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灌注桩施工工艺

发布时间:2021/7/2  新闻类别:行业动态 点击次数:427

1.1 地形地貌


厂址所在区域地处陕北黄土高原和毛乌素沙漠的接壤地带,地貌单元属毛乌素沙漠东南部边缘地带固定沙丘。场地地形起伏较大,由东北向西南逐渐降低,地面标高1171.66~1186.63m,相对高差14.97m。


1.2 场地水文地质条件


该地区属于北纬带半干旱草原气候,地貌上可划分为风沙区、黄土丘陵沟壑区和河谷阶地区。厂区地下水类型为潜水,主要靠大气降水补给,水位年变幅约1.0~2.0m。


1.3 场地地层结构


1.3.1 (1)层细砂素填土(Q4ml):褐黄色,稍湿,松散,主要成分为细砂,土质均匀,底部见多量杂草和植物根系。


1.3.2 (2)层细砂(Q4eol):褐黄色,稍湿,松散,主要成分为石英、砂质均匀,结构松散,磨圆度差,颗粒级配差。


1.3.3 (3)层细砂(Q4eol):褐黄色,湿~饱和,稍密,主要成分为石英、砂质均匀,结构松散,磨圆度差,颗粒级配差。


1.3.4 (4)层细砂(Q4eol):黄褐~黄灰色,饱和,中密~密实,砂质均匀,以石英、长石为主,磨圆度差,颗粒级配差。(4-1)层细砂(Q4eol):灰~深灰色,中密~密实,饱和,含少量有机质,砂质较纯,级配差,颗粒以长石、石英为主。


1.3.5 (5)层新黄土(Q3eol):褐黄~黄褐色,可塑,含少量氧化铁,手捻有砂感,土质均匀,偶见姜石和针状孔隙,见钙质条纹。(5-1)层细砂(Q3eol):褐色,密实,饱和,含少量黏性土,稍具可塑性。


1.3.6 (6)层老黄土(Q2eol):棕红色,硬塑,土质均匀,见铁锰氧化物斑点。


1.3.7 (7)层全风化砂岩(K):棕红~紫红色,岩芯呈密实细砂状,采取率大于90%。该层风化不均,分布不连续。


1.3.8 (8)层强风化砂岩(K):棕红~紫红色,岩芯呈块状,短柱状,采取率大于90%。场区普遍分布。


1.3.9 (9)层强风化泥岩(K):棕红~紫红色,岩芯呈坚硬黏土状,岩芯采取率大于95%。场区普遍分布。


1.3.10 (10)层中风化砂岩(K):棕红~紫红色,岩芯呈长柱状,一般长度为10~20cm,大长度约为45cm,岩芯采取率大于95%。该层勘察深度未穿透。


1.3.11 (11)层中风化泥岩(K):棕红~紫红色,泥质结构,层状构造,岩芯呈长柱状,一般长度20~30cm,大长度约为40cm,易干裂。该层勘察深度未穿透。


1.4 成孔方法选择


桩基采用旋挖成孔灌注桩,考虑到工程进度比较紧张和环保要求等因素,通过对现场地质情况的分析,采用国内目前应用广泛的250型旋挖钻机。


2泥浆的重要性


规范要求泥浆的比重控制在1.15~1.20g/cm3之间(用比重计测,清孔后在距孔底50cm处取样),泥浆的粘度18~22Pa·s,泥浆的含砂率应不大于4%。钻孔泥浆质量差将造成以下后果:


(1)无法形成护壁泥膜或形成泥皮粘附力差,易于脱落,导致孔壁稳定性差,易塌孔和缩颈。


(2)泥浆的稠度大,比重大,含砂率高,形成的泥皮质量差,厚度大,降低桩的侧摩阻力。


3应用研究


在本工程中复杂地质条件下,需要较大粘度的泥浆达到稳定的护壁效果,彻底解决钻孔过程中的塌孔问题,同时,要求钻渣沉淀速度快,确保桩身质量。经过反复对比研究,决定采用化学聚合物泥浆。本工程中采用化学聚合物泥浆。


3.1 泥浆配制


旋挖取土成孔中,静态泥浆作为成孔过程的稳定液,主要作用是护壁。化学聚合物泥浆主要由高分子聚合物水解后形成。由于泥浆聚合物分子量一般高达2000万以上,水解后分子链扩散并会与其他分子链重新连接,故会形成较为粘稠的近似糊状的泥浆,能够大限度地粘住并沉淀钻屑。该泥浆体系能对孔壁提供压力,防止在不稳定地层中钻孔的坍塌;同时大化旋挖钻的装载能力,提高掘进速度。


3.2 性能指标


化学泥浆的性能指标为:泥浆比重(g/cm3),指标1.0,粘度(Pa·s)35,pH值8.0~11.0,含砂量(%)≤0.5。


经工程师确认后,可用盐水配浆,泥浆的密度允许增大至32kg/m3。泥浆检测时,泥浆的温度应大于4℃。


3.3 旋挖钻进成孔


3.3.1 在护筒内注满泥浆后,开始钻进,钻进过程中要不断补充泥浆,使孔内水头高度始终保持不低于护筒高度的1/2,以防止压力失控导致坍孔。


3.3.2 钻进结束后检测孔径、孔深、垂直度,验收合格后进行下一道工序。


3.4 二次清孔


由于化学泥浆本身的快速沉淀钻屑性能,在成孔时孔内悬浮钻屑就已经非常少了,所以在钢筋笼后测量沉渣厚度均不超过10cm,根据实际情况可不进行二次清孔,有效提高了成孔效率和成桩质量,体现了与粘土造浆以及膨润土泥浆的不同。


另外化学泥浆并不在孔壁上形成厚的泥皮,且泥浆体系中不含钻屑,所以能够有效地提高摩擦承载力。


3.5 化学泥浆应用效果


采用化学泥浆后,再也没有出现过塌孔现象,旋挖成孔速度明显加快,一般可以达到10~12小时成一根桩。同时,成桩质量也有明显提高。通过检测,使用化学泥浆成孔的桩97%以上达到了I类桩标准。


 
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