4m;
(3)首次灌注剪球后必须满足导管端能埋入混凝土中0.8~1.2m,缓慢倾倒混凝土,防止产生高压气囊;施工中导管应始终充满混凝土,且埋入混凝土中的深度2~6m,要及时测量混凝土顶面高度和埋管深度,并及时拆拔导管;
(4)导管下的水下混凝土浇筑应在该导管首批混凝土初凝前完成,否则应掺入缓凝剂;
(5)混凝土应连续浇筑完成.为保证桩的质量,应留比桩顶标高高出0.5~1.0m.
解析:
钻孔:一般采用螺旋钻头或冲击锥等成孔,或用旋转机具辅以高压水冲成孔,常用的方法是:正循环回转法,反循环回转法;潜水电钻法,冲抓锥法,冲击锥法.
•正循环回转法:系利用钻具旋转切削土体钻进,泥浆系将泥浆压进泥浆笼头,通过钻杆中心从钻头喷人钻孔内,泥浆挟带钻渣沿钻孔上升,从护筒顶部排浆孔排出至沉淀池,钻渣在此沉淀而泥浆流入泥浆池循环使用.其特点是钻进与排渣同时连续进行,在适用的土层中钻进速度较快,但需设置泥浆槽、沉淀池等,施工占地较多,且机具设备较复杂.
•反循环回转法:与正循环法不同的是泥浆输入钻孔内,然后从钻头的钻杆下口吸进,通过钻杆中心排出至沉淀池内.其钻进与排渣效率较高,但接长钻杆时装卸麻烦,钻渣容易堵塞管路.另外,因泥浆是从上向下流动,孔壁坍塌的可能性较正循环法的大,为此需用较高质量的泥浆.
孔径检查与清孔:钻孔的直径、深度和孔形直接关系到成桩质量,是钻孔桩成败的关键.为此,除了钻孔过程中严谨操作、密切观测监督外,在钻孔达到设计要求深度后,应采用适当器具对孔深、孔径、孔形等认真检查,符合设计要求后,填写“终孔检查证”.
•清孔的方法:有抽浆法、换浆法、掏渣法、喷射清孔法以及用砂浆置换钻渣清孔法等,应根据设计要求、钻孔方法、机具设备和土质条件决定.其中抽浆法清孔较为彻底,适用于各种钻孔方法的灌注桩.对孔壁易坍塌的钻孔,清孔时操作要细心,防止塌孔.
•清孔的质量要求:对摩擦桩;孔底沉淀土的厚度,中、小桥不得大于(0.4~0.6)d(d为桩的直径),大桥按设计文件规定.清孔后的泥浆性能指标,含砂率为4%~8%,相对密度为1.10~1.25,黏度为18~20s.对支承桩(柱桩、嵌岩桩),宜用抽浆法清孔,并宜清理至吸泥管出清水为止.灌注混凝土前,孔底沉淀土厚度不得大于50mm.若孔壁易坍塌,必须在泥浆中灌注混凝土时,建议采用砂浆置换钻渣清孔法,清孔后的泥浆含砂率不大于4%.其他泥浆性能指标同摩擦桩要求.对于沉淀土厚度的测量,用冲击、冲抓锤时,沉淀土厚度从锥头或抓锥底部所到达的孔底平面算起.沉淀土厚度测量方法可在清孔后用取样盒(开口铁盒)吊到孔底,待到灌注混凝土前取出,直接量测沉淀在盒内的沉渣厚度.