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港口工程钻孔过程中容易出现的质量问题及解决办法

来源:珠江水运 作者:苏保明.
发布于:2020-10-29 共3341字

  摘要:结合具体工程案例,对钻孔灌注桩工艺出现的护筒冒水、孔壁塌陷及漏浆等问题进行分析,并提出具体解决措施,其中重点围绕项目中出现漏浆现象,提出采用双护筒施工的处治措施,工程实践表明:采用双护筒工艺施工效果良好,值得借鉴。

  关键词:钻孔灌注桩; 漏浆; 双护筒;

目录

  1.工程概况............................................1

  2.钻孔过程中容易出现的质量问题............................................2

  2.1护筒冒水............................................3

  2.2孔壁坍陷............................................3

  2.3漏浆问题............................................3

  3.解决措施............................................4

  3.1护筒冒水解决办法............................................5

  3.2孔壁坍塌解决办法............................................5

  3.3双护筒............................................5

  4.施工效果............................................6

  5.结束语............................................7

  文内图表............................................8

  图1双护筒施工工艺示意图............................................8

  参考文献............................................9

港口工程

  1. 工程概况

  纳米比亚国家油(汽油)储备、油码头、陆域和管线设施F I D I C EPC工程项目底部构造全为灌注桩,该项目灌注桩有直径1.2m桩和直径1.5m桩两种,其中直径1.5m桩主要为靠船墩、系缆墩桩(4#系缆墩除外),共82根,剩余桩全部为直径1.2m桩430根。灌注桩施工前先做比设计桩径大0.1m钢护筒开孔,正常桩采取回旋钻开孔+冲孔钻跟进冲孔施工的方法施工,1#、2#泊位桩采取双护筒+冲孔桩跟进施工方法。1#、2#泊位由于疏浚原因,中硬岩层上泥沙覆盖层较浅,钢平台钢管桩及灌注桩钢护筒入泥深度较浅,一方面钢平台稳定性不足以保证履带吊上平台辅助灌注桩施工,项目利用达到强度的工程桩来对钢平台钢管桩进行连接加固,并逐步向远端推进,顺利解决了履带吊上平台辅助灌注桩施工的安全隐患,保证了灌注桩施工质量及工期。

  2. 钻孔过程中容易出现的质量问题

  2.1 护筒冒水

  护筒外壁渗水,严重的会造成地基沉降,护筒倾斜或移位,造成钻孔偏斜,乃至无法施工。由于施工环境复杂,施工人员素质不一,都可能造成护筒冒水的情况发生。其中主要的原因就是埋设护筒的四周封土不严,或护筒水位差距太大,施工过程中钻头起落时的造成的碰撞。

  2.2 孔壁坍陷

  孔壁塌陷是钻孔时一种多见的情况,而且也是一种比较常见的质量问题,这种情况的形成主要是泥浆漏失以及气泡的存在而产生的。通过大量的对比研究后,很多情况也会造成此类情况的发生,具体可以分为以下几个方面,即:泥浆护壁不达标、土质流失过于严重以及护筒内水位太低等。在钻孔灌注桩施工的过程中,必须熟练的控制钻孔的操作速度,判断科学的灌注时间,不然将会致使孔壁塌陷的情况发生,致使人力物力的浪费。

  2.3 漏浆问题

  从大量的施工经验上看,漏浆基本上均是出现在护筒倾斜或移位的时候,更有甚者则会致使地基沉降,对工程的施工产生不良影响。施工中涉及的环节很多,除了钻孔问题,钢筋笼上浮以及断桩等,均会影响整体的工程建设。本项目施工中尝试边冲孔边跟进护筒、用浇筑砂浆或混凝土对漏浆进行封堵,均不能解决护筒漏浆问题,就是因为1#、2#泊位疏浚原因,钢护筒覆盖层较浅,按正常工序下护筒冲孔施工,施工过程极易漏浆不能解决根本问题。

  3. 解决措施

  随着经济的不断发展及技术水平的不断提高,对港口工程的质量要求也日益提升。钻孔灌注桩施工的质量对整个港口安全的质量有着至关重要的作用,而钻孔灌注桩法又被港口工程所广泛应用。为了确保港口工程的能够取得良好的经济效益,需针对上述施工常出现的问题采取相关解决方案,以保证工程的顺利施工。

  3.1 护筒冒水解决办法

  根据实地情况选用最佳含水量的粘土填埋护筒时,坑地与四周要分层夯实。选择合适的高度对护筒开孔,使护筒内保持1.0~1.5m的水头高度。开孔时注意不要碰撞护筒,以免造成渗水情况。一旦发现渗水,立即停止作业,根据现场情况用粘土在护筒四周填充加固,假如护筒快速沉降或位移时,应当重新安装护筒。

  3.2 孔壁坍塌解决办法

  在地表土层松散的情况下,应适当埋深护筒,周围使用优质粘土填充护筒四周,用高质量的泥浆灌注,采用科学的方法提高泥浆的比重和粘度,保证筒内泥浆水位高于地下水位。在挪动和吊装钢筋笼时,避免碰撞走形,安装时要对准预留孔位,需要加长钢筋笼时要加快焊接时间,尽可能的缩短沉放时间。安装完毕后,3h内必须完成灌注,并控制混凝土的灌注时间,在保证施工质量的情况下,尽量缩短灌注时间。

  3.3 双护筒

  双护筒施工工艺能够很好地解决漏浆问题。其施工程序是:在设计桩位先打比正常灌注桩护筒直径多20cm的大护筒,在大护筒内用常规手段冲孔钻进,完毕后清除废料,冲进至硬层2~3m并清除废料,由专职人员测量记录孔底标高,下放正常钢护筒直至孔底,双护筒下放时必须保证护筒的竖直度,小护筒下放到位后用专用设备灌注水泥砂浆,并反复振捣夯实,砂浆灌注高度为设计施工设计高度,完成后密封孔底,为保证密封效果,尽量超灌1m,静置1d,再按正常灌注桩冲孔施工组织施工。双护筒有效的解决了浅覆盖层漏浆问题,保证1#、2#泊位灌注桩顺利完成。施工示意图如图1所示。

  (1)钢护筒制作。为了减少护筒震埋时的阻力,而油码头钢护筒分为直径1.6m护筒和直径1.3m护筒两种护筒,桩径为1.5m的灌注桩采用材料厚度为δ=10mm的Q235钢板,护筒直径为1.6m;桩径为1.2m的灌注桩采用材料厚度为δ=8mm的Q235钢板,护筒直径为1.3m.每节护筒间焊接采用坡口焊,减少震埋阻力。每节钢护筒半成品长度为10m.每节护筒焊接完成后须对每道接长焊缝进行加强焊,每道焊缝加焊4块200mm×100mm×8mm钢板。运往灌注桩施工现场,之前要先由质检人员须对钢护筒的直径、曲率和焊接质量进行验收,验收合格后形成产品合格证书,钢护筒的制作过程中转运、半成品堆放均由叉车配合汽车吊装完成。

  (2)钢护筒下放安装。汽车将其吊装至拖车之前要测量放线完成后,才能转运。为了方便上与下节护筒对接,履带吊吊起第一节护筒插入测量定好桩位中,并缓慢下放至护筒顶端高出平台高度为1.5左右,在护筒上焊接四个[20槽钢作为限位牛腿将护筒悬挂于平台。吊装下一节护筒时,要拆除限位牛腿吊丝扣才能进行下一步程序。为了满足规范要求第二节护筒吊装须采用85t履带吊悬挂90KW振动锤进行对接,对接时须用2m靠尺检验相邻护筒连接处,每个连接处按等边三角点选取三个点进行检验,保证两节钢护筒的直线度满足桩基竖直允许偏差值1/75,即偏差(3)为了不

  (3)为了不出现漏浆、塌孔现象,根据油码头所处地理特点,灌注桩护筒须下放至护筒外覆盖层5m以上才能保证正常冲孔过程安全稳定,开启振动锤缓慢沉降钢护筒,若第2节护筒接长沉降后护筒外覆盖层厚度不够5m,则加长护筒并沉降至规定深度,沉降过程中使用定位架。

  4. 施工效果

  为了很好的解决灌注桩漏浆问题,本工程先下放比设计桩径大20cm钢护筒并在后续作业中钻孔超过中硬层2~3m后下放比设计桩径大10cm正常护筒并利用砂浆填充中硬岩层中新冲出的2~3m及双护筒间空隙,以密闭固结双护筒间的缝隙,放置1d后砂浆强度满足平衡护筒内泥浆压力和冲锤冲击产生压力。利用工程桩加固平台后,平台稳定性足以支撑履带吊辅助灌注桩施工,膨润土、钢筋笼等材料可以直接由钢栈桥运送至灌注桩施工平台,无需用驳船海上转运,节省一艘吊机驳以及材料运输驳,灌注桩施工及材料运输均不受海上风浪情况影响,同时混凝土灌注也由海上搅拌船提供转为岸上搅拌站供应,搅拌船可提供上部结构混凝土或做应急备用,很好的保证灌注桩混凝土浇筑。

  图1 双护筒施工工艺示意图  

  5. 结束语

  工程桩加固钢平台前须确保工程桩强度达到设计强度,而双护筒施工工艺则须确保双护筒下放后的砂浆封闭,加固质量及冲进加固深度,可以有效地保证浅覆盖层的施工钢平台及灌注桩施工质量,为以后的类似工程提供了可靠的数据支持。

  参考文献
  [1]刘建东。港口码头工程钻孔灌注桩施工技术及其质量控制[J].工程建设与设计,2020(10):225-226.
  [2]杨磊。港口工程中钻孔灌注桩施工工艺分析[J].珠江水运,2019(19):95-96.

作者单位:中交上海航道局有限公司
原文出处:苏保明.港口工程中钻孔灌注桩质量问题及解决办法[J].珠江水运,2020(17):72-73.
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