水利施工钻孔灌注桩施工技术解析

在水利工程施工中，钻孔灌注桩是一种比较常用的施工技术，是水利工程的基础工程，对水利工程整体质量有比较大的影响。基于此，本文对水利施工钻孔灌注桩施工技术进行探讨。下面是鲁班乐标带来的关于水利施工钻孔灌注桩施工技术解析的主要内容介绍以供参考。
1工程介绍
某水闸工程为小型水闸工程，主要功能有排涝防洪、挡潮、城市交通等功能。水闸闸室板的高程为-0.85m，闸室顶部的设计高程为3.96m。挡洪标准为百年一遇。由于地质条件差，物理力学性质差。工程基础使用直径为3.7m的钻孔灌注桩，共布置155根灌注桩单根桩的构造。
2工程施工的重点和难点
工程处于河道之中，土质很差，钻探表明，淤泥质黏度的厚度达4~10m。物理力学性质差，再加上对结构有比较高的要求，施工难度增加，项目的管理难度和组织难度也随之增加。总得来说，主要有下面几个方面的难点：
（1）钢护筒自身的重量为131.1t，内部直径为4.0m，由于条件的限制，需要对钢护筒进行分节制作、分节沉放。此外，还要将钢护筒作为墩身的围水设备，对施工精度有比较高的要求，要求对施工进行精细化的组织和施工，做好监控管理。
（2）在进行钻孔灌注桩施工时，需要对施工平台进行充分利用，由于设备自身的重量比较高，对平台的承载力和稳定性有比较高的要求。
（3）在进行钻进时，需要从结构比较复杂的覆盖层穿过，此外，钻具还要钻进卵石层中，对钻具有比较高的要求，成孔施工难度高。
3施工平台的搭建
为了对结构矛盾进行解决，要根据各个施工环境的荷载分布情况以及具体的功能需求，将施工平台分成了A、B两个功能区，其中A区为成孔和墩身施工区，B区为钻孔桩履带施工区，主要用来进行钻机对位、安装钢筋笼、钢护筒的沉放等。此外，B区还要配合水下混凝土灌注和钻进成孔等设备进行施工。然而，施工平台主要是使用贝雷梁、型钢、钢管桩等配件进行安装，在车间将构件制成标准件，然后利用汽车运输到墩位，并配合吊机进行安装施工，降低了现场施工的工作量。施工完成后，先将B拆除用来进行材料的周转，剩下A区进行墩身的施工。
4钢护筒的制作和沉放
4.1钢护筒的制作
为了将精度控制好，要将钢护筒的制作控制好，安排厂家进行护筒板材的加工定制，板材的宽度为2m，长度和护筒的外径相同。使用半自动气割机、卷板机、门式起重机、碳弧气刨机、埋弧焊机等设备进行加工。在制作的过程中，先对单元节卷进行一次粗卷，然后再进行两次校正，校正后对纵缝进行焊接，最后对圆周进行校正[2]。将单元节间组焊在全自动滚轮架上，焊接完成后，使用超声波对焊缝进行探伤检测。为了防止变形，在卷制好的上下口和钢护筒焊接临时支撑。此外，为了避免在施沉时，底口出现变形，使用厚度为25mm的钢板对底端500mm的范围进行加固。
4.2钢护筒的沉放
在对钢护筒进行沉放时主要使用200t的吊车和APE400B型液压振动锤联合施工。在翻身和卸车时，为了避免钢护筒出现变形，在施工时增配了重量为100t的履带吊车。振动锤的相关参数如表1所示。为了保证施沉的精确度，降低涌潮对沉放造成的影响，在施工平台上设置双层导向架，导向架的底部在平台支撑桩上进行固定，标高设置为+4m，并将其顶部在平台的承重梁上进行固定，标高设置为+11m，两层间的距离控制在6.6m。在各层的导向架上设置四根可以进行自由调节的螺旋式支撑顶。进行现场对接时，使用CO2气体对手工电弧焊进行保护，焊好后要将焊渣和焊皮清理干净，并对焊缝的外观进行检查，检查合格后进行下一层的焊接，直到焊接结束。为了避免强涌潮影响沉放精度，要选择最佳的潮位时间，严密监控互相垂直的两个全站仪的交汇处，保证沉放的准确度。
5制备泥浆
在施工时，孔壁需要使用泥浆来保护。制备泥浆时，为了降低工程的造价，防止材料在运输过程中出现变质的情况，本工程从当地选择红黏土、膨润土和外加剂混合制成。并在制备泥浆的过程中，不断检测泥浆。根据具体的检测结果对泥浆进行调整。泥浆的性能指标。
6钻进成孔
6.1选择钻机和钻头
根据地层的岩性、桩的长度以及桩的直径，本工程使用KTY4000型液压动力钻机进行施工。由于桩的直径非常大，钻头在旋转的过程中，边缘线的速度也比较高，钻渣和细渣口之间的距离比较长，钻头结构为六翼结构，为了使刮刀头合金的重复系数进行提升，除了可以提升钻头的受力能力外，还可以对刮刀头的数量进行增加[3]。此外，要对桩底进行后注浆，钻尖比较高，会使钢筋笼底部包裹压浆器的混凝土厚度过高，导致开塞困难。如果钻后对孔底进行修正，会导致工作量增加，充分考虑施工效率后，将钻尖的高度确定为0.86m。
6.2成孔
成孔时，使用气举反循环钻进行施工，钻压控制在钻具重力和的80%以内，将整个钻进过程分为护筒底口钻进、分护筒内钻进、护筒外钻进、交接层钻进、常规钻进几个步骤。在地层交接位置和护筒底口的钻进时，要将进尺控制好，按照慢转、轻压、小气量的原则进行程孔施工[4]。为了保证孔径可以达到要求，要做好扫孔工作。正常钻进的过程中，为了保证孔壁的稳定性，定期检测和调整泥浆的性能指标。
7混凝土的灌注施工
本工程使用标号为C30的混凝土进行灌注施工，由于单桩需要的混凝土量比较大，要对施工进行合理的组织。工程使用厚度为9mm，直径为377mm的导管，导管接头使用110mm的三角形丝扣。安装结束后，导管底和孔底之间的距离要控制在50cm左右。使用两部190m3/h的混凝土拌合站在生产区中进行混凝土的拌合，搅拌时间控制在3min左右。安排十部9m3混凝土的混凝土搅拌车进行混凝土的运输，每小时的运输能力大约在125m3左右。对搅拌车进行编号，并安排专人指挥交通。混凝土灌注时，使用30m3的储料斗、输送管、0.35m3的导管和灌注料斗进行联合施工，并安排200t吊机进行配合施工。混凝土在灌注到截面处的位置时，要将导管放置在截面下2m左右的位置，并对混凝土的坍塌度进行控制，在混凝土的灌注面超出扩大截面4m后，将导管放置在截面上部1m左右的位置，然后在进行灌注。当混凝土灌注到桩上5m左右的位置时，不要对导管进行提升，在达到规定的标高后，将导管一次提出。在拔最后一节导管时，为了防止导管中出现空洞，速度不宜过快。安排专人对灌注过程中混凝土的标高进行测量，对混凝土的埋深度进行计算，从而合理指挥导管的提升。为了准确判断混凝土的高度，使用理论方量进行核对，对灌注情况进行判断。
综上所述，通过详细的分析和研究钻孔灌注桩的施工流程，对每一个环节的技术参数进行了合理的协调组织，保证了施工的顺利开展。经检测，所有的灌注桩均为一类桩，施工效果良好，值得类似工程参考借鉴。
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