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摘要:結合工程實例,對施工準備、測量放線、材料檢測和選定、旋噴鉆機就位、高壓旋噴樁施工等施工工藝和施工方法進行了總結和分析,并探討了施工過程中的注意事項和質量控制要點,從而更好地確保高壓旋噴樁的施工質量。
關鍵詞:橋梁工程;高壓旋噴樁;施工
1施工準備
1.1現場表面清理、布置和回填
某橋梁工程位于河北省境內,決定采用高壓旋噴樁進行樁基的施工,在施工之前,應清理現場的淤泥、草根、樹木、生活垃圾等,并采用機械設備清理基礎表面的腐殖土(地下超過1m),然后進行回填,夯實至滿足設計需要,并合理排布電力路線、工程機械等。
1.2現場管線和護欄的改遷
為保證各類地下管線的安全性,旋噴樁在施工之前應通過管線檢測儀對現場實施探測,并在相關技術人員的指導下,開展人工挖探溝作業。開挖時,通過先探測后開挖方式,在確定光電纜位置和探明地下光電纜的埋設深度與走向后,再仔細進行開挖。在管線、電纜徑路2m之內禁止應用推土機、挖掘機等設備開挖,并嚴禁采用風鎬等工具大力挖掘,應選擇被包扎的鐵鍬等輕挖,保證電纜在施工中的安全性。
2高壓旋噴樁施工技術
2.1施工技術和流程
旋噴樁是通過鉆機將攜帶特殊噴嘴的注漿管帶入土層預定部位,在鉆入時,一邊開鉆一邊泵送水,當達到預定部位后,通過高壓泵并借助鉆機下側的噴射設備把水泥漿變為轉動的高速射流噴進周圍土體內,通過很強的射流動能來破碎土體,且鉆桿在以特定速度轉動的同時也緩慢提升,以確保水泥漿與土體充分混合,當硬化膠結后便可在地基內產生圓柱形的水泥固結結構。
2.2測量放線
通過全站儀設備放出各旋噴樁孔中心部位,并以十字樁進行固定,以水準儀檢測地表高程,明確鉆孔的深度;已完成樁位測量的還應進行復測,并控制誤差在5cm以下。
2.3材料檢測和選定
外加劑與加固料應滿足設計需要,材料在進場時應檢驗質量證明等文件,并進行現場抽檢,在合格后才可以使用。品種、產地、批號、規格相同的水泥與外加劑,袋裝水泥以200t作為一批,外加劑以50t作為一批進行檢測。禁止選用變質、結塊、受潮的外加劑。水泥漿應在旋噴之前的1h內進行配制,并過濾硬塊等,以防止堵管。
2.4旋噴鉆機就位
在鉆機就位之前,應做好鉆孔前的準備工作,如對主要設備器具的維護與檢驗等。鉆機就位后應墊平底架,確保穩定性,不可出現沉陷、位移等。鉆桿或鉆頭中心應和樁位中心重合,控制偏差在5cm以下。就位后,應對中、調平樁機,調節樁機垂直度,確保鉆桿和樁位的一致性,將偏差控制在10mm以下,垂直度偏差應不超過1%。在開鉆前,應對注漿泵進行調試,保證設備穩定運轉;檢測鉆桿的長度,測量鉆桿每節長度,并提前以木料制備一個帶刻度的標尺,在開鉆前按照孔底的標高算出鉆進深度,開鉆時用標尺對鉆入深度進行控制,以確保孔底的標高符合深度設計要求。
2.5施工技術
在本工程中,旋噴樁選擇普通42.5級硅酸鹽水泥,在設計時,控制水灰比在0.8~1.5,水壓不低于20MPa。在現場進行取樣和在室內進行配比試驗,得到最優水灰比、鉆桿轉動速度、提升速度以及泥漿泵壓力值等。開啟鉆機鉆到設計深度后,把注漿管插到孔底部,注漿管水泥漿從噴頭流出后再將注漿管緩慢提升,從上到下轉動噴射進行注漿。當噴射到樁頂后,抽出注漿管。注漿前還應對管路系統和高壓設施進行檢測,保證管路通暢與密封性。施工時應依據地質狀況選用相應成孔方式,插管時應避免噴嘴被堵塞。在提升旋噴管進行分段施工時,應進行搭接處理,控制搭接的長度超過0.1m。提升旋噴管,在與樁頂臨近時,需由樁頂之下1m起始,緩慢提升,在旋噴一段時間后,再緩慢提高0.5m,直到停噴面。在噴射注漿時,應測量注漿泵壓力、空氣壓力及注漿流量等技術參數是否滿足設計需求,并進行記錄。應對所配制漿液進行過濾,避免噴射時塞堵噴嘴;同時,漿液應隨制隨用,在旋噴時應采取措施以避免水泥漿沉淀。應控制鉆桿勻速提升、轉動,保證樁體的連續性和均勻性。因某些因素造成停噴再續噴時,搭接長度應超過0.5m。在鉆孔與噴漿時,還應及時對冒漿與廢棄加固料等進行處理或回收,避免污染環境。旋噴樁在完成施工28d之后,應在每個檢測樁的樁徑1/4位置以及樁長范圍內進行鉆芯取樣,以檢測其均勻性和完整性,并拍攝芯樣照片,在樁體下、中、上不同深度處分別取樣進行抗壓強度試驗。鉆芯后孔洞需采取灌注水泥漿方式進行閉合?;A加固后的復合承載能力需符合設計需要。
3施工過程的注意事項
3.1控制旋噴樁的垂直度
樁機的垂直度可通過設備自身帶有的水平尺來進行控制。在鉆桿每次縮短或接長時都應通過水平尺來調整,確保樁機的垂直度符合要求。
3.2控制水灰比和水泥漿中的顆粒粒徑
在施工之前,需統計所有的拌漿桶體積,按照拌漿桶體積與水灰比進行桶內合理停水面的計算,每桶水泥漿都應分為兩次加入水和水泥實施攪拌。為避免水泥漿中大粒徑顆粒塞堵噴嘴,在施工時應裝設兩道過濾片,控制網格尺寸為0.5mm×0.5mm。為了確保水泥漿濃度,可采取二次攪拌制備,在第一個桶內根據確定的水灰比進行漿液的配備和攪拌,在拌和3~5min后加入水泥漿池內,為了避免漿液發生沉淀,可在水泥漿池內布置二次攪拌設備,二次攪拌的時間應控制在40min以內。
3.3旋噴樁底部到達持力層的主要表現
在鉆機到達持力層后,繼續下鉆時會突然產生較大的電流聲音;到達持力層之后,提高鉆機的鉆進速度與鉆頭轉速,鉆桿將頂起鉆機的支架;到達持力層之后,會出現一定量附著于巖面的紅褐色黏土,將隨部分水泥漿沿注漿管壁或孔壁從地面冒出;在鉆頭觸碰卵石時也會發生前兩種現象,為防止誤判,在施工時,可增加清水的壓力與鉆進速度,持續幾次進行沖鉆,當卵石位置改變后可使鉆機鉆桿繼續下鉆。
4旋噴樁的施工質量檢測
水泥漿應嚴格依據設計配比與試驗結果進行配制,應保證漿液的均勻性,不可發生離析;在樁體施工時應進行兩次檢驗,通過漿液比重計測出漿液的密度;高壓旋噴樁布置形式、數量應滿足設計要求;
旋噴樁長度應滿足設計要求;旋噴樁體的均勻性、完整性及無側限抗壓強度應符合設計需要;旋噴樁在處理后的承載能力應符合設計需要;高壓旋噴樁的允許偏差、檢測方法、檢測數量應滿足設計要求。
5結語
本文通過對河北省某橋梁工程高壓旋噴樁工程實例進行分析,詳細闡述了施工準備工作以及鉆孔、水泥漿配制、噴射注漿等施工技術,有效降低了橋梁工程樁基施工過程的安全風險,從而保證了施工安全和質量,可為類似工程的順利開展提供參考。
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作者:李建斌 單位:中建路橋集團有限公司