下面是山東利達小型柴油錘打樁機廠家給大家帶來關于灌注樁在水利水電工程的應用,以供參考。
灌注樁在水利水電工程的應用有哪些呢?
1 場地地質情況
某水利工程地質情況較復雜,場地地下水位較高。地層自上而下為雜填土、第四系沖積層,具體場地地質情況如下:人工雜填土呈灰黃、灰黑色,由砂土、碎石、粉質黏土堆積而成,稍濕,呈松散狀,厚1.1 m~4.0 m,平均2.3m,標貫擊數為5.6擊至17.8擊,平均 10.8擊。第四系沖積層根據土性組合可劃分為黏土(粉質黏土)和礫砂兩層:黏土層以黏土為主,偶夾粉質黏土、淤泥質土,黏土、粉質黏土呈可塑狀,局部硬塑,粉土呈稍密狀,淤泥質土。礫砂層呈灰白、灰黃色,局部為粉細砂、中粗砂,偶含黏土,局部地段夾薄層黏土、粉土,厚度0.6 m~7.8 m,平均5.4 m,標貫擊數為2.3擊~22.9擊,平均11.8擊。
經專家研究決定,采用沖擊成孔灌注樁方法進行施工。
2 水下混凝土施工工藝
本工程中采用沖擊鉆成孔,水下混凝土拌制采用先進的凈漿裹石工藝,拌合站集中攪拌,拌合站由1臺JS1000拌合樓和2臺JS強制式攪拌機組成,水下混凝土由4輛容量為8立方米的攪拌車輸送到施工現場,水下混凝土直接倒進導管漏斗,不用設置儲料斗,施工操作簡單方便。
鉆孔灌注樁采用沖擊鉆成孔,自然造漿護壁,導管法灌注水下混凝土成樁。13臺沖擊鉆機同時作業。
沖擊成孔過程中,采用掏渣筒及時清除破碎的碎塊。沖擊成孔完后,泵吸反循環清孔,當泥漿比重降至1.1g/cm3以下,粘度保持為16~17s,含砂率介于1.5~2%之間,最后再采用壓風機清孔,利用高壓氣體把沉渣吹出孔外,由于孔壁比較穩定,清孔比較徹底,清孔效果比較好,一般都能清成清水孔。
當鋼筋籠吊放到位和導管入位后,需重新測量孔底沉渣。清孔完畢后,采用測深錘檢查清孔效果,當清孔比較徹底時,有經驗的施工人員評經驗可以知道清孔的效果,當能感覺到測深錘下落后彈性反彈時,表明清孔效果比較好。
導管采用5mm厚鋼板卷制焊成,直徑250mm,中間每節長2.5m,最下面一節長3.76m,最上面一節1m,連接方式為絲扣連接。導管底端距樁底控制在35~40cm。導管在使用前應做水密、承壓等試驗。灌注水下混凝土前應檢查運輸到現場的水下混凝土性能,不符合要求的水下混凝土不能使用。
工程中采用容量為8立方米的攪拌車進行初灌,首次灌注水下混凝土足夠將導管埋深1m以上。
導管及漏斗連接好后,將鋼板墊放置漏斗底部將底口封住,鋼板墊用鋼索系住,一切準備就緒后即可灌注水下混凝土。當漏斗裝滿水下混凝土后,沖擊鉆機提升鋼索,將鋼板墊拔出的同時,攪拌車加速水下混凝土注入漏斗,使首批混凝土能夠連續灌注。孔口自然返水,導管內與外部水隔絕合要求后,就可連續不斷地進行混凝土灌注。灌注過程中在每次提升導管前應不斷計算和測量混凝土灌注高度,測量孔內混凝土面高度的次數一般不宜少于所使用的導管節數,測量的混凝土面高度要與灌入的混凝土量的折算值相比較,以確定是否有坍孔等情況發生。導管保持2~6m的埋深,一次提管拆管≤6m,提升拆卸時間<18分鐘。在導管外壁設置羽翼防止掛鋼筋籠。
為了確保樁頂質量,在樁頂設計標高以上加灌一定高度,一般為0.5~1.0m左右,以便灌注結束后清除樁頂部的浮漿沉渣。在灌注結束后,對于岸上的鉆孔樁,混凝土初凝前拔出鋼護筒,樁機移位重新開孔施工。本工程大部分樁位于水中,應待混凝土有一定強度后,可以用切割機切除水上部分鋼護筒。工程中鑿樁長度為0.8m,采用空壓機配風鎬鑿樁,樁頭混凝土密實,級配均勻,鋼筋外混凝土厚度均在10cm以上,滿足保護層厚度6cm的要求,樁徑外圍圓順,尺寸滿足設計要求,預留搭接鋼筋長度140cm。
3 施工情況及質量控制
灌注水下混凝土時,應探測水面或泥漿面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度,以控制沉淀層厚度、埋管深度和樁頂高度。如探測不準確,將造成沉淀過厚、導管提漏、埋管過深,因而發生夾層斷樁、短樁或導管拔不出事故。
水下混凝土灌注過程中,應勤檢測混凝土面的高度,根據探測的混凝土面高度和灌入的混凝土數量做相應的計算,檢驗鉆孔樁是否存在局部嚴重超徑、縮徑、漏失層位等,同時觀察返水情況,以正確分析和判定孔內的情況,避免發生施工事故。
嚴格控制導管埋深2~6m,嚴禁施工人員為圖便利而超量灌注、一次拆管數節,要勤探測,及時調整導管埋深,防止埋管過深發生堵管、埋管。
混凝土的超灌量較大,一般混凝土超灌量為10~20%,實際工程中,最高超灌量達27.1%。分析其原因主要有,一是沖孔時間長,孔壁部分發生坍落;二是沖擊鉆機在便橋上作業,在沖擊鉆的沖擊作用下,便橋有顫動,從而擴大了沖擊鉆頭的擺動范圍,造成鉆孔孔徑擴大或不規則。
在正常情況下,水下混凝土在自重作用下順暢向下流動,壓強迅速達到平衡。靜止流體中各點上的壓強都發生了ΔP的變化,則ΔP的壓強變化瞬時傳至靜止流體內各點,即所謂的巴斯噶原理[50]。但是灌注是按攪拌車間斷性灌注,當下一車混凝土向下灌注時,已灌注的混凝土可能發生初凝或堵管。一旦發生初凝或發生堵管,混凝土不能向下流動,導管的受力狀況發生明顯的改變,壓力在底部明顯增大。當發生混凝土流通不暢時,施工人員會提升導管,提升一段距離(大約0.5m)后,讓導管做自由落體運動,混凝土跟隨導管一起向下運動,當導管停止運動時,管內的混凝土已具有一定的運動速度,在慣性作用下,繼續向下運動,當導管承受能力足夠時,混凝土就可以沖出導管,可以繼續灌注下一盤混凝土。然而當導管承受能力不足以抵擋水下混凝土沖擊力時,就會發生導管爆破現象。導管發生爆破的主要原因有:導管使用時間長,磨損銹蝕,使導管壁厚減小,承壓能力減弱;導管焊縫不實,局部有砂眼(小孔),發生應力集中,從而劈裂導管;導管加工不規則,焊縫處有噘嘴。