旋挖钻机施工质量的有效控制及其故障的排除
旋挖钻机钻孔前的质量控制
按《工程测量规范》准确施放桩位后,按照有关规范要求埋设护筒。如果桩孔在陆地上,一般采用钻机挖坑法,比较简单易行;如果桩孔在水上,则护筒埋设采用锤击打入或钻头压入的方法,比较快捷稳妥,前提条件是均要在护筒外及护筒上口作好桩中心十字定位标记,以便钻机对中。钻机对中时,比较容易忽视的就是钻机底座的水平问题,旋挖钻机有自动液压调整装置,要时常注意用经纬仪校正钻机。但应观测调整钻机的水平和钻杆的垂直度。[1]
旋挖钻机钻孔过程中的质量控制
首先应根据桩位的地质情况、选用合适的钻机型号及钻头。孔深时,应采取减压钻进,即孔底承受的钻压不超过钻杆、钻头和压块重量之和,以避免和减少斜孔、弯孔和扩孔现象。应注意钻进的连续性。因故停钻时,应将钻头及钻杆提升至孔外以防埋钻。发现异常情况,如塌孔、进尺异常等问题,应仔细观察分析,查明原因和位置,及时与技术、监理、设计单位取得联系,采用相应的对策。掉钻落物应及时打捞出孔,以免被孔内沉渣埋没。[2]
旋挖钻机成孔后的质量控制
钻进快到设计孔深时,准确测量孔深。达到设计孔深后,起钻移开钻机,然后清孔。清孔用泥浆比重应逐渐变小,具体达到什么状态应视实际情况而定。如地层容易坍塌时,泥浆比重可适当大些,但泥浆比重过大会造成灌注困难。地下水位低时应及时补充泥浆,保持孔内水头高度,经常检测泥浆指标,泥浆比重达到1.1～1.3范围内,及时起钻。下入探孔器验收孔径,然后快速安放钢筋笼,尽可能缩短浇注前的操作时间,减少沉渣。严禁用超钻的方法代替清孔,因为这将会极大地降低桩端的承载力,也容易因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。安放钢筋笼时,应注意检查钢筋笼的焊接质量,孔口对接钢筋,为节省时间,应派两个焊工同时工作。保证钢筋笼的焊接质量,才能保证安放时不变形。安放时准确固定钢筋笼的位置,为了保证钢筋笼中心与桩孔中心保持一致,在钢筋笼外侧分段设置钢筋笼保护垫块。下导管前,对导管的连接进行水密试验,并记录各节长度和编号,便于浇注过程中的长度计算。
浇注前的质量控制
浇注前的质量控制首先是混凝土组成材料的准备工作。包括黄砂过筛,水泥、添加剂拆封,石子冲洗等。其次是对各种机械设备的检查,包括搅拌机、泵车、输送泵的试运转,如果是翻斗车运输,料斗上料,则还应检查翻斗车的性能,料斗支架的牢固、顺滑程度。导管在每次浇灌完成后立即冲洗干净,浇灌前的连接应分清编号及长度,以免影响计算导管埋深。《规范》要求首批混凝土的灌注量应能满足导管初次埋置深度≥0.8 m,因此应准确计算料斗、漏斗的容量,容量不够的,及时采取措施加以调整,确保足够的首批混凝土灌注量。另外,也要检查漏斗底口的隔水设施是否完好可靠,以免因操作的疏忽而导致导管进水或堵管。浇注前,测量孔底沉查厚度,如果大于规定值,必需二次清孔。
浇筑过程中的质量控制
根据经验,为提高首批混凝土的和易性与流动性,使以后浇灌的混凝土容易上升,可适当增加水泥用量。若首批混凝土的初凝时间早于灌注全部混凝土所需的时间,则可在首批混凝土中加入缓凝剂。检测混凝土的坍落度,并使之控制在180～200mm的范围内。混凝土浇灌过程中,最重要的就是控制导管的埋深,《规范》要求在2～6 m范围内。埋深过小会使管外混凝土上部的泥浆卷入混凝土形成夹泥;过大则会使混凝土不易流出导管翻浆,会造成混凝土不均匀上升,靠近导管处混凝土面先升高,远离导管处混凝土面后升高,先升的混凝土到一定程度水平扩散并下沉,出现死角区,使泥浆和混凝土混合物填充在死角区,造成桩身夹泥,钢筋保护层不足50mm,钢筋的握裹力不足,影响桩身质量。[3]提升导管的原则是:①每次卸掉的导管长度应和浇入桩孔的混凝土上升高度相对应;②必须保证导管埋深在2～6 m范围内。因此,在每次下料后,都应准确测定混凝土面的上升高度,计算导管埋深,作好记录,从而确定拆卸导管的节数,防止导管拔出混凝土面而造成断桩。在混凝土浇至钢筋笼底端位置时,应放慢混凝土浇注速度,待混凝土面进入钢筋笼一定深度后,再提升导管,使导管底口高于钢筋笼一定距离再继续灌注,防止钢筋笼上浮。当灌注将至设计标高时,泥浆比重增大,混凝土灌注困难,可用水冲法稀释泥浆,提高灌注落差,泥浆比重大容易造成误测,造成混凝土欠灌。灌注时超灌0.5～1.0m,以保证桩顶的混凝土强度。
旋挖钻机故障排除
旋挖钻机钻孔过程中的塌孔、卡管、导管进水掉物等故障,可分别采用回填重钻、淤泥吸拔、叉钩打捞等方法,开工前和交接班时认真检查,有的事故是完全可以避免的。
卡管、堵管卡管、堵管比较常见,原因有混凝土和易性流动性差、粗骨料级配不好、导管进水等造成混凝土离析卡管,由于各种机械故障引起混凝土浇筑不连续造成砼在管中停留时间过长而堵管等。排除的办法有:
在导管上安装附着式振动器,锤击导管法兰,吊绳上下抖动,导管上下抽动等皆可疏通。
若卡管堵管位置在导管上口不远,可用Φ16以上的钢筋直接冲捣。
在导管外加焊铁板,利用导管下落时铁板与其卡座的撞击振动疏通。
导管进水,其原因有导管进水;首批灌注量不足或导管口提升过高以至无埋管;误测导致导管提升至混凝土面外。解决办法:第一种原因造成的进水,应加强导管气密性的检测,更换导管密封圈。第二种原因造成的进水,将孔内混凝土吸出,清孔后重新灌注。第三种原因造成的进水,可采用重插法。即重新插入混凝土中,用泥浆泵抽出管内的泥浆,再重新浇灌混凝土。其前提条件是表面混凝土没初凝,若没埋深,但导管内有混凝土面而没进水,则插入重浇,但有可能造成夹层,应注意测试。若灌注离桩顶不远时进水,可在开挖后埋入护筒,清除沉渣及软弱混凝土,安装模板浇筑混凝土至设计标高。
导管拔不出或拔断导管拔不出或拔断,其原因有埋深过大、停待时间过长、导管连接不紧等造成混凝土初凝。处理办法有:
加强测量,控制埋深。
若导管断在混凝土中,则继续浇筑,不会影响桩身质量;若导管断在混凝土外,混凝土初凝前则采用重插法,重新安放导管,设置隔水栓二次浇筑。若用上述方法处理无效时,应及时将导管拔出,将已灌的混凝土吸出,抽出钢筋笼,重新清孔,安放钢筋笼,灌注混凝土。
补桩分两种
原桩位上补桩,高速公路及桥梁上多见此种情况。使用冲击钻机将钻孔中的钢筋笼和混凝土砸掉,重新清孔、下笼灌注。
原桩位报废,一般要对称补两根。
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