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关键词:旋挖钻孔;成桩施工技术;桩基工程;应用
前言
随着我国社会经济的发展与城市化进程的推进,出现了越来越多的高层建筑,这些高层建筑在自重与负荷上都有了很大程度的增加,要求桩基具有较高的承载力。在这种形势要求下,灌注桩法成为现代桩基工程中最为常用的方法,即在地基的特定位置挖掘一系列的桩孔,置入事先制作的钢筋笼,再在孔内灌注混凝土,形成建筑的桩基础。旋挖钻孔成桩是灌注桩法中一种先进性较高的施工技术,其施工效率、施工质量都有很强的优势,有效促进了建筑桩基工程施工进度与质量的提高。
1旋挖钻孔成桩技术的特点
打孔是灌注桩法进行灌注的前提,在众多成孔方法中,钻孔技术比人工挖孔效率高,可避免沉管灌注法产生的噪音,在公路、铁路、桥梁桩基工程中广泛应用。旋挖钻孔成桩技术即是其中一种,多指在埋设护筒的基础上,利用旋挖钻机进行钻孔,然后安置钢筋笼和导管进行混凝土灌注的技术。该技术在淤泥层、黏性土层及砂土中较为适用,孔径最大可达4m,成孔深度可达90m左右。
该技术采用机械自动化,能够降低劳动强度;效率高、速度快,操作简单;一次成孔率高,且质量好;冲击力和振动小,不破坏土壤结构的稳定性;对周围环境污染程度轻;具有良好的灵活性,如更换钻头比较方便。其施工原理为:通过钻杆的旋转,将钻斗切入土层,由底部的切削齿切割土块,并倒入钻斗,当钻斗装满土屑后,将其提出。若土层较厚,钻斗自重不能切入时,可对液压油缸加压使其切入土层。施工流程大致包括准备工作、制备泥浆、埋设护筒、钻孔、清孔、安装钢筋笼、混凝土灌注、质量验收。
2旋挖钻孔成桩施工技术分析
旋挖钻孔是现代化科技下一种新型成孔施工方法,相对于传统方法,其成孔效率与成孔质量都有所提高,而且它还有施工清洁的优势。旋挖钻孔成桩施工中的钻进压力由钻机的自重与液压系统提供,通过旋转钻杆进行钻进,钻杆钻头通常设计为斗式,以在钻头装满土体碎屑后更好地提升钻头,将土体带出孔外。旋挖钻孔成桩施工中的挖土、提土以及卸土等工序都通过旋转的钻斗实现,在往返循环中完成桩孔的施工,很大程度上提高了施工效率。
使用旋挖钻孔成桩施工技术前,应对建筑桩基工程所在地的土壤地质地进行全面的勘察,当岩土层的土质较为松散时,要考虑与泥浆护壁钻进施工技术相结合,通过一定量泥浆的填充提升土质的密实度,增强钻孔内壁的稳固性,避免发生坍塌或下陷。当岩土层的土质含水量过多,粘性较大时,可选择清水钻孔或是干孔方式进行钻孔工作。
3旋挖钻孔成桩施工流程
3.1准备工作
在实施旋挖钻孔前,要做好一系列的准备工作:(1)配套仪器。在建筑桩基工程施工中,相关技术人员应对旋挖钻孔成桩施工所需的配套仪器进行清点,确保装载机、电焊机、钢护筒、钢卷尺等这些必备设备到位,并对其质量进行检验,确保其相关性能符合施工要求并可以正常运行。(2)技术交底。要想保证施工质量达到设计理想要求,就必须加施工技术部门和设计部门之间的交流合作,其中,尤其要重视技术交底工作。技术人员与设计人员在技术交底中,应根据工程前期勘察阶段所收集到的的资料对方案进行深入探讨,明确其难点与重点部分,对方案进行科学调整,确保方案的合理性。(3)场地的整理工作。在旋挖钻孔成桩施工中要用到旋挖钻孔机(图1),这种设备自重大且靠履带行走,对施工地面的密实度与平整度有较高要求。因此,在旋挖钻孔前,应对旋挖钻孔机的工作范围进行压实、平整,为其提供一个尽可能好的作业环境。(4)埋设护筒。护筒不仅可以有效防止孔壁发生坍塌现象,还对孔口具有一定的定位、保护功能。要根据建筑工程项目的具体特点与施工要求选择合适的护筒,护筒应有一定刚度,若其刚度不符合要求,为避免发生变性,应在护筒中焊接一些箍筋,以增强护筒的刚度。进行护筒的埋设时,首先应进行桩位下的钻头钻进,钻进深度应控制在比护筒的长度短1m左右,然后利用钻机液压系统的作用,将护筒压入土地,直至地面部分为0.3m,最后对护筒四周进行回填并夯实。
通常情况下,我们要求护筒内径比桩经大出0.2m左右,且护筒顶端的平面位置要控制在0.05m内的偏差。
3.2泥浆与泥浆池的制作
泥浆可以对钻孔中的水位高度起到稳定作用,有效防治钻孔发生坍塌,因此,要重视对泥浆与泥浆池的制作。首先,要保证泥浆各方面性能满足开钻施工要求。在旋挖钻孔成桩的施工过程中,最好采用膨润土进行泥浆的制作,而且在对泥浆进行搅拌时要用旋挖钻孔成桩施工专用的搅拌桶,搅拌好后将泥浆倒入预先制作好的泥浆池内。泥浆自身的比重对孔壁的坚固性与稳定性有重要影响,如果比重太小,护壁就不能有效阻止土体的坍塌;而若比重太大,又容易造成泥浆泵的堵塞甚至影响混凝土的更换,从而使成桩的质量得到不保障。泥浆池的功能要求其内壁具有较好的防水性,在进行泥浆池的制作时,要注意其位置的确定,在不影响混凝土的灌注、桩基工程的施工以及钢筋的运输的前提下,应尽量使泥浆池靠近桩位。
3.3钻孔施工
在刚开始钻孔时,要严格控制速度,等到方向确定垂直后再逐渐提升速度。在钻孔过程中,要时刻保持钻头的中心点、钻杆的中轴线和护筒的中线在一条铅垂线上,确保最后完成的桩孔是绝对垂直的。同时,还应时刻注意不同深度土层之间的变化,针对土层的特点采用不同的钻孔速度,从而提高钻进的效率。要对泥浆的状态进行随时的抽查,确保其实时性能满足护壁施工要求。钻孔满足预设高程后,要在钻孔内注入最新制作完成的泥浆,同时将泥浆从钻孔的底部抽出,通过泥浆在钻孔内的循环流动实现清孔的效果。
3.4钢筋笼的制作与放置
钢筋笼的制作流程很复杂,应严格按照设计要求与施工规范进行,为加强钢筋笼的支撑作用,通常在钢筋骨架中增设环形的加劲钢筋。在进行钢筋的焊接过程中,要保证主筋内缘是光滑的。主筋和加劲钢筋都要进行焊接,而且其焊接应注意不使钢筋接头进入主筋内空。在进行钢筋笼的放置时,最好采用“四点法”的吊装方式,避免其在运输或吊装中发生变形,对桩基工程的施工质量造成影响。
3.5混凝土的浇筑
现阶段我国对混凝土的浇筑常用到的方法是直导管提升法,导管的接头一般用丝扣长勾进行连接,以便于拆装。在导管入孔过程中,要做好相应的保护措施,防止管内有掉落物产生,堵塞导管。导管安装完成且经检查确保达标后,才能再次进行清孔。旋挖钻孔成桩施工要求其混凝土有较好的流动性和易和性,在进行混凝土的灌注前应对其相关性能进行严格的抽查,对不符合施工要求的混凝土及时撤出,并进行二次搅拌。在混凝土的首次灌注中,导管应下放至钻孔底部,确认孔深后提升导管,使其下口与孔底保持约0.3m的距离。为保证施工质量,要确保混凝土的浇筑作业是持续不断的,且与二次清孔之间的时间不超过3小时。
4结语
综上所述,桩基工程是建筑的基础,直接关系着最终建设质量,必须确保桩基的稳定,使其强度和承载力都能达到要求。旋挖钻孔成桩是其中较为常用的技术,且效果很好,值得推广,在实际应用中,务必要按照规定进行每一项操作。
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