缩短钻（冲）孔灌注桩清孔时间的工艺探讨——“黑旋风”ZX－200型泥浆净化装置在冲孔桩清孔中的应用.doc

缩短钻（冲）孔灌注桩清孔时间的工艺探讨“黑旋风”ZX200型泥浆净化装置在冲孔桩清孔中的应用施工技术与运用缩短钻(冲)孔灌注桩清孔时间的工艺探讨一一一一”里41”11旋风”ZX一200型泥浆净化装置在冲孔桩清孔中的应用摘要:清孔是(钻)冲孔灌注桩施工中的一项关键工序,即用低密度的泥浆水来置换高密度的的泥浆.常规的清孔方法用水量大,换浆时间长,不仅影响桩基施工进度,还大大增加了费用.目前在广东佛山市东平广场项目-20m(下大直径冲孔桩和核心筒地下连续墙施工中采用了新型的环保类高新技术产品一黑旋风ZX一200型泥浆净化装置,清孔效果远好于一般清孔工艺,本文对该装置清孔的特点和技术性能进行探讨.关键宇:冲孔灌注桩泥浆净化装置清孔1.清子L目的,方法及要点1.1清孔的目的在钻(冲)孔结束,下放钢筋笼到灌注水下混凝土这段时间中,泥浆将会沉淀,由于沉淀的土与孔底碎土渣未固结,当基础浇筑完成承受荷载时,孔底土受到固结,体积减小而引起下沉且承载力降低.冲孔桩承载力达不到设计要求多为孔底沉渣过厚造成的.因此,必须引起高度重视,一定要确保降低泥浆的相对密度,稠度,含砂量等指标,清除和减少孔底沉渣的厚度.在浇筑水下混凝土前孔内的允许沉渣厚度必须满足设计要求及规范要求,即达到以下标准:泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,黏度1720s,严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔.1.2清孔方法清孔是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣,使沉渣中的岩粒,砂砾等处于悬浮状态,再利用泥浆胶体的粘接力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔,最终桩孔内的沉渣清除干净.冲孔桩成孔至设计标高后,经过孔径,孔深,竖直度等进行检查,确认冲孔合格后,应开始清孔,必须做到终孔后清孔一次和灌注前清孔一次,清孔后沉渣满足设计要求.当前最常见的清孔方法有两种:正循环换浆法和反循环抽浆法.正循环换浆法是通过泥浆泵将较大比重的泥浆通过泥浆管注入孔底,利用泥浆的比重把孔内悬浮钻渣多的泥浆浮起来,并通过泥浆白孔底向孔口流动将钻渣排出孔外.采用此法,不易坍孔,但本法缺点较多,首先,若有较大泥团掉入孔底很难清除,再有就是相对密度小的泥浆是从孔底流入孔中,轻重泥浆在孔内会产生对流运动,要花费很长时间才能降低孔内泥浆相对密度,清孔所花时间太长;当泥浆含砂率较高时,不能用清水清孔,以免砂粒沉淀儿达不到清孔目的.反循环抽浆清孔比较彻底,适用于各种钻(冲)孔方法的摩擦桩,支承桩,但孔壁易坍塌的钻孔使用抽浆法清孔时,操作要注意,防止坍孔.本文主要介绍了使用黑旋风”ZX-200型”泥浆净化装置(再加上空压机和风管的配合使用),采取反循环抽浆法进行(第一次)清孔的实例,具体清孔施工工艺流程及方法如下:将高压送风管和排渣管下放至距孔底0.30.4m深度位置,通过风管将空压机产生的压缩气体从孔低输送入排渣管,使压缩气体与泥浆混合,在排渣管内形成密度小于排渣管外的充气泥浆,由于导管内外压力差的作用,使泥浆不断沿排渣管上涌形成反循环.开始送风量应从4,N大,当孔底沉渣较厚或沉淀板结时,应加大送风量,并上下穿动排浆管,使压缩空气和排浆管内的泥浆混合后形成气,水混合物,从而与导管外的孔内泥浆形成负压,使得风管内的水,气混合物在负压下向风管口流动,在排浆管底口产生的”吸力,”将孔底的钻渣及泥浆排出孔外,直接输送至ZX-200型泥浆净化装置进行处理(可参见照片1).该装置将振动筛与旋流分离这两种不同的泥浆净化方式合理地结合在一起,形成一个对泥浆处理的闭路循环净化系统.除渣后的部分泥浆再循环至孔内,同时不断地补充新的泥浆,保证孔内泥浆压力大于或等于地下水压力,即保证地下照片1:插入孔底的压缩空气排浆管内的气,泥浆混合物,在自压下正在将孔底的钻渣及泥浆排出孔外,直接输送至zx一200型泥浆净化装置进行泥浆处理水不会因孔中压力小,向孔中回流从而破坏孔壁及土的稳定.(下转第350页)案,安全监测方案重点监测:土钉墙变形观测(1,2),搅拌桩水平位移(3),砌筑挡土墙(4),钻孔灌注桩水平位移监测(5,6)等三项内容.从基坑变形监测图4我们观察到:l,两种不同支护的土钉墙(1,2)观测点在15D左右趋于稳定基本都在30-40mm左右变动,在整个基坑开挖过程中新型复合支护方案(1)观测点变形沉降明显小于传统支护结构(2).图4基坑变形监测2,搅拌桩(3)观测点位置在基坑开挖第一阶段变形一直大于挡土墙,但是在第二阶段30D以后趋于稳定.3,灌注桩在基坑开挖的第二阶段变形沉降一直稳定,没有大的突变.从图中我们可以得出新的复合基坑支护方案在控制沉降变形方面远远好于传统支护结构.软土土方开挖不确定性因素较多,这给基坑开挖带来隐患,所以加强监测和巡视裂缝的工作非常重要,通过监测可适时掌握基坑开挖中支护结构的344动态变化,及时采取处理措施,做到防忠于未然.五结论通过传统基坑支护做法和复合基坑支护新做法的比较和分析,发现新支护方案在结构受力方面使支护结构的横向变形更均匀,更容易控制.1)复合基坑支护是土钉墙支护的改进和发展,具有支护位移小,适用范围宽,安全经济等特点,控制变形方面具有的显着优势,在软土基坑支护工程中有广阔应用前景.2)复合基坑支护方案在施工方面增加了可靠性,安全性,提高了经济效益,大大缩短了工期,实现了结构优化.参考文献11JOJ12099,建筑基坑支护技术规程【S】.2GB503302002,建筑边坡工程技术规范S】.3】汤云海等,某工程基坑支护位移沉降原因分析及其处理J,山西建筑,2010,36(7):90-91.44孙铁成,深基坑复合土钉支护及其应用【J,山西建筑,2005,27(2):153156.【5阳吉宝专软土地区用复合土钉进行基坑围护的案例分析J,地下空间与工程学报,20O5,1(7),11321135.施工技术与运用渗墙用塑性混凝土,掺粘土30%以内,以降低混凝土变形模量,使之与地基弹性模量接近,提高墙的抗拉强度,适应地基较大变形;d.自凝灰浆,在塑性混凝土发展基础上,使用水泥和膨润土掺入少量缓凝剂,制成自凝灰浆,在凝固前可以作为造孔过程中的固壁泥浆,完工后自行凝固形成墙体,起到防渗补墙的作用.混凝土防渗墙是一项比较彻底可靠的防渗措施,近年来防渗体接头和防渗材料技术都有了较大的发展,尤其是在混凝土中加入定量的粘=L或膨润土,可以降低弹性模量,提高抗拉强度,适应地基覆盖层较大变形,同时,也可以减少水泥用量,降低防渗墙的造价,扩大使用范围,便于推广4,帷幕灌浆帷幕灌浆是在岩石或砂砾石地基中,用钻机钻孔深入相对不透水岩层一定深度,用深孔灌浆方法建造一道道完连续防渗挡水帷幕,以阻止或减少地基中地下水的渗透;20世纪以来,帷幕灌浆一直是水工建筑物地基防渗处理的主要手段,对保证水工建筑物的安全运行起着重要作用.帷幕灌浆使用的胶凝材料主要是水泥,特殊情况时使用高分子化学溶液,对砂砾石地基多采用水泥粘土浆液.工作内容主要有:查清工程地质与水文地质情况;进行现场灌浆试验,以确定灌浆方法,压力,孔距,排距,材料,质量标准与检查方法,并论证灌浆效果:确定帷幕轴线位置,帷幕深度,厚度(排数)及平面上的长度.灌浆的一般工艺流程:施工准备一钻孔冲洗一表面处理一压水试验一灌浆一封孔一质量检查等.灌浆按分序加密的原则进行,即先I序孔,再II序孔,最后III序孔.质量检查是在灌浆结束14天后进行,以分析检查孔压水试验成果为主,看Lu值是否符合设计和规范要求,结合钻孔,取岩芯资料,灌浆记录和测试成果等评定其质量.5,劈裂灌浆劈裂灌浆机理是沿土坝轴线小主应力面,用一定的泥浆压力人为地劈开坝体,灌注泥浆,利用浆坝互压,泥浆析水固结和坝体湿陷密实作用,使所有与浆脉连通的裂缝,洞穴,砂层等隐患得到填充,挤压密实,形成竖直连续的浆体防渗墙.同时,由于灌浆压力在坝体内部所产生的应力再分配,也能改善坝体的应力状态,促进变形稳定.劈裂灌浆设计要点:5.1适用范围.坝体浸润线较高,坝后存在大面积湿润,或有管涌,流土破坏现象;坝体出现不均匀沉陷的横向裂缝,软弱带,透水沙层或较多的蚁穴兽洞等隐患.5.2灌浆孔的设计.确定孔位,要根据坝体质量,小主应力分布情况,裂缝及洞穴位置,地形等加以对待,用不同的灌浆方法提出不同要求,一般分为河床段,岸坡段,弯曲段及其它特殊的坝段.在河床段,一般沿坝轴线或偏上游直线单排布孔,有利于坝体劈裂,形成竖直连续的浆脉防渗体.对重要的坝或坝体普遍碾压不实,土料混杂,夹有风化块石,存在架空隐患,可双排或三排布孔,增加土体强度,改善坝体结构和防渗效果.在岸坡段或弯曲段,由于坝体应力复杂,劈裂缝容易沿弧切线发展,应根据其弧度方向采用小孔距布孔,或采用多排梅花形布置.5.3坝体灌浆帷幕设计厚度.浆体厚度是指灌浆泥墙固结硬化以后的厚度,确定其厚度,应考虑浆体本身抗渗能力,满足防渗要求,控制坝体变形稳定安全以及浆体固结时间等因素,全面考虑确定.5.4浆液的选择和泥浆析水固结.选用适宜的泥浆,是保证劈裂灌浆质量的关键.原则上宜选用灌入的土料与坝体土料的物理力学性质基本上接近,或者偏粘为宜,这样泥浆在析水过程中,能与边界条件排水能力相协调.泥浆灌入坝体后,在未固结前是一个薄弱带,因此,控制劈裂灌浆宽度和固结时间,关系到大坝的安全和水库蓄水运行,泥浆析水固结关系到多种因素,需谨慎对待.劈裂灌浆在士坝内形成了竖直密实连续的防渗墙,并提高坝体的密实度,增强坝体抗渗性能,是一种适用范围较广,技术性强的防渗技术.具有施工设备简单,操作容易,能够就地取材,防渗效果好,工程造价低,经济效果显着等特点.6,结束语水库大坝防渗加固是水利工程维护工作中一项长期的重要工作,也是水利工程除险加固一项重要内容.其防渗加固施工质量的好坏直接关系到水库大坝安全运行,各管理及施工单位对此必须十分重视.在具体大坝防渗加固施工过程中,应抓好各个环节的工作,把好质量关,应对水库大坝防渗加固工程进行专项设计,专项审查,专项验收,确保大坝安全运行中切实发挥其应有的作用.(上接第344页)通常放入钢筋笼和导管后,灌注砼前,需再次测量沉渣厚度,如果此时沉渣厚度超标,则需二次清孔.工程施工中,遇到终孔后清孔沉渣厚度达标困难,放入钢筋笼和导管后沉渣厚度超标现象,一般处理方法是拔出钢筋笼和导管重新放入钻具进行清孔,而黑处理后清渣干净彻底,一般不需二次清孔,即使在放入钢筋笼和导管后沉渣厚度有超标现象,在孔内安装空气吸泥机清孔.空气吸泥机清孔原理与气举反循环原理相同,但以灌注水下混凝土的导管作为吸泥管.正循环成孔,砂石泵清孔,导管作为砂石泵的吸浆管清孔.它的好处是清孔完毕,将特别弯管拆除,装上料斗,即可开始灌注水下混凝土.一般15min就可达到良好清渣效果.2.ZX-200型泥浆净化装置的特点和性能2.1主要特点1,操作简单的振动筛故障率低,安装,使用及维护方便;2,先进的直线振动方式使筛分出来的碴料具有很好的脱水效果;3,可调节的振动筛激振力,筛面角度及筛孔尺寸使其在各种地层均能保持良好的筛分效果;4,振动筛运转噪声低,噪音60(dB),有利于改善工作环境;照片2ZX-200型泥浆净化装置正在进行筛分泥浆中渣料的场景5,振动机功率因素高,耗能低,节能效果显着;6,耐磨蚀的离心式渣浆泵具有结构先进,通用化程度高及拆装维修方便350等特点;7,液位自动平衡装置不但能保持储浆液面稳定,还能实现泥浆重复处理,进一步提高净化质量.2.2技术性能l,最大泥浆处理量达lJ2OOm./h250m/h;2,净化除砂效率可达90%以上;3,渣料筛分2580t/h;4,筛分出的渣料最大含水率小于30%;5,达到最大净化除砂效率时泥浆的最大比重小于1.2g/cm.,粘度1820s,含砂量小于20%;6,能处理泥浆的最大比重小于1.4g/cm.(可参见照片2)3.结语与建议通过佛山东平广场项目一20m以下