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1、试议水利工程中灌注桩施工工艺论文.freel3/min);F——环状间隙面积(m2);V——冲洗液上返返速度(m/s)。以灌注桩钻进设计孔径为500mm、钻杆直径为89mm、环状面积以0.2m2计算,在采用泥浆泵的最大泵量600L/min时,其泵量使得粘土粉上返的速度是非常缓慢的,远小于小口钻探的泥浆的上返速度0.3m/s。1.2.2钻进转速由于灌注桩孔的钻进多为粘土层的钻进,粘土层的强度与硬度等力学参数较小,钻具易刻取粘土,所以为了保持钻进稳定,减小钻进的扩孔率,必须采用较小的转速钻进。二、灌注混凝土的配制2.1混凝土减水剂的应用根据目前的资源情况和外加剂性能的特点,在灌注桩混凝土的配制中
2、使用的减水剂多为MF复合剂。其能使混凝土在满足性能的基础上,还具有高流态、较高抗冻的特点。2.2灌注桩混凝土的配制灌注桩混凝土的配制与建筑混凝土相比具有特殊性,其必须具有较高的流动性,同时还应考虑受到泥浆的侵蚀作用而影响混凝土的性能。因此,在配制时建议采取以下技术措施。2.2.1加大设计配合比混凝土配制强度Rp采用大于设计标号R的50%的配合比。不仅总平均值要满足设计标号,还应满足95%的强度保证率。强度离差系数Cv取0.2,查配制强度与设计标号之比的关系曲线可得Rp/R=1.5,即Rp=1.5R。当R=200MPa,则Rp=1.5×200=300MPa。2.2.2选择适合的材质(1)添加改
3、善混凝土性能的处理剂。例如,添加具有表面活性剂化学性质的MF高效减水剂改善混凝土的性能。(2)增加含砂率。砂率对混凝土流动及粘聚性有较大影响。一般参数为:比重为2.60,细度模数为2.89,吸水率为2%,含砂率为50%。(3)加大混凝土的水泥含量。按建筑用混凝土配比最小水泥含量的二倍进行配制:即225×2=450(kg/m3)。2.2.3确定适合的水灰比水灰比满足以下方程:Rp=aRc(C/Pa;a、b——试验系数,分别为0.5、0.58;Rc——水泥标号,取425水泥;C/至21cm能满足灌注桩要求,本次取坍落度为19.3cm。Gv=10/3(S+K)式中,Gv——混凝土用水量(kg/m3
4、);S——坍落度;K——试验常数。当碎石粒径为30mm,K=50.75时,用水量为234kg/m3。三、灌注桩的灌注3.1灌注桩孔的清孔首先利用捞沙卵石的钻头将桩孔内的沙卵石捞出,然后泥浆循环清除孔内的粘土。并且减小孔内泥浆的比重,从而保证在灌注混凝土时,混凝土能顺利地进入孔底,挤压出泥浆。清孔后的泥浆比重一般为1.14。3.2混凝土的灌注灌注之前应进行试灌。在灌注过程中,混凝土将受到泥浆挤压的反作用、导管与混凝土的摩擦阻力,此时混凝土必须以大大超过泥浆的反作用压力才能将孔内的泥浆挤压出孔口。在灌注过程中,导管提升速度要慢,使得混凝土有足够的时间克服摩擦阻力下降。同时使泥浆具有排出的通道,否
5、则,桩基的泥浆的作用下将会出现缩径、夹泥的现象。提升导管时,导管内保留的混凝土要有绝对的压力与泥浆的压力抗衡,以防止泥浆进入导管内。一般导管内的混凝土柱保持在3m至4m长之间。四、成孔过程中易遇到的问题4.1缩径4.1.1缩径产生的原因在钻进过程中,地应力沿较软岩层释放,因而造成缩径。在钻进过程中,钻进压力大,钻速过快,使得钻头很快穿过淤泥、淤泥质土层。当钻速过快时,淤泥便从钻孔周围流向钻孔内,导致其侧压力与孔内泥浆力达成平衡,发生缩径甚至卡钻。4.1.2缩径的防治较为有效地防治缩径的方法有:①实行严格的管理,钻机由有经验的机长专职操作,其它人员不得随意操作;②在钻到淤泥或淤泥质土层时,投入
6、粘土泥膏,使钻机钻进压力减为零;③钻速减慢让钻机在无油压状态空转。为确保钻孔无缩径现象,在成孔完毕后应在易出现缩径现象的地层中扫孔一到二次。4.2坍孔4.2.1坍孔产生的原因分析坍孔产生的原因是多方面的,主要包括:遭遇预先未料到的复杂地质情况,以及施工中泥浆稠度过低,释放量远大于泥浆对孔壁的压力等。4.2.2处理办法为了防治复杂地层情况带来的坍孔问题,首先应认真审阅该工程地质勘察报告,对地层情况做到心中有数。若报告中未提及此类异常情况而导致施工过程中坍孔的话,则应分别对待。(1)在成孔过程中坍孔,其补救措施有二个:一是避开该桩位;二是回填原桩位,待密实后再钻进。(2)在灌注过程中坍孔,其补救
7、措施为:一是回填原桩孔,并在原桩附近补加梅花桩或扁担桩,合格即可。二是若工程质量要求高,不允许采用上述常规方法时,可用硬片石等将原孔全部回填,待其密实后,用冲击钻再重新钻进即可。防止泥浆稠度过低而造成的坍孔问题,只须加大泥浆比重到适当程度即可。一般泥浆性能指标取为:粘度为18s～22s,含沙量≤4%,胶体率≥90,比重为1.1左右。4.3斜孔4.3.1斜孔产生的原因斜孔极易发生在软硬岩层交替的层位。由于钻进压
