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水利工程论文-浅谈灌注桩在水利工程中的应用 .doc

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水利工程论文-浅谈灌注桩在水利工程中的应用 .doc

水利工程论文浅谈灌注桩在水利工程中的应用摘要结合实际工程,介绍了挖空灌注桩在水利工程中的应用,探讨了其具体的工工艺及注意事项,供相关技术人员参考。关键词灌注桩水利水电工程施工工艺1工程概况某水利工程地质情况较复杂,场地地下水位较高。地层自上而下为杂填土、第四系冲积层,具体场地地质情况如下人工杂填土呈灰黄、灰黑色,由砂土、碎石、粉质黏土堆积而成,稍湿,呈松散状,厚1.1m4.0m,平均2.3m,标贯击数为5.6击至17.8击,平均10.8击。第四系冲积层根据土性组合可划分为黏土粉质黏土和砾砂两层黏土层以黏土为主,偶夹粉质黏土、淤泥质土,黏土、粉质黏土呈可塑状,局部硬塑,粉土呈稍密状,淤泥质土。砾砂层呈灰白、灰黄色,局部为粉细砂、中粗砂,偶含黏土,局部地段夹薄层黏土、粉土,厚度0.6m7.8m,平均5.4m,标贯击数为2.3击22.9击,平均11.8击。经分析研究决定,采用冲击成孔灌注桩方法进行施工。2水下混凝土施工工艺2.1成孔该工程中采用冲击钻成孔,水下混凝土拌制采用先进的净浆裹石工艺,拌合站集中搅拌,水下混凝土直接倒进导管漏斗,不用设置储料斗,施工操作简单方便。钻孔灌注桩采用冲击钻成孔,自然造浆护壁,导管法灌注水下混凝土成桩。冲击成孔过程中,采用掏渣筒及时清除破碎的碎块。冲击成孔完后,泵吸反循环清孔,当泥浆比重降至1.1g/cm3以下,粘度保持为16~17s,含砂率介于1.5~2之间,最后再采用压风机清孔,利用高压气体把沉渣吹出孔外,由于孔壁比较稳定,清孔比较彻底,清孔效果比较好,一般都能清成清水孔。2.2清孔当钢筋笼吊放到位和导管入位后,需重新测量孔底沉渣。清孔完毕后,采用测深锤检查清孔效果,当清孔比较彻底时,需要有经验的施工人员进行检验,感觉到测深锤下落后弹性反弹时,表明清孔效果比较好。2.3浇注混凝土导管采用5mm厚钢板卷制焊成,直径250mm,中间每节长2.5m,最下面一节长3.76m,最上面一节1m,连接方式为丝扣连接。导管底端距桩底控制在35~40cm。导管在使用前应做水密、承压等试验。灌注水下混凝土前应检查运输到现场的水下混凝土性能,不符合要求的水下混凝土不能使用。工程中采用容量为8立方米的搅拌车进行初灌,首次灌注水下混凝土足够将导管埋深1m以上。导管及漏斗连接好后,将钢板垫放置漏斗底部将底口封住,钢板垫用钢索系住,一切准备就绪后即可灌注水下混凝土。当漏斗装满水下混凝土后,冲击钻机提升钢索,将钢板垫拔出的同时,搅拌车加速水下混凝土注入漏斗,使首批混凝土能够连续灌注。孔口自然返水,导管内与外部水隔绝合要求后,就可连续不断地进行混凝土灌注。灌注过程中在每次提升导管前应不断计算和测量混凝土灌注高度,测量孔内混凝土面高度的次数一般不宜少于所使用的导管节数,测量的混凝土面高度要与灌入的混凝土量的折算值相比较,以确定是否有坍孔等情况发生。导管保持2~6m的埋深,一次提管拆管≤6m,提升拆卸时间<18分钟。在导管外壁设置羽翼防止挂钢筋笼。为了确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上加灌一定高度,一般为0.5~1.0m左右,以便灌注结束后清除桩顶部的浮浆沉渣。在灌注结束后,对于岸上的钻孔桩,混凝土初凝前拔出钢护筒,桩机移位重新开孔施工。该工程大部分桩位于水中,应待混凝土有一定强度后,可以用切割机切除水上部分钢护筒。工程中凿桩长度为0.8m,采用空压机配风镐凿桩,桩头混凝土密实,级配均匀,钢筋外混凝土厚度均在10cm以上,满足保护层厚度6cm的要求,桩径外围圆顺,尺寸满足设计要求,预留搭接钢筋长度140cm。3施工情况及质量控制3.1灌注水下混凝土时,应探测水面或泥浆面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度,以控制沉淀层厚度、埋管深度和桩顶高度。如探测不准确,将造成沉淀过厚、导管提漏、埋管过深,因而发生夹层断桩、短桩或导管拔不出事故。3.2水下混凝土灌注过程中,必须检测混凝土面的高度,根据探测的混凝土面高度和灌入的混凝土数量做相应的计算,检验钻孔桩是否存在局部严重超径、缩径、漏失层位等,同时观察返水情况,以正确分析和判定孔内的情况,避免发生施工事故。3.3严格控制导管埋深2~6m,严禁施工人员为图便利而超量灌注、一次拆管数节,要勤探测,及时调整导管埋深,防止埋管过深发生堵管、埋管。3.4施工完后,应核算水下混凝土灌注的各项参数,以便对后续的桩基提供参考和改进。表1列出了部分桩基灌注完毕后的水下混凝土数量。混凝土的超灌量较大,一般混凝土超灌量为10~20,实际工程中,最高超灌量达27.1。分析其原因主要有,一是冲孔时间长,孔壁部分发生坍落二是冲击钻机在便桥上作业,在冲击钻的冲击作用下,便桥有颤动,从而扩大了冲击钻头的摆动范围,造成钻孔孔径扩大或不规则。在正常情况下,水下混凝土在自重作用下顺畅向下流动,压强迅速达到平衡。静止流体中各点上的压强都发生了ΔP的变化,则ΔP的压强变化瞬时传至静止流体内各点,即所谓的巴斯噶原理。但是灌注是按搅拌车间断性灌注,当下一车混凝土向下灌注时,已灌注的混凝土可能发生初凝或堵管。一旦发生初凝或发生堵管,混凝土不能向下流动,导管的受力状况发生明显的改变,压力在底部明显增大。当发生混凝土流通不畅时,施工人员会提升导管,提升一段距离(大约0.5m)后,让导管做自由落体运动,混凝土跟随导管一起向下运动,当导管停止运动时,管内的混凝土已具有一定的运动速度,在惯性作用下,继续向下运动,当导管承受能力足够时,混凝土就可以冲出导管,可以继续灌注下一盘混凝土。然而当导管承受能力不足以抵挡水下混凝土冲击力时,就会发生导管爆破现象。导管发生爆破的主要原因有导管使用时间长,磨损锈蚀,使导管壁厚减小,承压能力减弱导管焊缝不实,局部有砂眼,发生应力集中,从而劈裂导管导管加工不规则,焊缝处有噘嘴。4工程检测及效果在该工程中,钻孔桩施工129根,其中Φ150cm桩120根,Φ180cm桩9根,各项检测结果显示4.1钻孔取芯沉渣、混凝土强度等级符合规范要求。4.2混凝土灌注桩超声波检测检测设备采用武汉岩海工程技术开发公司生产的RS-ST01C一体化数字仪,包括φ35双孔径向换能器等。根据桩身混凝土的均匀性,是否存在缺陷及缺陷的严重程度,将桩身的完整性分为四类Ⅰ类桩无缺陷,完整性评定为完整,合格。Ⅱ类桩局部小缺陷,完整性评定为基本完整,合格。Ⅲ类桩局部严重缺陷,完整性评定为局部不完整,不合格,经工程处理后可使用。Ⅳ类桩断桩等严重缺陷,完整性评定为严重不完整,不合格,报废或通过验证确定是否加固使用。检测结果显示,Ⅰ类桩占90以上,无三四类桩。5结语总之,必须坚持严细、快速的原则,施工的各道工序要严格要求,严格把关,否则将影响成孔及成桩质量。由于桩的各个阶段施工时间较长,会产生很多不利因素。特别是桩孔孔壁长时间晾孔,对孔壁稳定不利,易产生缩颈、坍塌。成孔、成桩过程中必须加强机械和人力配备,确保钻孔灌注桩的施工质量。参考文献1高大钊,赵春风,徐斌.桩基础的设计方法与施工技术M.北京机械工业出版社.2006.2刘建,彭振斌.高强混凝土灌注桩新工艺及其应用.中南工业大学学报.2004.

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