城乡建设工程技术
2013年第20卷 第1期 ·41·
减小冲击钻孔桩混凝土充盈系数的措施
阳慧平
(中国中铁四局集团建筑工程有限公司 230022)
【摘要】冲击钻孔桩灌注混凝土充盈系数过大,浪费了混凝土费用,增加了成本支出。项目部组织“QC”攻关,找出原因,提出对策,减小钻孔桩扩孔、混凝土充盈系数。
【关键词】铁路工程;钻孔桩;扩孔系数;充盈系数;控制;对策1. 工程概况
城际铁路站前I 标管段全长4883米,主要工程项目:某特大桥,全长3284.23m ,钻孔桩853根,共25234米,采用C40耐久混凝土,共21807m 3。地质情况主要位于下蜀区域,自上而下,主要为人工填土、黏土、粉质黏土、淤泥质土、粉砂、粉土、中砂、砾砂、碎石土、圆砾土、(全、强、弱风化)粉砂岩、(全、强、弱风化)粗安岩、(全、强、弱风化)凝灰岩。钻孔桩设计均为嵌岩桩,成孔方法全部采用冲击钻。
2. 术语解释2.1 扩孔系数:钻孔桩实际平均桩径与设计桩径之比。
2.2 充盈系数:钻孔桩混凝土实际灌注与设计灌注数量之比。
2.3 冲击钻孔:采用冲击钻机带动冲击钻头(十字实心锥),上下往复冲击,将钻孔中的土石砸裂、破碎或挤入孔壁中,用泥浆悬浮出渣,使冲击钻头能经常冲击到土或岩层,然后再用抽渣筒取出钻渣造成桩孔,灌注混凝土成桩。
3. 出现的问题
2011年11月份以前,大桥钻孔桩灌注混凝土超设计较多,例如:23-6#,设计桩长28m ,桩径1m ,设计混凝土22m 3,实际灌注混凝土30m 3,超设计达8m 3,调查分析原因:超钻0.227m ,实际桩头加长暂按1.3m ,则按桩径1m 计算应耗混凝土为23.2m 3,实耗30m 3,超设计6.8m 3。则实际
5.3 锤头直径以保证桩径达到1m 即可,截面积:S =30/(28+0.227+1.3)=1.016m 2,
锤头直径达到95~97cm 一般可保证桩径。扩孔系数为:(1.016/0.785)=1.294,扩孔
5.4 检孔器直径一般不与桩径一致,根系数远远超过规定的1.1。
据经验,检孔器外径达到98cm 即可满足要4. 分析原因
求。检控器内箍筋间距加密至2m ,保证过4.1 由于施工人员没有控制好钻进深
程不变形。度,待清孔后测量发现超钻0.227m ,浪费
3
5.5 减小耳筋高度,耳筋到耳筋外距控0.2m 。
制在1m ,且满足混凝土保护层要求。4.2 验标和技术交底规定桩头应加长
5.6 对软弱地基加大填土厚度,填完后1m ,但实际加长1.3m ,超灌0.3m ,浪费
3
应进行碾压夯实,提高地基承载力。0.24m 。
5.7 桩机应经常测量垂直度,桩机倾斜,4.3 验标和技术交底规定桩头应加长
3
影响锤头上下线路,最终造成扩孔。1m ,必须超灌(0.785×1.15)=0.9m 。
5.8 控制桩机的稳定性,桩机调平后,4.4 监理单位要求,锤头直径1m ,实
沿滚轴垫枕木,采用角钢固定、木楔楔紧,测最大处1.02m ,锤头直径不合理。
4.5 检孔器外径1m ,变形处最大1.03m ,保证桩机作业过程中不滑移。
5.9 钻头冲击过程中,宜多拉少松,减检孔器外径不合理、制作不规范。
小锤头撞击孔壁,减小扩孔系数。4.6 设计钢筋笼耳筋至耳筋外距
5.10 出渣后及时补充泥浆,控制泥浆1.03m ,大于设计桩径。
质量,在松散的粉砂、流砂中控制进尺,4.7 地质情况:地表为人工杂填土,以
粘度、胶体率的泥浆。下为粉质黏土、粉土、粉砂、中砂、粗安岩,选用较大的相对密度、
控制清孔时间,时间不宜过长,否则易造其中粉砂层5.8m 、中砂层9.1m ,两者合计
成塌孔或扩孔过大。14.9m ,均位于地下水以下。
6. 结论4.8 地基情况:原为水田,地表夯填土
按照以上对策实施后,我们统计已施0.5m ,经过长时间的桩机冲击作业,表面
工的桩基础,发现混凝土的充盈系数明显发生了局部沉降,加上机械与地面接触主
减小,通过PDCA 不断循环,基本达到了要靠前后两根滚轮。
例如:9-3#,桩径1.0m ,4.9 搅拌站出站混凝土,通过委外称重,我们预期的效果,
桩长31.5m ,设计混凝土24.73m 3,实际基本一致。
5. 制定对策灌注混凝土27m 3,混凝土充盈系数1.09。5.1 严格控制钻进深度,接近终孔前,按对策桩头加长0.8m ,则截面积S =27/应加密测量,确保不超钻。测绳应采用铁(31.5+0.8)=0.836m 2,设计截面积0.785m 2,丝质地材料制成,使用前,应用钢尺检校,扩孔系数为0.836/0.785=1.06,达到了预杜绝不因测绳自身原因影响钻进孔深。期目标。
5.2 桩头加长规范规定不小于1m ,桩头加长主要为了保证桩头的密实度。根据作者简介:曹巢锋,男,1981.4,安以往施工经验,桩头加长可小于1m ,一般徽巢湖,助理工程师,大专。应控制在0.8m 即可,同时考虑便于搅拌站搅拌混凝土计量,桩头加长按0.8±0.2m 。
(接上页)倾角为19°,考虑到该闸门正常情况为一次性下闸使用,况且下闸水头较小,底缘可能出现的负压较小,虽然底缘平缓,对闸门运用影响不大。
四、门槽设计及保护
在工程的泄水建筑物中,1号导流洞布置位置最低,承担着施工期的泄水任务,大量的泥沙、弃渣以及各种杂物从导流洞通过且过流时间长,因此,1号导流洞门槽埋件及闸室段均可能产生冲蚀及磨损破坏,门槽底部也可能沉积有害异物。如何防止门槽段在过流期间不受冲蚀和淤积,是确保封堵时安全顺利下闸的关键,设计必须事先采取防范措施。为此,设计采取了以下措施:
1)门槽体型选用流态较好的Ⅱ型门槽,宽(W )=2400mm,深(D )=1200mm,斜坡比1∶12,宽深比W/D=2,错距比△/W=0.05。
2)门槽段底板及孔口高度内的二期混凝土范围均采用钢板衬砌,以增强门槽段的抗冲蚀耐磨性。
3)施工期间避免向导流洞进口上游河道弃碴。
4)在导流洞过流期间,门槽设置保护填框对其进行保护,并在填框顶部设置了钢盖板。
五、结语
本方法适用于中小型水电站导流洞进水口的封堵施工,特别适用于洪枯流量差大、枯水期时间长的山区河流中小型水电站导流洞封堵施工,可在水利水电工程施工中推广应用。
参考文献
[1]姜加荣. 安徽省霍山县白莲崖水库导流洞封堵施工技术[J].现代农业科学,2009(5):256-257
[2]郑小平,熊增生,彭琳. 班多水电站大型弧形钢闸门启升技术[J].施工技术,2011,40(12):65-66,72
城乡建设工程技术
2013年第20卷 第1期 ·41·
减小冲击钻孔桩混凝土充盈系数的措施
阳慧平
(中国中铁四局集团建筑工程有限公司 230022)
【摘要】冲击钻孔桩灌注混凝土充盈系数过大,浪费了混凝土费用,增加了成本支出。项目部组织“QC”攻关,找出原因,提出对策,减小钻孔桩扩孔、混凝土充盈系数。
【关键词】铁路工程;钻孔桩;扩孔系数;充盈系数;控制;对策1. 工程概况
城际铁路站前I 标管段全长4883米,主要工程项目:某特大桥,全长3284.23m ,钻孔桩853根,共25234米,采用C40耐久混凝土,共21807m 3。地质情况主要位于下蜀区域,自上而下,主要为人工填土、黏土、粉质黏土、淤泥质土、粉砂、粉土、中砂、砾砂、碎石土、圆砾土、(全、强、弱风化)粉砂岩、(全、强、弱风化)粗安岩、(全、强、弱风化)凝灰岩。钻孔桩设计均为嵌岩桩,成孔方法全部采用冲击钻。
2. 术语解释2.1 扩孔系数:钻孔桩实际平均桩径与设计桩径之比。
2.2 充盈系数:钻孔桩混凝土实际灌注与设计灌注数量之比。
2.3 冲击钻孔:采用冲击钻机带动冲击钻头(十字实心锥),上下往复冲击,将钻孔中的土石砸裂、破碎或挤入孔壁中,用泥浆悬浮出渣,使冲击钻头能经常冲击到土或岩层,然后再用抽渣筒取出钻渣造成桩孔,灌注混凝土成桩。
3. 出现的问题
2011年11月份以前,大桥钻孔桩灌注混凝土超设计较多,例如:23-6#,设计桩长28m ,桩径1m ,设计混凝土22m 3,实际灌注混凝土30m 3,超设计达8m 3,调查分析原因:超钻0.227m ,实际桩头加长暂按1.3m ,则按桩径1m 计算应耗混凝土为23.2m 3,实耗30m 3,超设计6.8m 3。则实际
5.3 锤头直径以保证桩径达到1m 即可,截面积:S =30/(28+0.227+1.3)=1.016m 2,
锤头直径达到95~97cm 一般可保证桩径。扩孔系数为:(1.016/0.785)=1.294,扩孔
5.4 检孔器直径一般不与桩径一致,根系数远远超过规定的1.1。
据经验,检孔器外径达到98cm 即可满足要4. 分析原因
求。检控器内箍筋间距加密至2m ,保证过4.1 由于施工人员没有控制好钻进深
程不变形。度,待清孔后测量发现超钻0.227m ,浪费
3
5.5 减小耳筋高度,耳筋到耳筋外距控0.2m 。
制在1m ,且满足混凝土保护层要求。4.2 验标和技术交底规定桩头应加长
5.6 对软弱地基加大填土厚度,填完后1m ,但实际加长1.3m ,超灌0.3m ,浪费
3
应进行碾压夯实,提高地基承载力。0.24m 。
5.7 桩机应经常测量垂直度,桩机倾斜,4.3 验标和技术交底规定桩头应加长
3
影响锤头上下线路,最终造成扩孔。1m ,必须超灌(0.785×1.15)=0.9m 。
5.8 控制桩机的稳定性,桩机调平后,4.4 监理单位要求,锤头直径1m ,实
沿滚轴垫枕木,采用角钢固定、木楔楔紧,测最大处1.02m ,锤头直径不合理。
4.5 检孔器外径1m ,变形处最大1.03m ,保证桩机作业过程中不滑移。
5.9 钻头冲击过程中,宜多拉少松,减检孔器外径不合理、制作不规范。
小锤头撞击孔壁,减小扩孔系数。4.6 设计钢筋笼耳筋至耳筋外距
5.10 出渣后及时补充泥浆,控制泥浆1.03m ,大于设计桩径。
质量,在松散的粉砂、流砂中控制进尺,4.7 地质情况:地表为人工杂填土,以
粘度、胶体率的泥浆。下为粉质黏土、粉土、粉砂、中砂、粗安岩,选用较大的相对密度、
控制清孔时间,时间不宜过长,否则易造其中粉砂层5.8m 、中砂层9.1m ,两者合计
成塌孔或扩孔过大。14.9m ,均位于地下水以下。
6. 结论4.8 地基情况:原为水田,地表夯填土
按照以上对策实施后,我们统计已施0.5m ,经过长时间的桩机冲击作业,表面
工的桩基础,发现混凝土的充盈系数明显发生了局部沉降,加上机械与地面接触主
减小,通过PDCA 不断循环,基本达到了要靠前后两根滚轮。
例如:9-3#,桩径1.0m ,4.9 搅拌站出站混凝土,通过委外称重,我们预期的效果,
桩长31.5m ,设计混凝土24.73m 3,实际基本一致。
5. 制定对策灌注混凝土27m 3,混凝土充盈系数1.09。5.1 严格控制钻进深度,接近终孔前,按对策桩头加长0.8m ,则截面积S =27/应加密测量,确保不超钻。测绳应采用铁(31.5+0.8)=0.836m 2,设计截面积0.785m 2,丝质地材料制成,使用前,应用钢尺检校,扩孔系数为0.836/0.785=1.06,达到了预杜绝不因测绳自身原因影响钻进孔深。期目标。
5.2 桩头加长规范规定不小于1m ,桩头加长主要为了保证桩头的密实度。根据作者简介:曹巢锋,男,1981.4,安以往施工经验,桩头加长可小于1m ,一般徽巢湖,助理工程师,大专。应控制在0.8m 即可,同时考虑便于搅拌站搅拌混凝土计量,桩头加长按0.8±0.2m 。
(接上页)倾角为19°,考虑到该闸门正常情况为一次性下闸使用,况且下闸水头较小,底缘可能出现的负压较小,虽然底缘平缓,对闸门运用影响不大。
四、门槽设计及保护
在工程的泄水建筑物中,1号导流洞布置位置最低,承担着施工期的泄水任务,大量的泥沙、弃渣以及各种杂物从导流洞通过且过流时间长,因此,1号导流洞门槽埋件及闸室段均可能产生冲蚀及磨损破坏,门槽底部也可能沉积有害异物。如何防止门槽段在过流期间不受冲蚀和淤积,是确保封堵时安全顺利下闸的关键,设计必须事先采取防范措施。为此,设计采取了以下措施:
1)门槽体型选用流态较好的Ⅱ型门槽,宽(W )=2400mm,深(D )=1200mm,斜坡比1∶12,宽深比W/D=2,错距比△/W=0.05。
2)门槽段底板及孔口高度内的二期混凝土范围均采用钢板衬砌,以增强门槽段的抗冲蚀耐磨性。
3)施工期间避免向导流洞进口上游河道弃碴。
4)在导流洞过流期间,门槽设置保护填框对其进行保护,并在填框顶部设置了钢盖板。
五、结语
本方法适用于中小型水电站导流洞进水口的封堵施工,特别适用于洪枯流量差大、枯水期时间长的山区河流中小型水电站导流洞封堵施工,可在水利水电工程施工中推广应用。
参考文献
[1]姜加荣. 安徽省霍山县白莲崖水库导流洞封堵施工技术[J].现代农业科学,2009(5):256-257
[2]郑小平,熊增生,彭琳. 班多水电站大型弧形钢闸门启升技术[J].施工技术,2011,40(12):65-66,72