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旋挖钻孔灌注桩塌孔处理技术研究

2022-02-21唐彬

科技信息 2022年5期
关键词:灌注桩处理技术

唐彬

摘要:桩基工程中桩机的挖掘是整个工程的重点,提高工程的质量和工程的施工效率,就采用了旋挖钻孔成桩技术。这个技术主要是利用液压先导控制旋挖钻机的斗式钻头,它是通过自身的压力进入土壤,然后将泥土取出,进行自动化作业,有效节省了人力,提高了工程的质量和施工效率,比传统的灌注桩法更为简单。

关键词:旋挖钻孔;灌注桩;塌孔;处理技术

引言

土建桩基施工中,以不同成孔方式为根据,主要由钻孔、沉管及人工挖孔等灌注桩组成,机械钻孔灌注施工常用于土质类地段。而以钻孔机械钻头是否水层施工为根据来看,包含泥浆护壁成孔及套管护壁等。面对钻孔灌注桩施工中的塌孔事故,为了控制钻孔灌注桩质量,就必须尽快将孔桩塌孔处理。

1塌孔处理方法

1.1多次灌注低标混凝土法

孔位出现较严重的塌孔,旋挖钻机无法开孔。塌方土体用挖掘机清除后,低标混凝土回填,常温下混凝土凝固硬化后强度达到75%,继续用旋挖钻机钻进,如果出现塌孔采取相同的工序进行处理至成孔为止,如此就会有混凝土护壁成为塌孔处的孔壁,以规避塌孔。该方法施工速度快,但需要重复钻孔,会产生更多旋挖钻机费用,成本相对偏高。

1.2冲击成孔法

于塌孔位置处用片石填满并超出1~2m,通过冲孔打桩机的运用成孔。实际冲击中,反复挤压孔壁会使其达到密实,能规避桩孔塌孔的可能。该方法涉及大量片石和多台冲孔打桩机的应用,会有较大增加成本,且施工速度较为缓慢。

1.3下全长钢护筒法

将桩心点预先放出,全场钢护筒送达后,通过长臂履带式挖掘机的应用,结合振动锤将全场钢护筒装夹并与点位对准,振动下沉至适当位置后对桩位复查,在允许范围内控制桩位误差,全场钢护筒内旋挖钻机钻孔至桩底设计标高,将钢筋笼下放并进行混凝土灌注成桩,初凝前借助振动锤拔出长护筒也可以不拔出钢护筒。该方法施工速度较快,但涉及在技术上垂直度偏差的调整,长臂履带式挖掘机的使用、全长钢护筒的制作,会大幅增加施工成本。

2塌孔处理技术应用

2.1土夹石回填后二次成孔

(1)塌孔情况。首根桩成孔到达地面下11m处时,旋挖机耗时20min成孔,成孔深度维持不变,该桩孔可能已塌孔,结合强光电筒发现有孔壁坍塌现象出现在桩孔内地下11m处。该桩孔即刻停止施工。

(2)处理方法。将水泥掺入土石比为6∶4的土夹石中并回填,通过旋挖机钻头的应用,在回填的同时压实,完成回填后间隔2d实施二次成孔,到达该位置时不再有塌孔现象产生,成功完成首根桩塌孔处理。

(3)应用效果。该方法实际运用中,施工简单且方便,处理时间短且造价低,成孔过程发生于较小黏土段的塌孔处理中十分适用。

2.2低强度混凝土回填后二次成孔

(1)塌孔情况。与首根塌孔桩相隔8m处的第2、3根塌孔桩,首根桩塌孔后停止施工,而后开展第2根桩桩孔成孔,此时依旧有塌孔情况出现在成孔中11m位置处,施工即刻停止,第3根桩孔成孔作业开始,但依旧有塌孔情况出现。

(2)处理方法。将水泥掺入土石比为6∶4的土夹石中并回填处理首根桩后,该桩孔采取同样的方法进行处理,土夹石回填后二次成孔到达塌孔位置处,再次发生塌孔现象,此时采取C15混凝土回填处理,回填到达塌孔位置顶部,但仍然会出现塌孔现象。第2根桩不扩孔,在塌孔位置顶部处实施C15混凝土回填的方法失败。之所以如此是因为,混凝土回填时只能到达塌孔位置顶部,无外力施加在混凝土上部,凭借部分混凝土回填自重,基本无法用混凝土将塌孔部分区域全部填充,此时无法充分挤密融合塌孔区域土体为整体,原塌孔位置下方1.5m处的成孔中会再次出现塌孔现象。扩孔第3根塌孔(扩至直径1.5m)后,通过C15混凝土浇筑至孔顶,增加塌孔位置混凝土的挤密力,让塌孔部位区域全部填充。当混凝土强度达到75%强度后,桩机重新进行钻孔,施工通过塌孔位置时不再有塌孔现象产生,成功完成二次成孔处理。

(3)应用效果。该方法工艺简单、施工方便,具有较强的适用性,在旋挖桩施工中产生的诸多塌孔情况中能够发挥良好的应用效果,且具备较高的塌孔处理成功率,值得大力推广、应用。

2.3钢护筒护臂处理技术

(1)塌孔情况。第4、5根桩施工期间,有塌孔现象出现在地面下12m位置处,挖掘塌孔处土质,发现内有较松散的圆粒状砂砾和较厚的回填土,表明此处以往有过该类砂砾土质的回填,该类填土约有5m厚,填土标高-11.0~-16.0m,砂砾土没有压实,欠缺足够的黏聚性和稳定性,且存在较大的滑动性。回填C15混凝土前清除孔内已塌孔土方时,清除不够彻底,持续一段时间的施工后,钻孔依然保持在-12.0m的标高,为了避免施工作业继续会引发大面积塌孔,施工作业立刻停止,通过回填C15混凝土,二次成孔作业在混凝土达到57%强度时开展,成孔后有大面积塌孔情况出现在混凝土回填部位下方2m(地面下14m)处。

(2)处理方法。该桩孔之所以通过多次处理后依旧会发生塌孔现象,基本上是因为该层厚度约为5m的砂砾土层塌孔造成的,为了避免再次发生塌孔现象,需通过相关措施的应用固定5m深度范围内的砂砾层孔壁,或与桩孔分隔,这样能稳定该位置孔壁。通过钢护筒护壁的应用,选择旋挖机向桩孔内垂直压入直径1.2m、长22m的钢护筒,护筒要将砂砾层穿过,到达入岩位置,成孔作业在护筒内开展,成孔至设计桩底标高。在应用了此项技术之后,成功完成了桩塌孔处理作业。

(3)应用效果。钢护筒护壁处理技术在有严重塌孔情况的孔内相当适用,可以用在较为严重的地下水涌水情况、较大流动性的淤泥层和较厚的流沙层、砂砾层。该方法实际应用中不会耗费太长的时间便能完成,且能实现较高的处理成功率。

结束语

總而言之,在当前阶段,旋挖钻机成孔是一项用于成孔作业的施工工艺,面对塌孔现象,在具体处理中应以现场实际情况为根据合理选择处理方案,在对施工进度、工程成本予以综合考虑的基础上,确保塌孔处理方案的科学性、合理性,为桩基顺利施工奠定基础。

参考文献:

[1]贾欣媛,岳大昌,李明,唐延贵.易塌孔地层长护筒+冲抓+旋挖钻孔灌注桩施工工法[J].四川建筑,2021,41(1):239-241.

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