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    在含高嶺土的地層中施工灌注樁的技術措施

    2014-10-21 20:10:18李興宇
    地球 2014年12期
    關鍵詞:縮徑高嶺土

    李興宇

    [摘要]高嶺土是造漿粘土,在含有高嶺土的地層中,進行鉆孔灌注樁施工時,要采取降低泥漿粘度和排砂工作,控制好泥漿的各項性能,并要防止樁孔的縮徑,在二次清孔前進行掃孔,降低泥皮厚度,并采用反循環(huán)泥漿泵清孔。

    [關鍵詞]高嶺土 造漿 浸泡 除砂 縮徑 露筋

    [中圖分類號] F407.1 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-12-64-1

    0概述

    西江大橋位于經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西江源大道上,該橋設計長度104米,四墩二臺五跨,凈跨度20米,設計樁數(shù)24條,樁徑1.20米,4號墩設計為端承樁,其余墩臺設計為摩擦樁,設計樁長20—27米。該橋由個體施工隊進行了鉆孔灌注樁的施工,完工后經(jīng)檢測、開挖,發(fā)現(xiàn)大部分樁質(zhì)量不合格,主要表現(xiàn)在樁身鋼筋外露,由泥沙包裹,沒有保護層,部分有斷樁現(xiàn)象。根據(jù)這個情況,有關部門做出這批樁全部報廢決定。

    此后由我公司承接了該橋樁基工程的施工,歷時三個月,圓滿地完成了該項目的樁基礎工程。

    1巖土工程地質(zhì)情況

    根據(jù)巖土工程地質(zhì)勘察報告,該橋橋址地層情況如下:

    (1)卵石層

    分布于整個河床中,厚0.3-0.65米,堅硬,卵石量約80%,其余為中粗砂。

    (2)殘積土

    中粗砂混粘土,灰白色,含礫,礫石成份為石英,粘土主要為灰白色高嶺土,為點狀分布,廣見細脈狀、團塊狀高嶺土,厚度13-15米,松散,稍濕。

    (3)強風化中細粒黑云母花崗巖

    呈灰褐色,厚7-12米,風化作用強烈,風化裂隙發(fā)育,并充有粘土,長石完全風化,較軟。

    (4)中風化中細粒黑云母花崗巖

    灰黃色,堅硬,風化較弱。

    2影響施工質(zhì)量因素分析

    該橋樁基工程因前期施工質(zhì)量問題而造成報廢,根據(jù)這個情況,為了此次施工確保質(zhì)量合格,我們對該橋址地層對鉆孔灌注樁施工的影響因素進行了技術分析,并對前期施工失敗的原因進行了分析總結(jié)。

    (1)地層對鉆孔灌注樁施工的影響因素

    該橋址地層由五個地質(zhì)層構(gòu)成,對鉆孔灌注樁施工質(zhì)量影響最大的應是第二層殘積土,此層含有大量的高嶺土、粘土、中粗砂及礫石。

    ①該層由于卵石孔隙潛水的滲透影響,土層濕潤,顆粒間粘接不緊密,經(jīng)水浸泡會分散,如鉆進此層泥漿粘度太小,會產(chǎn)生坍塌現(xiàn)象。

    ②高嶺土是造漿粘土,鉆進此層時泥漿粘度會逐漸增大,此層中的砂粒會大部分懸浮泥漿中,施工中應做好排砂工作,并及時調(diào)整泥漿性能。

    ③高嶺土較松散,具有較強的吸水性,泥漿浸泡后高嶺土水化會產(chǎn)生一定的膨脹,同時高嶺土在浸泡后變軟,在重力和地層壓力的作用下,造成孔壁縮徑現(xiàn)象,由于高嶺土大量吸收泥漿中的水份,將在孔壁上形成較厚的泥皮,這幾種原

    因造成的結(jié)果將會使鉆孔嚴重縮徑。

    (2)前期樁基質(zhì)量事故分析

    根據(jù)現(xiàn)場分析結(jié)果,并查閱、了解過去的施工情況,分析前期施工質(zhì)量事故的原因主要有這幾點:

    ①鉆孔縮徑,成孔后掃孔不徹底,泥漿含砂量太大,沒有在灌注前稀釋泥漿,清砂工作不徹底,在灌注時由于砂子沉淀太多,被不斷上升的砼擠向孔壁,在結(jié)束灌注前,泥漿含砂量很大,造成鋼筋籠被泥砂包裹,無砼保護層。

    ②由于灌注時砂子的沉淀,造成砼面上升的壓力加大,易發(fā)生堵管事故,導管拔出砼面后造成斷樁。

    ③另一種原因是泥漿太稀,灌注中造成塌孔現(xiàn)象,造成砼面上部砂子過多,因而產(chǎn)生斷樁和無砼保護層的質(zhì)量事故。

    3施工中采取的技術措施和控制方法

    根據(jù)該工程的情況我們選用了軌道移機式GPS-15型迴轉(zhuǎn)鉆機1臺,3PNL型泥漿泵1臺,6BS型反循環(huán)砂石泵1臺,雙腰帶籠式合金刮刀鉆頭2個和一個牙輪鉆頭。

    (1)殘積土中有縮徑現(xiàn)象,選擇的鉆頭直徑比設計孔徑略大4-5厘米,且一徑到底。

    (2)鉆機就位后,將合金鉆頭下入護筒內(nèi),加入適量黃土,用低速進行迴轉(zhuǎn)攪拌,鉆頭要懸在孔底,不容許向下鉆進,攪至泥漿均勻后,開泵排出護筒內(nèi)的泥漿,如此反復制漿,泥漿池泥漿足夠后方可鉆進,制備的泥漿粘度為25—28秒,比重為1.20——1.25。

    (3)在土層中鉆進時轉(zhuǎn)速宜選擇23—42轉(zhuǎn)/分鐘,在微風巖中宜選擇13轉(zhuǎn)/分鐘,采用3PNL型泥漿泵進行正循環(huán)沖孔,及時清除泥漿中的砂子,降低泥漿含砂量,并及時稀釋泥漿,防止泥漿粘度過大。

    (4)終孔后,上鉆將鉆頭提至護筒內(nèi),用低速進行掃孔,轉(zhuǎn)速13轉(zhuǎn)/分鐘,低速掃孔可以將長時間在孔壁上形成的厚泥皮和縮徑孔段掃除,保證孔徑,并可防止高速轉(zhuǎn)動時鉆頭擺動大造成孔徑超徑。掃孔進尺速度為0.5—1.0米/分鐘,掃到孔底后繼續(xù)迴轉(zhuǎn)20分鐘,將沉淀到底的泥皮等攪碎、沖起,并及時調(diào)整泥漿性能,粘度控制在20—25秒,比重1.15—1.2。

    (5)起吊鋼筋籠采取防變形裝置,確保鋼筋籠不變形、不彎曲,可減少鋼筋籠對孔壁的碰撞。下好后,將進入護筒內(nèi)的籠頂部分用定位鋼筋準確固定,使籠中心與樁位中心重合確?;\頂標高和鋼筋保護層滿足設計。

    (6)二次清孔主要是將下鋼筋籠時帶下的泥皮和沉淀的鉆渣等及時清除。此時,采用的是6BS型砂石泵進行反循環(huán)清孔,這樣可以提高清孔速度,減少清孔時間,防止縮徑及泥皮增厚,現(xiàn)場操作時一般只需10—20分鐘即可將孔底清洗干凈。清理干凈后立即進行砼灌注。

    4工程質(zhì)量檢測情況

    工程完工后,進行了樁頭開挖,經(jīng)檢查看到所有的樁開挖露出部位砼結(jié)構(gòu)較好,沒有出現(xiàn)縮徑、露筋現(xiàn)象,保護層厚度均勻,地區(qū)質(zhì)檢站對全部樁基進行了質(zhì)量檢測,采用大、小應變和抽芯取樣法檢測,檢測結(jié)果全部合格。

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