機(jī)械工程類地質(zhì)施工方向高級(jí)職稱論文發(fā)表范文

　　摘 要：介紹在砂層地質(zhì)旋挖鉆機(jī)施工鉆孔灌注樁成孔后沉渣厚度控制的方法及施工要點(diǎn)。

　　關(guān)鍵詞：旋挖鉆機(jī),砂層,地質(zhì),沉渣厚度,控制技術(shù)

　　引言：旋挖鉆機(jī)在砂層地質(zhì)施工橋梁樁基，成孔后沉渣厚度超標(biāo)始終是個(gè)施工難題，本文介紹采用二次掏孔的辦法解決沉渣厚度超標(biāo)的施工技術(shù)。

　　1 工程概況

　　由我單位施工的某特大橋橋梁工程,地基均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁長(zhǎng)為46~56米不等，樁徑設(shè)計(jì)為1.25米，每個(gè)墩臺(tái)鉆孔灌注樁為8根。樁基施工全部采用旋挖鉆機(jī)成孔。

　　2 工程地質(zhì)條件

　　2.1 巖層簡(jiǎn)介

　　該段地質(zhì)條件由上而下依次為：上部為第四系全新統(tǒng)沖積黏質(zhì)黃土、粉質(zhì)黏土、粉土、粉砂，中部為第四系全新統(tǒng)沖積砂層，局部分布圓礫土，底部為第四系上更新統(tǒng)沖積粉質(zhì)黏土、粉土及砂層。其中：地表黏質(zhì)黃土層厚3~9米，砂層厚40~50米，下部為粉質(zhì)黏土。

　　2.2 場(chǎng)地不良地質(zhì)、特殊巖土條件

　　2.2.1 濕陷性黃土

　　上部黏質(zhì)黃土具I級(jí)非自重濕陷性，濕陷厚度約5米。表層黏質(zhì)黃土均為松軟土。

　　2.2.2 砂土液化

　　工程所屬區(qū)為八度地震烈度區(qū)，場(chǎng)區(qū)穩(wěn)定水位埋深17~22米，場(chǎng)地分布的飽和砂土屬中密-密實(shí)。

　　3 施工中存在的問(wèn)題

　　3.1 樁基長(zhǎng)46~56米。

　　3.2 地質(zhì)條件差，地下砂層厚。鉆孔樁成孔后灌注混凝土前沉碴過(guò)厚,最大可達(dá)3m左右,雖經(jīng)二次清孔后,沉渣厚度仍難滿足規(guī)范要求。

　　4 施工工藝方法的比選及確定

　　管段內(nèi)第一根鉆孔樁開(kāi)始施工，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行施工，入孔泥漿比重控制在1.1~1.3，含砂率4%以下，黏度16~22S;成孔后進(jìn)行換漿處理，灌注混凝土前泥漿比重控制在1.1以下，含砂率2%以下，黏度為17~20S，沉渣厚度按摩擦樁控制在20cm以內(nèi)。在施工過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)存在許多問(wèn)題。

　　4.1 泥漿成本大

　　泥漿比重控制在1.1~1.3，平均每根鉆孔樁需要4T左右膨潤(rùn)土。

　　4.2 換漿處理麻煩

　　成孔后我們采用泥漿泵進(jìn)行換漿處理，處理起來(lái)時(shí)間較長(zhǎng)，而且很難滿足施工技術(shù)規(guī)范要求。

　　4.3 沉渣厚度控制難

　　我們根據(jù)前期施工得到的經(jīng)驗(yàn)是：泥漿比重大，則含砂率就會(huì)超標(biāo)，施工過(guò)程中就難免會(huì)在混凝土中夾砂，影響成樁質(zhì)量;如果比重降低，孔內(nèi)沉渣就很容易超標(biāo)，也不能滿足施工規(guī)范要求。如采用超鉆代替清孔,只能降低地基承載力,不能滿足樁基設(shè)計(jì)承載力的要求。

　　4.4 單根樁施工周期長(zhǎng)

　　每根樁鉆孔約需要6h，鋼筋籠(分三節(jié))現(xiàn)場(chǎng)吊裝焊接就位約需3~4h，導(dǎo)管安裝約需1h，換漿處理約需4h，水下混凝土灌注約需2h，這樣算下來(lái)每根鉆孔灌注樁施工時(shí)間約為17個(gè)小時(shí)左右，如果在哪個(gè)工序上出現(xiàn)問(wèn)題，則需要20~24h。

　　為保證鉆孔灌注樁工程質(zhì)量、減少施工投入、加快施工進(jìn)度。經(jīng)多次反復(fù)研究決定采用二次掏孔的辦法代替換漿、吸泥或抽碴清孔，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)效果非常滿意。

　　5 二次掏孔施工方法簡(jiǎn)介

　　5.1 施工質(zhì)量進(jìn)度控制要點(diǎn)及方法

　　5.1.1每臺(tái)旋挖鉆機(jī)宜有三個(gè)以上樁位供旋挖鉆機(jī)往返循環(huán)進(jìn)行鉆孔;同時(shí)配備三個(gè)以上護(hù)筒,即每樁位提前埋設(shè)一個(gè)護(hù)筒,供旋挖鉆機(jī)往返循環(huán)進(jìn)行鉆孔。

　　5.1.2 入孔泥漿比重不宜過(guò)大，一般在1.03~1.06之間。

　　5.1.3 每鉆一個(gè)樁位不要一次鉆到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高，要留有1~2米的深度不鉆，然后旋挖鉆機(jī)進(jìn)入下一個(gè)樁位進(jìn)行鉆孔，10h后第二個(gè)樁位成孔,旋挖鉆機(jī)返回繼續(xù)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高，旋挖鉆機(jī)移走，開(kāi)始鉆第三個(gè)樁位，第一個(gè)孔測(cè)量孔深，進(jìn)行下道工序施工。第三個(gè)孔成孔后，旋挖鉆機(jī)返回掏挖第二個(gè)孔，如此往返循環(huán)施工。

　　6 效果檢查

　　在開(kāi)始試施工時(shí)，我們有兩個(gè)擔(dān)心：

　　1、泥漿比重小能否起到護(hù)壁作用;

　　2、樁基在成孔后等沉渣的過(guò)程中會(huì)不會(huì)塌孔。

　　因此，我們先盡量將泥漿比重放大些，開(kāi)始控制在1.06，等的時(shí)間放長(zhǎng)些，一般在12小時(shí)左右，然后我們發(fā)現(xiàn)沒(méi)有出現(xiàn)什么問(wèn)題，一切順利。我們逐漸將泥漿比重放小。實(shí)踐證明，該方法可行，而且該方法的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的：

　　6.1 入孔泥漿比重小，首先能減少膨潤(rùn)土的摻入量，減少施工成本，其次還能使孔內(nèi)浮砂充分快速的沉淀。

　　6.2 二次掏孔等待時(shí)間長(zhǎng)，能夠使孔內(nèi)浮砂充分沉淀，再用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行掏孔，泥漿指標(biāo)和孔底沉渣都能滿足施工技術(shù)規(guī)范要求。

　　6.3 三個(gè)墩臺(tái)位樁基往返鉆孔，增大了工作面,減少了旋挖鉆機(jī)待機(jī)時(shí)間,加快了施工進(jìn)度。

　　6.4 孔內(nèi)泥漿比重小，能夠保證混凝土順利灌注。

　　6.5 有效的控制了沉碴厚度。

　　該施工方法質(zhì)量有以下保證：

　　6.6 入孔泥漿比重放小，只要在等待過(guò)程及下鋼筋籠時(shí)不塌孔，則灌注過(guò)程也不會(huì)塌孔,一般等待時(shí)間為10h,也不可盲目等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng),要盡快灌注水下混凝土。

　　7 結(jié)論

　　7.1 使用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行掏孔出渣，能夠使孔內(nèi)泥漿中浮砂充分沉淀，泥漿指標(biāo)和孔底沉渣都均滿足施工技術(shù)規(guī)范要求。

　　7.2 管段共1202根鉆孔灌注樁。經(jīng)檢測(cè)1202根工程樁實(shí)測(cè)波形良好，其中Ⅰ類樁1161根，占檢測(cè)樁總數(shù)的96.6%，Ⅱ類樁41根，占檢測(cè)樁總數(shù)的3.4%，無(wú)Ⅲ、Ⅳ類樁。

　　7.3 旋挖鉆機(jī)每天配套的吊車、裝載機(jī)等機(jī)械設(shè)備費(fèi)用一萬(wàn)余元。經(jīng)測(cè)算使用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行淘孔出渣的方法, 成一根樁可節(jié)約成本500元，管段共1202根樁基，減去原來(lái)成樁826根,實(shí)際節(jié)約成本(1202-826)根× 500元=18.8萬(wàn)元。

　　7.4 旋挖鉆機(jī)在砂層地質(zhì)施工鉆孔樁時(shí)，每次鉆孔到成樁一般約需17～24小時(shí)，采用掏孔出渣的辦法代替泥漿泵循環(huán)清孔，使原來(lái)泥漿池沉淀出渣線性工序，改為并行工序。可循環(huán)連續(xù)成孔，連續(xù)灌注水下混凝土，功效提高三倍。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]《客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》(TZ213--2005)。

　　[2]《鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南》(TZ210-2005)。

　　[3]《鐵路客運(yùn)專線施工設(shè)備》(中鐵一局集團(tuán)有限公司技術(shù)研發(fā)中心。2005.3)