機械工程類地質(zhì)施工方向高級職稱論文發(fā)表范文

　　摘 要：介紹在砂層地質(zhì)旋挖鉆機施工鉆孔灌注樁成孔后沉渣厚度控制的方法及施工要點。

　　關(guān)鍵詞：旋挖鉆機,砂層,地質(zhì),沉渣厚度,控制技術(shù)

　　引言：旋挖鉆機在砂層地質(zhì)施工橋梁樁基，成孔后沉渣厚度超標始終是個施工難題，本文介紹采用二次掏孔的辦法解決沉渣厚度超標的施工技術(shù)。

　　1 工程概況

　　由我單位施工的某特大橋橋梁工程,地基均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁長為46~56米不等，樁徑設(shè)計為1.25米，每個墩臺鉆孔灌注樁為8根。樁基施工全部采用旋挖鉆機成孔。

　　2 工程地質(zhì)條件

　　2.1 巖層簡介

　　該段地質(zhì)條件由上而下依次為：上部為第四系全新統(tǒng)沖積黏質(zhì)黃土、粉質(zhì)黏土、粉土、粉砂，中部為第四系全新統(tǒng)沖積砂層，局部分布圓礫土，底部為第四系上更新統(tǒng)沖積粉質(zhì)黏土、粉土及砂層。其中：地表黏質(zhì)黃土層厚3~9米，砂層厚40~50米，下部為粉質(zhì)黏土。

　　2.2 場地不良地質(zhì)、特殊巖土條件

　　2.2.1 濕陷性黃土

　　上部黏質(zhì)黃土具I級非自重濕陷性，濕陷厚度約5米。表層黏質(zhì)黃土均為松軟土。

　　2.2.2 砂土液化

　　工程所屬區(qū)為八度地震烈度區(qū)，場區(qū)穩(wěn)定水位埋深17~22米，場地分布的飽和砂土屬中密-密實。

　　3 施工中存在的問題

　　3.1 樁基長46~56米。

　　3.2 地質(zhì)條件差，地下砂層厚。鉆孔樁成孔后灌注混凝土前沉碴過厚,最大可達3m左右,雖經(jīng)二次清孔后,沉渣厚度仍難滿足規(guī)范要求。

　　4 施工工藝方法的比選及確定

　　管段內(nèi)第一根鉆孔樁開始施工，各項技術(shù)指標都嚴格按照施工技術(shù)規(guī)范要求進行施工，入孔泥漿比重控制在1.1~1.3，含砂率4%以下，黏度16~22S;成孔后進行換漿處理，灌注混凝土前泥漿比重控制在1.1以下，含砂率2%以下，黏度為17~20S，沉渣厚度按摩擦樁控制在20cm以內(nèi)。在施工過程中我們發(fā)現(xiàn)存在許多問題。

　　4.1 泥漿成本大

　　泥漿比重控制在1.1~1.3，平均每根鉆孔樁需要4T左右膨潤土。

　　4.2 換漿處理麻煩

　　成孔后我們采用泥漿泵進行換漿處理，處理起來時間較長，而且很難滿足施工技術(shù)規(guī)范要求。

　　4.3 沉渣厚度控制難

　　我們根據(jù)前期施工得到的經(jīng)驗是：泥漿比重大，則含砂率就會超標，施工過程中就難免會在混凝土中夾砂，影響成樁質(zhì)量;如果比重降低，孔內(nèi)沉渣就很容易超標，也不能滿足施工規(guī)范要求。如采用超鉆代替清孔,只能降低地基承載力,不能滿足樁基設(shè)計承載力的要求。

　　4.4 單根樁施工周期長

　　每根樁鉆孔約需要6h，鋼筋籠(分三節(jié))現(xiàn)場吊裝焊接就位約需3~4h，導(dǎo)管安裝約需1h，換漿處理約需4h，水下混凝土灌注約需2h，這樣算下來每根鉆孔灌注樁施工時間約為17個小時左右，如果在哪個工序上出現(xiàn)問題，則需要20~24h。

　　為保證鉆孔灌注樁工程質(zhì)量、減少施工投入、加快施工進度。經(jīng)多次反復(fù)研究決定采用二次掏孔的辦法代替換漿、吸泥或抽碴清孔，經(jīng)過試驗效果非常滿意。

　　5 二次掏孔施工方法簡介

　　5.1 施工質(zhì)量進度控制要點及方法

　　5.1.1每臺旋挖鉆機宜有三個以上樁位供旋挖鉆機往返循環(huán)進行鉆孔;同時配備三個以上護筒,即每樁位提前埋設(shè)一個護筒,供旋挖鉆機往返循環(huán)進行鉆孔。

　　5.1.2 入孔泥漿比重不宜過大，一般在1.03~1.06之間。

　　5.1.3 每鉆一個樁位不要一次鉆到設(shè)計樁底標高，要留有1~2米的深度不鉆，然后旋挖鉆機進入下一個樁位進行鉆孔，10h后第二個樁位成孔,旋挖鉆機返回繼續(xù)鉆進至設(shè)計樁底標高，旋挖鉆機移走，開始鉆第三個樁位，第一個孔測量孔深，進行下道工序施工。第三個孔成孔后，旋挖鉆機返回掏挖第二個孔，如此往返循環(huán)施工。

　　6 效果檢查

　　在開始試施工時，我們有兩個擔心：

　　1、泥漿比重小能否起到護壁作用;

　　2、樁基在成孔后等沉渣的過程中會不會塌孔。

　　因此，我們先盡量將泥漿比重放大些，開始控制在1.06，等的時間放長些，一般在12小時左右，然后我們發(fā)現(xiàn)沒有出現(xiàn)什么問題，一切順利。我們逐漸將泥漿比重放小。實踐證明，該方法可行，而且該方法的優(yōu)點是顯而易見的：

　　6.1 入孔泥漿比重小，首先能減少膨潤土的摻入量，減少施工成本，其次還能使孔內(nèi)浮砂充分快速的沉淀。

　　6.2 二次掏孔等待時間長，能夠使孔內(nèi)浮砂充分沉淀，再用旋挖鉆機進行掏孔，泥漿指標和孔底沉渣都能滿足施工技術(shù)規(guī)范要求。

　　6.3 三個墩臺位樁基往返鉆孔，增大了工作面,減少了旋挖鉆機待機時間,加快了施工進度。

　　6.4 孔內(nèi)泥漿比重小，能夠保證混凝土順利灌注。

　　6.5 有效的控制了沉碴厚度。

　　該施工方法質(zhì)量有以下保證：

　　6.6 入孔泥漿比重放小，只要在等待過程及下鋼筋籠時不塌孔，則灌注過程也不會塌孔,一般等待時間為10h,也不可盲目等待時間過長,要盡快灌注水下混凝土。

　　7 結(jié)論

　　7.1 使用旋挖鉆機進行掏孔出渣，能夠使孔內(nèi)泥漿中浮砂充分沉淀，泥漿指標和孔底沉渣都均滿足施工技術(shù)規(guī)范要求。

　　7.2 管段共1202根鉆孔灌注樁。經(jīng)檢測1202根工程樁實測波形良好，其中Ⅰ類樁1161根，占檢測樁總數(shù)的96.6%，Ⅱ類樁41根，占檢測樁總數(shù)的3.4%，無Ⅲ、Ⅳ類樁。

　　7.3 旋挖鉆機每天配套的吊車、裝載機等機械設(shè)備費用一萬余元。經(jīng)測算使用旋挖鉆機進行淘孔出渣的方法, 成一根樁可節(jié)約成本500元，管段共1202根樁基，減去原來成樁826根,實際節(jié)約成本(1202-826)根× 500元=18.8萬元。

　　7.4 旋挖鉆機在砂層地質(zhì)施工鉆孔樁時，每次鉆孔到成樁一般約需17～24小時，采用掏孔出渣的辦法代替泥漿泵循環(huán)清孔，使原來泥漿池沉淀出渣線性工序，改為并行工序。可循環(huán)連續(xù)成孔，連續(xù)灌注水下混凝土，功效提高三倍。

　　參考文獻

　　[1]《客運專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》(TZ213--2005)。

　　[2]《鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南》(TZ210-2005)。

　　[3]《鐵路客運專線施工設(shè)備》(中鐵一局集團有限公司技術(shù)研發(fā)中心。2005.3)