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水利工程基础处理方法分析

2013-04-09□陈

水利科学与寒区工程 2013年8期
关键词:喷粉搅拌机管桩

□陈 勇

一、灌浆技术在基础处理中的应用

灌浆是将相关材料配制成浆液,通过机械设备把浆液灌到缝隙或者地层,经过固化之后,达到防渗堵漏或加固地层的效果。在基础处理中,规范技术要求下,灌浆孔的深度要大于60 米,并要求进行孔斜测量,通过实际施工工程情况确定孔底偏差的最大允许值,但不得大于孔距。钻进深孔时,其偏差要控制在20 米孔深以内,并对深孔每段进行测斜。采用从上到下的封闭法进行灌浆,在灌浆结束后进行钻进,标准的屏浆时间是30 分钟。岩层渗透量较大时,采取的处理方法是通过屏浆提高灌浆质量。另外,还需将灌浆的起始压力控制好,以进一步提高灌浆质量。

二、粉喷桩技术在基础处理中的应用

粉喷桩也被称为深层搅拌粉体喷射法,主要用于软土地基的加固。此项技术需用水泥、石膏等作为固化剂的主要材料,以深层搅拌机械作为手段,在加固的深度内将软土和固化剂拌合在一起,使软土硬结后更具有整体性和稳定性,这是地基处理的常用方法。

(一)粉喷桩总流程

该项技术的主要流程如下:用地面整平机整平将要施工的路段,选取粉喷桩的钻机位置,然后将钻杆往地面下方推进,并用喷粉机喷粉同时反复搅拌。上述流程完成后,可以将钻杆从钻孔中撤出,将粉喷桩钻机调整到适当的位置,之后再开始进行钻孔工作。在达到钻进深度之后钻头要慢慢提升,一边提升一边喷射干水泥粉并进行搅拌。

(二)主要机械设备

一般情况下,粉喷桩施工设备由搅拌机械和配套设备两部分组成。搅拌机械包括潜水电机、行星齿轮减速器、成套搅拌轴和搅拌头、输浆管及单向球阀,配套设备包括灰浆搅拌机、集料斗、灰浆泵、电气控制柜。

(三)相关技术要求

1.桩位。按各分区粉喷桩布置进行测量放线,定位误差不超过5cm,施工前在桩中心插桩位标,施工后将桩位标复原,以便验收。

2.桩顶、桩底高程。桩顶高程为地表下50cm,施工时应确保桩底、桩顶达到设计高程。

3.桩身垂直度。桩身垂直误差不超过1.5%,施工时应用水准尺或其它方法检查导向架和搅拌轴的垂直度。

4.桩身水泥掺量。粉喷桩水泥掺量为70.56kg/m³,第一次掺量0~50kg/m³,在初次搅拌均匀后,立即掺入余下的水泥。施工时,应按设计要求检查每根桩的水泥用量。

5.外加剂。按水泥用量的10%掺加石膏粉,施工时应将石膏粉与水泥搅拌均匀。

6.搅拌头上提与喷粉速度。搅拌头上提时进行均匀喷搅,建议提升速度控制在0.5m/min 以内,提升到设计停灰标高后,慢速原地搅拌1~2min。

7.重复喷搅。为保证每个加固土层的水泥用量达到设计要求,并保证桩粉体搅拌均匀,须再次将搅拌头下沉到设计深度进行复搅,其提升速度仍应控制在0.5m/min 以内。

8.喷粉的均匀性。应有水泥用量自动计量装置,随时指示粉喷过程中的各项参数,如压力、粉喷速度和喷粉量等。

9.防护。喷粉至地表1~2m 时,应无大量粉尘飞扬,必要时在孔口处加防护罩。

10.施工记录。施工记录应有专人负责,必须详细记录搅拌机每m 下沉或提升的时间,记录来灰与停灰的时间,记录时深度误差不得大于5cm,时间误差不得大于5min。

11.前台与后台。前台操作与后台供灰应密切配合,联络信号必须明确,前台搅拌机喷灰提升的次数和速度必须符合设计文件要求和施工工艺,后台供灰必须连续,一旦因故停灰或供灰数量显示异常时,必须立即通知前台。为防止断桩或缺灰,应将搅拌机下沉至停灰点以下0.5m,待恢复供灰时再喷灰提升。

三、预应力管桩在基础处理中的应用

水利工程基础处理中,预应力管桩应用主要包括先张法与后张法两部分,其作用不尽相同。预应力管桩沉降具有多种方式,包括静压沉降、震动沉降以及射水沉降、锤击沉降等,但一般常用的为静压沉降和锤击沉降。其中,静压法是利用桩机,通过施加一定的压力在预应力管桩上,将其压入到地面中。而锤击沉降法具有较快的施工速度,且施工质量高,因此得到了广泛应用。此外,施工结束后,还需对桩进行检测,检测方法包括桩基高应变及低应变两种。

预应力管桩具有以下作用:管桩长度不会受到施工所用机械设备的影响;预应力管桩对于持力层变化适应性强;预应力管桩抗击打性能及穿透性能高,适用于不良基础处理。

四、锚固法在基础处理中的应用

对于坚硬但存有裂缝的岩质斜坡上,可以使用锚固法增加抗滑力以及对危岩进行固定,使用的材料主要是预应力钢筋以及锚栓。在危岩上钻孔,等达到一定深度之后插入锚栓,将楔子打入,用水泥砂浆将其末端固定,然后在地面使用螺母固定。将钢筋末端固定后要施加预应力,这是为了防止滑面底下的稳定岩体拉裂。事先需要通过抗拔试验,确保锚固末端达到滑面以下一定的深度,并且相邻锚固孔的深度不同。根据坡体稳定计算求得所需克服的剩余下滑力,并以此来确定预应力大小和锚孔数量。除了上述的锚固手段,还有采用中空钢管,顶部一段采用多空管,进行预注砂浆,形成砂浆锚杆。该方法有利于对山区水利基础进行特殊处理,可降低工程难度、减少工程量,达到维持地基稳定的作用。

五、建立质量保障体系

建立质量保障体系,强化监管,可以有效提高水利工程基础处理质量。在水利工程基础处理中,一个结构完善、指标明确的质量保障体系,有利于对基础处理质量的控制。质量保障体系的确定,不仅有助于全面开展质量管理工作,实现对全过程和全体人员的质量控制,还可以深入到施工过程的各个环节,督促施工组织严格按照批准的设计、施工图纸和有关规范进行施工,通过培训,使技术人员能够熟练掌握和运用新材料、新工艺。另外,还要加强监管,对施工信息进行真实的记录,对水利基础处理中的关键问题做到及时检查、随时抽查。

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