碼頭工程沖孔灌注樁施工工藝研究
時(shí)間:2022-08-11 05:05:12
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摘要:以某碼頭工程為例,圍繞沖孔灌注樁技術(shù)展開探討?;诔暗刭|(zhì)鉆孔并結(jié)合地質(zhì)勘探報(bào)告完成施工前期鉆探工作,重點(diǎn)對(duì)正式施工環(huán)境進(jìn)行論述,涉及測(cè)定孔位、護(hù)筒埋設(shè)、樁機(jī)就位、泥漿制備、沖擊成孔、終孔驗(yàn)收等環(huán)節(jié),結(jié)束施工作業(yè)后全面檢驗(yàn),結(jié)果表明施工質(zhì)量良好,可為類似工程參考。
關(guān)鍵詞:沖孔灌注樁;鉆探;碼頭工程
1.工程概況
擬建碼頭位于桂平市長(zhǎng)安工業(yè)園區(qū),郁江右岸,上距貴港航運(yùn)樞紐約102.8km,下距桂平航運(yùn)樞紐約6.8km。郁江特大橋位于碼頭上游約2.4km,桂平郁江二橋位于碼頭下游約1.8km。項(xiàng)目采用灌注樁工藝,本工程灌注樁超前鉆施工共計(jì)44根,其中φ800mm型灌注樁20根;φ1200mm型灌注樁16根、φ1400mm型灌注樁8根。灌注樁施工前需對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行整平并修建圍堰,整平標(biāo)高約+33m,圍堰區(qū)域由擬建碼頭前沿線向江側(cè)推進(jìn)1.5m,圍堰采用岸坡開挖土石修建,為灌注樁超前鉆施工形成陸地施工條件。
2.超前地質(zhì)鉆孔
2.1鉆探操作和程序。(1)本項(xiàng)目中鉆孔直徑至少達(dá)100mm;(2)主要包含如下工藝流程:測(cè)放孔位→鉆進(jìn)就位→正式鉆進(jìn)→提鉆→取巖土芯→檢測(cè)鉆孔施工效果并記錄→清孔。(3)對(duì)于軟土或砂土等特殊地質(zhì)條件,鉆孔時(shí)明顯加大縮孔概率,需加強(qiáng)質(zhì)量控制,并做好施工信息記錄。2.2巖芯采取率的控制措施。(1)依據(jù)巖石狀態(tài)合理調(diào)整巖芯采取率,對(duì)于巖石較完整的情況該值至少為80%,破碎狀條件下達(dá)到65%或更高;(2)綜合考慮地層條件以及施工所用鉆具的長(zhǎng)度,在此基礎(chǔ)上確定合適的鉆探回次;(3)鉆探過(guò)程中兼并采用泥漿護(hù)壁的方式,以確保鉆孔穩(wěn)定性;部分土層分布在地下水位上方,以干鉆較為合適。2.3編錄和描述。(1)施工中做好現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作,并將相關(guān)信息記錄好,如鉆探進(jìn)尺、各層厚度情況;針對(duì)厚度>0.5m的地層,此條件下的地質(zhì)情況應(yīng)做到分層描述;(2)巖石描述除了基礎(chǔ)的名稱、顏色、成分外,還需包含構(gòu)造、節(jié)理發(fā)育程度等深層次的信息。2.4巖芯保留和拍照。地質(zhì)編錄要依據(jù)特定流程有序推進(jìn),為各孔生成相應(yīng)的巖芯彩色數(shù)碼照片,并標(biāo)記好孔號(hào)、終孔深度等相關(guān)信息。2.5勘察報(bào)告綜合評(píng)價(jià)。樁基施工質(zhì)量的評(píng)價(jià)可通過(guò)樁端持力層超前鉆的方式而實(shí)現(xiàn),此項(xiàng)工作由施工和設(shè)計(jì)兩個(gè)單位攜手完成,生成具有參考價(jià)值的地質(zhì)資料,以便給施工階段的設(shè)計(jì)變更提供依據(jù)。實(shí)際施工中,樁端持力層易出現(xiàn)突發(fā)情況,此時(shí)必須做好超前鉆探工作,明確實(shí)際地質(zhì)條件對(duì)施工所帶來(lái)的影響。
3.灌注樁沖孔施工
3.1測(cè)定孔位。平面基點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)是施工中的關(guān)鍵要素,要求建設(shè)單位提供與之相關(guān)的信息;以建設(shè)單位給出的方案為基準(zhǔn),在合理的區(qū)域布設(shè)控制點(diǎn),由此完成平面控制工作,并以工期安排以參考,形成布設(shè)測(cè)量控制網(wǎng)點(diǎn)。3.2泥漿池布設(shè)。以現(xiàn)場(chǎng)施工情況為基本依據(jù)開挖泥漿池,具體應(yīng)布設(shè)在樁基周邊,規(guī)格為4m×3m×1m,以便給后續(xù)灌注樁施工提供支持。3.3鋼護(hù)筒埋設(shè)。基于對(duì)樁位周邊地質(zhì)情況的分析得知,樁位前沿主要分布的是回填土層,此情況下易發(fā)生漏漿現(xiàn)象,并加大護(hù)壁難度,因此設(shè)置壁厚為8mm的鋼護(hù)筒,此裝置深入上部結(jié)構(gòu)的部分需達(dá)到100mm,底部取樁位對(duì)應(yīng)岸坡最大標(biāo)高。3.4沖孔樁機(jī)就位。結(jié)束鋼護(hù)筒埋設(shè)作業(yè)且無(wú)誤后,樁機(jī)就位。以挖機(jī)為牽引設(shè)備,將樁機(jī)轉(zhuǎn)移到樁位周邊區(qū)域,調(diào)整樁機(jī)的姿態(tài),使其底座與頂端都具有足夠的穩(wěn)定性,實(shí)際施工中樁機(jī)不可發(fā)生位移。檢查樁基錘頭鋼絲繩,將其與樁中心對(duì)照,要求二者達(dá)到完全重合的狀態(tài);合理選擇錘頭規(guī)格,以樁徑為基礎(chǔ)減少10~15cm后所得的值則作為錘頭直徑。沖孔作業(yè)時(shí),全程樁機(jī)都要維持穩(wěn)定的狀態(tài),不可發(fā)生傾斜或沉陷等不良問(wèn)題,否則需及時(shí)調(diào)整。3.5泥漿制備。選擇孔底造漿法,若無(wú)明確的設(shè)計(jì)規(guī)定,則要求泥漿比重維持在1.10~1.20,含砂率≤4%。施工全程都要加強(qiáng)對(duì)泥漿的質(zhì)量檢驗(yàn),要求其性能指標(biāo)足夠合理,具有較好的性能表現(xiàn),同時(shí)做好泥漿池的清理工作。針對(duì)回填層和碎石層,此環(huán)境下的工藝參數(shù)可適當(dāng)調(diào)整,泥漿比重在原基礎(chǔ)上適當(dāng)增加,以1.4~1.45為宜。各階段應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工情況靈活調(diào)整性能指標(biāo),使其與設(shè)計(jì)規(guī)范相符。關(guān)于泥漿循環(huán)流程,具體見圖1。3.6沖擊成孔。結(jié)束護(hù)筒沉設(shè)作業(yè)后,利用樁機(jī)做進(jìn)一步處理,調(diào)整沖擊錘的姿態(tài),該裝置中心與護(hù)筒中心對(duì)齊,嚴(yán)格將其偏差控制在±20mm內(nèi)。初期以低錘密擊的方式為宜,錘高控制在0.4~0.6m,且增加片石,輔以泥漿護(hù)壁的方式,全面確保孔壁擠壓具有足夠的密實(shí)性,按照此方式持續(xù)施工,當(dāng)進(jìn)尺達(dá)到護(hù)筒下方3~4m時(shí),可在原基礎(chǔ)上加快速度,此階段的錘高以2~3.5m為宜。沖孔作業(yè)時(shí)加強(qiáng)質(zhì)量控制,孔內(nèi)的殘?jiān)患皶r(shí)排出,此項(xiàng)工作以沖擊1~2m為間隔依次執(zhí)行,并及時(shí)補(bǔ)漿。此外,每沖擊1~2m均要安排技術(shù)人員檢驗(yàn)成孔質(zhì)量,如垂直度、位置等,若存在斜孔等質(zhì)量問(wèn)題需及時(shí)停機(jī),分析實(shí)際情況并采取處理措施。對(duì)于粘土環(huán)境中的鉆進(jìn)施工,較合適的是原土造漿的方式;若遇到厚度較大的砂層,泥漿以膨潤(rùn)土為原材料制得。沖孔要點(diǎn)如下:(1)粘土或粉質(zhì)粘土層:中、小沖程1~2m,泵入清水或稀泥漿,經(jīng)常清除鉆頭上的泥塊,為防粘鉆,可投片石;(2)粉砂或中粗砂:中沖程2~3m,泥漿比重1.2~1.5,投入粘土塊,勤清碴,(3)基巖:高沖程3~4m,泥漿比重1.3左右,勤清碴。如遇基巖面傾陡,回填塊石至巖面以上30~50cm,先低錘密擊待形成平面后正常沖擊,如遇溶洞,采用回填粘土夾片石,低錘密擊沖擊造壁或壓入鋼護(hù)筒護(hù)壁;(4)軟弱土層或塌孔回填重鉆:小沖程反復(fù)沖擊,加粘土塊夾小片石,泥漿比重1.3~1.5。鉆進(jìn)成孔后,向其中下放測(cè)繩(要求其帶有0.5kg的重物),經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)且施工情況滿足要求后,安排監(jiān)理工程師檢驗(yàn),無(wú)誤則進(jìn)入后續(xù)環(huán)節(jié)。3.7檢孔。檢孔器是重要設(shè)備,外徑與設(shè)計(jì)孔徑保持一致,以孔徑為準(zhǔn),取其的5倍作為檢孔器長(zhǎng)度,每鉆進(jìn)5m均要完成一次檢孔作業(yè),若拉緊時(shí)出現(xiàn)了鋼絲繩偏位現(xiàn)象,表明鉆孔效果欠佳,考慮是否出現(xiàn)斜孔等問(wèn)題。3.8終孔、清孔。持續(xù)鉆進(jìn)并滿足設(shè)計(jì)標(biāo)高后則不再進(jìn)尺,略微向上提起沖擊錘,再按照小沖程的方式多次沖擊樁底沉渣,此過(guò)程中通過(guò)泥漿凈化器的作用完成清孔作業(yè),確保沉渣厚度可維持在許可范圍內(nèi),諸如泥漿比重等相關(guān)參數(shù)都要滿足質(zhì)量要求。結(jié)束鋼筋籠安裝作業(yè)后,需安排人員二次清孔,確保孔底沉渣厚度<5cm,通過(guò)適量補(bǔ)充泥漿的方式以避免水頭高度異常的情況。對(duì)于孔內(nèi)水位的控制,應(yīng)設(shè)置在地下水位以上1.5~2m,否則將存在大量坍陷風(fēng)險(xiǎn)。
4.驗(yàn)收
以行業(yè)規(guī)范為依據(jù)加強(qiáng)質(zhì)量控制,本項(xiàng)目的施工驗(yàn)收工作嚴(yán)格依據(jù)《水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》(JTS257—2008)而執(zhí)行,在某道工序施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的情況下不可進(jìn)入后續(xù)施工環(huán)節(jié)。
5.結(jié)束語(yǔ)
基于行業(yè)技術(shù)水平的逐步提高,沖孔灌注樁施工技術(shù)取得廣泛應(yīng)用,但涉及到的環(huán)節(jié)較多,若缺乏合理的施工技術(shù)或是質(zhì)量控制不到位,均容易對(duì)建筑物上部結(jié)構(gòu)造成不良影響。對(duì)此,施工人員需高度注重對(duì)各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制,所選用的施工技術(shù)也應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境相適應(yīng),精心組織施工,以正確的心態(tài)及妥當(dāng)?shù)姆绞矫鎸?duì)各類質(zhì)量問(wèn)題,全面確保鉆孔灌注樁施工質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]JTS257—2008水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[S].
作者:陳茂生 單位:渤海石油航務(wù)建筑工程有限責(zé)任公司