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文檔簡介

1、1 高壓噴射注漿法1.1 簡介高壓噴射注漿法是60年代后期創始于日本,它是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進至土層的預定位置后,以高壓設備使漿液或水成為高壓流從噴嘴中噴射出來,沖擊破壞土體,同時鉆桿以一定速度漸漸向上提升,將漿液與土粒強制攪拌混合,漿液凝固后,在土中形成一個固結體。1.2 適應性及局限性高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質土、流塑、軟塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石土等地基。當土中含有較多的大粒徑石塊、大量植物根莖或有較高的有機質時,以及地下水流速過大和已涌水的工程,應根據現場試驗結果確定其適用性。1.3 高壓噴射注漿法的特征及工程應用范圍(一) 高壓噴射注漿法的特征

2、 1. 適用范圍較廣。 由于固結體的質量明顯提高,它既可用于新建工程也可用于竣工后的托換工程。2. 施工簡便。 只需在土層中鉆一個孔徑為 110mm左右的小孔,便可在土中噴射成直徑為較大的固結體,因而在施工時能貼近已有建筑物,成型靈活。3. 可控制固結體形狀。 在施工中可調整旋噴速度和提升速度,增減噴射壓力或更換噴嘴孔徑改變流量,使固結體形成工程設計所需要的形狀。4. 可垂直,傾斜和水平噴射。通常在地面上進行垂直噴射注漿,但在隧道,礦山井巷工程地下鐵道等建設中,亦可采用傾斜和水平噴射注漿。 5. 耐久性較好。6. 料源廣闊。 漿液以水泥為主體。在地下水流速快或含有腐蝕性元素,土的含水量大或固結

3、體強度 要求高的情況下,則可在水泥中捶人適量的外加劑,以達到速凝,高強,抗凍,耐蝕和漿液不沉淀等效果。(二) 高壓噴射注漿法的工程應用范圍1. 增加地基強度。 提高地基承載力,整治已有建筑物沉降和不均勻沉降的托換工程; 減少建筑物沉降,加固持力層或軟弱下臥層; 加強盾構法和頂管法的后座,形成反力后座基礎。2. 擋土圍堰及地下工程建設。 保護鄰近建,構筑物; 保護地下工程建設; 防止基坑底部隆起。 3. 增大土的摩擦力和黏聚力。 防止小型坍方滑坡; 錨固基礎。 4. 減少振動,防止液化。 減少設備基礎振動; 防止砂土地基液化。 5. 降低土的含水量。 整治路基翻漿冒泥; 防止地基凍隆。6. 防滲

4、帷幕。 河堤水池的防漏及壩基防滲; 帷幕井筒; 防止盾構和地下管道漏水漏氣; 地下連續墻補缺; 防止涌砂冒水。1.4 高噴的分類根據固結體的形狀和噴射流移動方向一般分為旋轉噴射(簡稱旋噴),定向噴射(簡稱定噴)和擺動噴射(簡稱擺噴)三種型式。1. 旋噴旋噴法施工時,噴嘴一面噴射一面旋轉并提升,固結體呈圓柱狀。主要用于加固地基,提高地基土的抗剪強度,改善土的變形性質,也可組成閉合的帷幕,用于截阻地下水流和治理流砂。2. 定噴定噴法施工時,噴嘴一面噴射一面提升,噴射的方向固定不變,固結體形如板狀或壁狀。 3. 擺噴擺噴法施工時噴嘴一面噴射一面提升,噴射的方向呈較小角度來回搖動,固結體形如較厚的墻板

5、狀。定噴及擺噴兩種方法通常用于基坑防滲,改善地基土的水流性質和穩定邊坡等工程。 根據高噴施工的工藝當前可分為:單管法,雙管法,三管法和多重管法四種方法。1. 單管法 單管旋噴注漿法是利用鉆機把安裝在注漿管(單管)底部側面的特殊噴嘴,置入土層預定深度后,用高壓泥漿泵等裝置,以20Mpa左右的壓力,把漿液從噴嘴中噴射出去沖擊破壞土體,同時借助注漿管的旋轉和提升運動,使漿液與從土體上崩落下來的土攪拌混合,經一 定時間凝固,便在土中形成圓柱狀的固結體。2. 雙管法使用雙通道的雙注漿管。當雙注漿管鉆進到土層的預定深度后,通過在管底部側面的一個同軸雙重噴嘴,同時噴射出高壓漿液和空氣兩種介質的噴射流沖擊破壞

6、土體。即以高壓泥漿泵等高壓發生裝置噴射出 20Mpa 左右壓力時漿液,從內噴嘴中高速噴出,并用0.7Mpa左右壓力把壓縮空氣,從內噴嘴中高速噴出。在高壓漿液和它外圈環繞氣流的共同作用下,破壞土體的能量顯著增大,噴嘴一面噴射一面旋轉和提升,最后在土中形成圓柱狀固結體。3. 三管法使用分別輸送水、氣、漿三種介質的三注漿管。在以高壓泵等高壓發生裝置產生20MPa左右的高壓水噴射流的周圍,環繞一股0.7MPa 左右的圓筒狀氣流,進行高壓水噴射流和氣流同軸噴射沖切土體,形成較大的空隙,再另由泥漿泵注入壓力為 0.21.0MPa的漿液填充,噴嘴作旋轉和提升動,最后便在土中凝固為直徑較大的圓柱狀固結體。4.

7、 多重管法 這種方法首先需要在地面鉆個導孔,然后置人多重管,用逐漸向下運動的旋轉超高壓力水射流(壓力約 40MPa),切削破壞四周的土體,經高壓水沖擊下來的土和石成為泥漿后,立即用真空泵從多重管中抽出。如此反復地沖和抽,便在地層中形成一個較大的空間。裝在噴嘴附近的超聲波傳感器及時測出空間的直徑和形狀,最后根據工程要求選用漿液, 砂漿,礫石等材料進行填充,于是在地層中形成一個大直徑的柱狀固結體,在砂性土中最大可達4m。1.5 高噴墻的結構形式及適用條件1.5.1 結構形式高噴可采用旋噴、擺噴、定噴三種形式,每種形式可采用三管法、雙管法和單管法,高噴墻的結構形式可采用以下方式:(1) 旋噴套接(2

8、) 旋噴擺噴(3) 擺噴對接或折接(4) 定噴折接1.5.2 適用條件(1) 定噴和小角度擺噴適用于粉土和砂土地層,大角度擺噴和旋噴適用于1.2所述地層。(2) 承受水頭較小的或歷時較短的高噴墻,可采用擺噴折接或對接、定噴折接形式。(3) 在卵(礫)石層中,深度小于20m時,可采用擺噴對接或折接形式,對接擺角不宜小于60度,折接擺角不宜小于30度,深度20-30m時,可采用單排或雙排旋噴套接、旋擺搭接形式,深度大于30m時,宜采用兩排或者三排旋噴套接形式。1.6 施工工藝1.6.1 施工工藝流程水泥制漿回漿鉆機就位造孔施工測孔斜終孔驗收高噴機就位高噴機下噴桿擺(旋)噴灌漿成墻成墻驗收泥漿制備回

9、漿處理泥漿回收棄渣棄漿高噴機靜壓灌漿高噴機1.6.2 造孔 鉆孔施工機具機具可采用回轉鉆進、沖擊鉆進、沖擊回轉鉆進、振動、射水鉆進等方式成孔,鉆孔孔徑應大于噴射管外徑20mm以上。 造孔方法造孔工藝可采用清水鉆進或者泥漿固壁的方式,鉆進一次成孔。為確定地層情況,先導孔取芯,描述巖芯、繪制地質剖面圖。先導孔間距可為30m左右,深度大于高噴墻設計深度0.3m。 孔位偏差保證孔位偏差5cm。 孔斜孔深不超過30m時,保證成孔偏斜率不大于1%。1.6.3 高噴灌漿造孔完畢后,即可將高噴機就位,調整擺噴軸線及角度使之與設計值一致,并在地面進行試噴,檢查水、氣管是否暢通。然后下入噴管,當高壓噴管插入預定深

10、度時,按以下步驟進行操作: 向孔內注入符合要求的水泥漿、高壓水和氣。按設計轉速原地旋轉高壓噴管。待泵壓和風壓升至設計規定值并孔口返漿時,按設計的提升速度提升高壓噴桿,進行自下而上的高噴灌漿作業。靜壓灌漿當高噴灌漿到設計墻頂高程后,利用回漿或者水泥漿及時回灌,直至漿面不再下沉為止。1.6.4 質量檢查質量包括施工過程的檢查,以及防滲性能的檢查,防滲性能的檢查手段有開挖、圍井、鉆孔取芯等。1.7 施工中注意的問題(1) 單元、分部工程的劃分(2) 先導孔取芯及描述(3) 施工參數的選擇(4) 驗證性試驗(5) 孔內嚴重漏漿的處理(6) 復噴長度的確定(7) 質量檢查1.8 施工實例西夏水庫于200

11、8年8月開工建設,于2009年3月主體工程基本完成。并于3月7日開始蓄水,水庫蓄水后滲漏嚴重,特別是水庫東北角的農田及村落,已出現了浸沒影響的趨勢,當地群眾反映強烈。為避免水庫壩后地下水位抬升引起次生鹽漬化災害,同時也為了控制水庫的滲漏,我單位在5段滲漏較為嚴重的壩段做高噴處理。1.8.1 工程地質情況(1) 角礫石層:層厚1-1.6m,密實,主要成分以石英巖、灰巖、白云巖等為主,最大粒徑4cm,最小粒徑0.5cm,約占70%80%,充填物以壤土為主。(2) 回填壓實的壤土(截滲槽):層厚1-6m,密實,硬塑,礫石含量約占5%10%左右,最大粒徑2cm,最小粒徑0.5cm。(3) 角礫:雜色,

12、中密-密實,主要成分以石英巖、灰巖、白云巖為主,最大粒徑3cm,最小粒徑0.5cm。(4) 細沙:灰黃色,稍濕,中密,主要成分以石英、長石為主,砂質較純。1.8.2 施工中問題(1) 單元、分部工程的劃分本工程共劃分成5個分部:每一個施工段為1個分部。共計25個單元,1202個高噴灌漿孔。單元的劃分直接影響到檢查孔數量及質量評定,規范要求的劃分標準為每單元不宜大于1000m2。(2) 先導孔取芯及描述先導孔顧名思義,在高噴中起到先導的作用,只要目的為了摸清施工區地質條件,為后續施工提供準確的參數選擇基礎。(3) 驗證性試驗及施工參數的選擇(4) 孔內嚴重漏漿的處理(5) 復噴長度的確定(6)

13、質量檢查圍井:3-5個單元布置一個圍井,砂土、粉土層不小于3m2,礫石卵(碎)石地層不小于4.5m2.2 防滲墻2.1 簡介混凝土防滲墻是在松散透水地基或土石壩(堰)壩體中以泥漿固壁連續造孔,在泥漿下澆筑混凝土或回填其它防滲材料筑成的,起防滲作用的地下連續墻。它是20世紀50年代,起源于意大利。水利水電工程防滲墻的厚度一般只有30cm150,與大壩相比十分單薄。但由于它深埋于地基中,水平荷載主要由墻后地基承擔,相當于彈性地基上的薄板,所以降低墻體材料的彈性模量與強度的比值,有利于改善墻體的應力狀態。壩基和壩體防滲墻雖然也屬于地下連續墻的范疇,但其工作條件與一般起承重、擋土作用的地下連續墻是不同

14、的,故對墻體材料的要求也不同。防滲墻的底部一般要求嵌入基巖或不透水層中一定深度(0.5m1.0m),其頂部則需要與壩體防滲設施連接。2.2 特點與其它防滲型式相比較,混凝土防滲墻有如下特點:(1)墻體的結構尺寸(厚度、深度)、墻體材料的滲透性能和力學性能可根據工程要求和地層條件進行設計和控制。(2)施工方法成熟,檢測手段簡單直觀,工程質量可靠。(3)幾乎可適應于各種地質條件,從松軟的淤泥到密實的砂卵石、甚至漂石和巖層中,雖然施工有難易之分,但以目前的技術都可建成防滲墻。(4)用途廣泛,既可防水、防滲,又可擋土、承重;既可用于大型深基礎工程,也可用于小型的基礎工程;既可作為臨時建筑物,也可作為永

15、久建筑物。(5)一般說來,混凝土防滲墻施工要借助于大型的施工機械并在泥漿固壁的條件下進行,工藝環節較多;因此,要求有較高的技術能力、管理水平和豐富的施工經驗。(6)與其它防滲措施相比,混凝土防滲墻耐久性較好,防滲效率較高。2.3 混凝土防滲墻的類型水工混凝土防滲墻的類型可按墻體結構形式、墻體材料、布置方式和成槽方法分類。(1)按墻體結構形式分:可分為樁柱型防滲墻、槽孔型防滲墻和混合型防滲墻三類。槽孔型防滲墻使用更為廣泛。(2)按墻體材料分:主要有普通混凝土防滲墻、鋼筋混凝土防滲墻、粘土混凝土防滲墻、塑性混凝土防滲墻和灰漿防滲墻。(3)按布置方式分:可分為嵌固式防滲墻、懸掛式防滲墻和組合式防滲墻

16、。(4)按成槽方法分:主要有鉆挖成槽防滲墻、射水成槽防滲墻、鏈斗成槽防滲墻和鋸槽防滲墻。2.4 施工2.4.1 混凝土防滲墻的施工程序 不同型式的防滲墻的施工程序不盡相同。槽孔型混凝土防滲墻的主要施工程序如圖。水電及交通準備場地平整加固構筑導墻與施工平臺安裝挖槽機械一期槽孔建造終孔驗收清孔換漿清孔驗收拔出接頭管或鉆鑿接頭孔二期槽孔施工澆筑混凝土混凝土攪拌運輸安設混凝土攪拌運輸系統儲備水泥砂石下設接頭管、鋼筋籠、觀測儀器、灌漿管、澆筑導管等觀測儀器裝備準備鋼筋籠加工鋼筋場平整泥漿回收凈化廢漿渣土排棄清孔泥漿造孔泥漿制 漿安設泥漿系統槽孔型混凝土防滲墻的施工程序主要程序為:造孔、清孔換漿、終孔與清

17、孔驗收、澆筑泥漿下混凝土、全墻質量檢查與驗收、處理與壩內防滲體的連接。造孔使用沖擊式、回轉式、鉆銑式鉆機或液壓抓斗、刮斗等。造孔作業累計耗用工時約占防滲墻總工期的60以上,因此造孔機械的選型是縮短防滲墻總工期的關鍵之一。同時選用膨潤土或優質粘土制成泥漿用以固壁、懸浮和攜帶巖屑、冷卻和潤滑鉆頭。泥漿的質量也直接影響造孔的進度、質量與安全。清孔換漿是將孔內含有大量砂粒與巖屑的泥漿更換成質量合格的泥漿,還要把孔兩端已澆混凝土表面附著的巖屑和泥皮刷洗干凈,以保證墻體混凝土、相鄰兩墻段的豎直接縫、墻底與基巖接觸帶的質量。清孔換漿常用的機具有壓縮空氣吸泥器、砂石泵、鋼絲刷子鉆頭等。2.4.2 導向槽及施工

18、平臺制作經過幾個項目的實踐證明,導向槽制作的好壞,對施工進度的影響非常的大,對于地基較弱的施工地點,制作成倒“L”型,能有效的防止施工中導向槽的破壞,制作導向槽花費時間遠遠小于后期修復停工時間。2.4.3 槽段的劃分及成槽(1) 鉆劈法成槽成槽方法是先鉆鑿主孔,后劈打副孔;由于鉆頭是圓形的,在主、副孔鉆完之后,其間會留下一些殘余部分,稱作“小墻”。這需要找準位置,從上至下把它們清除干凈(俗稱“打小墻”)。至此就可以形成一個完整的、寬度和深度滿足要求的槽孔。鉆劈法施工的主孔為鉆頭直徑,副孔在防滲墻軸線方向上的長度,粘性土地層為1.0d1.25d(d為主孔直徑,即槽孔寬度),砂壤土和砂卵石地層為1

19、.2d1.5d。碼頭水庫墻厚60cm,主孔為60cm,副孔取主孔的1.25倍即0.75cm,槽孔取5個主孔4個副孔,則槽段長為6.0m。(2) 抓斗成槽使用抓斗直接挖槽,可以單抓成槽,也可以多抓成槽。純抓法一般適用于細顆粒軟弱地層。(1)單抓成槽。此法即一次抓取一個槽孔。如抓斗最大開度為B,則一期槽長為B,二期槽長一般為(B-2S)m。S為抓二期槽時把一期槽已經澆筑的混凝土兩端面切去的長度,以保持一、二期墻段的可靠連接。當端面為平面時,S=0.10.2m;當端面為弧面時,S=0.30.5m。(2) 多抓成槽。此法分主、副孔施工,每個槽孔由三抓或多抓形成。主孔的長度等于抓斗的最大開度,副孔的長度

20、小于主孔的長度。(3)鉆抓法成槽這是目前水利水電工程防滲墻施工中廣泛使用的造孔成槽方法。此法一般使用沖擊鉆機鉆鑿主孔(也稱導孔),抓斗抓取副孔,可以兩鉆一抓,也可以三鉆兩抓、四鉆三抓形成長度不同的槽孔。這種方法能充分發揮兩種機械的優勢;沖擊鉆機的鑿巖能力較強,可鉆進不同地層,先鉆主孔為抓斗開路;抓斗抓取副孔的效率較高,所形成的孔壁平整。抓斗在副孔施工中遇到堅硬地層時,隨時可換上沖擊鉆機或重鑿克服。此法一般比單用沖擊鉆機成槽提高工效13倍,地層適用性也較廣。主孔的導向作用能有效地防止抓斗造孔時發生偏斜。應注意副孔長度一定要小于抓斗的最大開度,一般要求不大于抓斗最大開度的2/3,否則可能出現漏抓的

21、部位,而且抓取困難。鉆抓法成槽2.4.4 澆筑導管匹配和下設(1) 導管的結構混凝土澆筑導管的內徑不宜小于最大骨料粒徑的6倍,一般為200250mm,有條件時采用較大直徑的導管有利于澆筑施工的順利進行。導管的內徑必須完全一致,否則容易造成堵管事故。導管可用鋼板卷制,也可用無縫鋼管制作;管壁厚度一般為35mm,單節長度一般有2m,1.5m,1.0m,0.5m,0.3m等數種。導管有三種連接方式,即法蘭盤連接、絲扣連接和柔性鍵連接。法蘭盤連接用橡膠墊止水,另外兩種都用“”型密封圈止水。法蘭盤連接的優點是結構簡單,容易制作;缺點是接卸麻煩,費時費工,且起管阻力較大。絲扣連接的速度快于法蘭盤連接,但接

22、頭較笨重。操作最簡便的是鋼絲繩柔性鍵連接,應優先選用。不論何種連接形式,均應保證連接牢固和密封可靠。導管應能承受1.21.5MPa的壓力,導管及其接頭均需進行水壓試驗,合格后方可使用。(2) 導管配置配置導管時要在每套導管的下部設置幾節長度為0.31.0m的短管,以便在接近澆筑完畢時能根據需要隨時拆卸、提升導管。因為在防滲墻混凝土的終澆階段,導管內外的壓力差較小,澆注不暢,經常滿管;所以此時導管的埋深不能過大,又不能提出混凝土面,短管即可解決此問題,但底節不能用短管。底節導管是專用的,長度一般為2.53.0m,其下端不帶法蘭盤或其它形式的連接件。最上面一節導管也應采用長度0.30.5m的短管,

23、以便開澆后能及時拆除該管節,使管底能盡早離開孔底部位,縮短混凝土出口不暢的時間。其它部位的管節長度一般為1.52.5m,這種長度的導管用量最多。開澆時導管底口距孔底應控制在1525cm范圍內。導管上端伸出孔口的長度應盡量減少,能在連接件下面插入支承架即可,一般為30cm左右。單根導管的計劃長度根據該導管所在位置的孔深和上述配管要求確定。采用法蘭盤連接時,單根導管的實際長度等于各管節的累計長度加上膠墊的累計厚度。采用其它連接形式時,單根導管的實際長度等于各管節長度之和, “O”形密封圈不增加導管的長度。導管的頂端配有混凝土進料漏斗,其高度要便于混凝土的卸料。漏斗的容積要足以保證卸料時混凝土不會溢

24、出。(3) 導管的布設導管應布置在防滲墻中心線上,間距一般不宜大于3.5m,導管距槽孔兩端或接頭管的距離宜為1.01.5m,據此確定不同長度槽孔需要設置導管的根數。當采用一級配混凝土或澆筑速度較快(上升速度3m/h以上)時,最大導管間距可放寬到4.0m。此外,當槽孔底面高差大于25cm時,導管應布置在其控制范圍的最低處。導管的下設和提升可以使用造孔鉆機,也可以使用吊車。使用鉆機的優點是提動導管比較靈活,可隨時活動導管;缺點是提升力和提升高度較小,占用鉆機的造孔時間。吊車的提升能力較大,一般不容易發生埋管事故,但活動導管的速度較慢。用鉆機提管時,最好每臺鉆機固定位置,只提一根導管。單元槽孔造孔結

25、束之后,即可按照各套導管的配置計劃和起吊設備能提起的高度,在地面預先分段連接并編號,以減少下管時的連接時間。下設導管最好用吊車,這樣可以加快下管速度。下設導管之前應作好提管設備就位、導管運至現場、管位標示、擺放支承架、專用器材清點等準備工作,各套導管要按下設順序排放在孔口附近。下設導管應有專人負責指揮和記錄,起吊和連接都要注意安全,忙而不亂,緊張有序地進行。由于下管有時間限制,特別是要下鋼筋籠和接頭管的槽孔,時間更為緊張;因此,應盡可能同時下設各套導管。整根導管連接完畢后,應先放到孔底后再提起1525cm;這是避免發生下管錯誤最可靠的辦法。2.4.5 混凝土澆筑槽孔混凝土澆筑是防滲墻施工的關鍵

26、工序,所占的施工時間不長,但對成墻質量至關重要。防滲墻混凝土采用泥漿下直升導管法澆筑,自下而上置換孔內泥漿,在漿柱壓力的作用下自行密實,不用振搗。單個槽孔的澆筑必須連續進行,并在較短的時間內完成。由于澆筑過程不能直觀了解,質量問題不易及時發現;所以必須加強管理,嚴格按照工藝要求操作,充分作好各項準備工作。澆筑導管的安裝方法見下圖。支承托架2.4.5.1 開澆階段開始澆筑混凝土前,須在導管內放入一個直徑比導管內徑略小的、能被泥漿浮起的膠球作為導管塞,以便將最初進入導管的混凝土和管內的泥漿隔離開來。為確保開澆后首批混凝土能將導管下口埋住一定深度(至少30cm),應計算和備足一次連續澆入的混凝土方量

27、,其中包括導管內的混凝土量。為了潤濕導管和防止混凝土中骨料卡球,澆注混凝土前宜先向每根導管內注入少量的砂漿,砂漿的水灰比一般為0.61。當槽孔為平底時,各根導管應同時開澆;當槽孔底部有坡度或臺階時,開澆的順序為先深后淺。開澆可采用滿管法,也可采用直接跑球法。滿管法是指,管底至孔底的距離較小,塞球不能直接逸出管底,待混凝土滿管后稍提導管才能逸出的開澆方法。直接跑球法是指,管底至孔底的距離較大,塞球能直接逸出管底的開澆方法。采用滿管法時,導管不能提得過高,管內混凝土面開始下降后立即將導管放回原位。 首批混凝土澆注完畢后,要立即察看導管內的混凝土面位置,以判斷開澆是否正常。若混凝土面在導管中部,說明

28、開澆正常;過高則可能管底被堵塞;過低則可能發生導管破裂或導管脫出混凝土面事故。開澆成功后應迅速加大導管的埋深,至埋深不小于2.0m時,及時拆卸頂部的短管,盡早使管底通暢。2.4.5.2 中間階段最上面的一節短管拆除后,混凝土澆筑進入中間階段。此階段的特點是導管內外的壓力差較大,下料順暢,混凝土面上升速度快。中間階段主要有以下控制點。(1)導管埋深。導管埋入混凝土的深度不得小于1m,不宜大于6m,特別是要防止導管提出混凝土面,造成斷墻事故。埋深過小容易混漿,1m是最低要求,一般情況下應按不小于1.5m控制。埋深過大則容易造成鑄管事故;當采用接頭直徑較小的導管或澆筑速度較快時,最大埋深可適當放寬。

29、控制導管埋深的主要方法是:澆筑過程中經常測量混凝土面的深度并作記錄,根據混凝土面深度、導管埋深要求和管節長度確定拆管長度和拆管時間。及時提升、拆卸導管并作記錄,各根導管拆下的管節要分開堆放,以便與記錄核對;每次拆管后均應核對所拆管節的長度和位置是否與配管記錄一致。在澆筑指示圖上標明不同時間的混凝土面位置和管底位置,直觀了解導管埋深。及時記錄實澆方量,并與同一混凝土面深度的計算方量相比較,分析判斷澆筑是否正常。若按所測混凝土面計算出的方量大大超過實澆方量,則說明混凝土內混入了大量泥漿或沒有測到真正的混凝土面,導管的實際埋深可能不夠或已脫出混凝土面,必須查明原因,采取相應的補救措施。經常觀察導管內

30、混凝土面的位置是否正常,若管內混凝土面過低,則應查明原因,并加大導管埋深。(2)混凝土面上升速度。混凝土面的上升速度應不小于2m/h,這是最低的要求,一般應爭取達到3m/h以上。澆筑速度越快對澆筑質量越有利,澆筑速度過低有多種不利的影響,并可能引發重大質量事故。保證澆筑速度的主要措施有:采用自動化和機械化程度較高的混凝土攪拌、運輸方法。嚴格控制混凝土質量,防止發生澆筑事故。加強施工機械的維護保養,避免澆筑中斷。盡量減少混凝土的中間倒運環節。 輪流拆卸各根導管。加強各協作單位之間的聯系和配合,始終保持步調一致。(3)混凝土質量。防滲墻的澆筑事故往往是由于混凝土的質量問題引起,所以在澆筑施工過程中

31、必須嚴格控制混凝土的質量,層層把關,處處設防。由于原材料、骨料含水量、配料、攪拌、運輸以及施工組織等方面的原因,混凝土的和易性難免出現波動。入孔混凝土的坍落度要控制在1822cm的范圍內,且不得存在嚴重離析現象;和易性不好的混凝土絕對不能使用。控制入孔混凝土的質量可采取以下措施:采用和易性較好、坍落度損失較小的配合比。采用自動化程度較高、生產能力較強的攪拌系統和攪拌運輸車供應混凝土。及時對砂石骨料的含水量和超遜徑進行檢測,加強原材料的質量控制。加快澆筑速度,避免澆筑中斷,新拌混凝土要在1h以內入孔。定時檢查新拌混凝土的坍落度,開澆時一定要檢查,不合格的混凝土不運往現場。設專人檢查運至現場的混凝

32、土的和易性,不合格的混凝土不要放進分料斗。槽孔口應設置蓋板,放料不要過猛、過快,避免混凝土由管外撒落槽孔內。(4)混凝土面高差。槽孔澆筑過程中要注意保持混凝土面均勻上升,各處的高差應控制在0.5m以內。混凝土面高差過大會造成混凝土混漿、墻段接縫夾泥、導管偏斜等多種不利后果。防止混凝土面高差過大的主要措施有:盡量同時澆注各根導管。注入各根導管的混凝土量要基本均勻。導管的平面布置應合理,要考慮槽孔兩端孔壁的摩擦阻力。準確測量各點的混凝土面深度,根據混凝土面上升情況及時調整各導管的混凝土注入量。盡量縮短提升、拆卸導管的時間。各根導管的埋深應基本一致。避免發生堵管、鑄管等澆筑事故。2.4.5.3 終澆

33、階段當混凝土面上升至距孔口只剩5m左右時,槽孔澆筑進入終澆階段。此階段的特點是槽孔內的泥漿越來越稠,導管內外的壓力差越來越小,導管內的混凝土面越來越高,經常滿管,下料不暢,需要不斷地上下活動導管。此時用測錘已很難測準混凝土面。終澆階段的主要施工要求是全面澆到預定高程,避免產生墻頂欠澆、高差過大、混凝土混漿過多、墻段接縫夾泥過厚等缺陷。由于泥漿下澆筑的混凝土表面混有較多的泥漿和沉渣;因此一般都要求混凝土終澆高程高出設計墻頂高程至少0.5m,以后再把這部分質量較差的混凝土鑿除。終澆階段的控制措施主要有:適當加大混凝土的坍落度,避免坍落度小于20cm的混凝土進入導管。及時拆卸導管,勤拆少拆,適當減少

34、導管埋深。經常上下活動導管。增加測量混凝土面深度的頻次,及時調整各根導管的混凝土注入量。采用帶有取樣盒的硬桿探測混凝土面。槽內插入軟管,用清水和分散劑稀釋孔內泥漿。2.4.5.4 其它混凝土澆筑注意事項 (1)施工應嚴格按計劃進行,實際執行情況(包括導管下設、拆卸情況,混凝土開澆情況,混凝土頂面測量等)都應用專用表格詳細記錄。 (2)正常澆筑時,測量混凝土面的間隔時間要固定(一般為30min),以便從澆筑指示圖上能直觀了解混凝土面上升速度的變化情況。特殊情況可在此基礎上再加密測量。 (3) 測量混凝土面用的測錘的形狀和重量要適當,不能用測量孔底沉渣面的測餅代替,以免將沉渣表面誤認為混凝土面。一

35、般可采用上底直徑30mm,下底直徑50mm,高100mm的鋼制測錘。(4) 在預計混凝土澆筑方量時,應將理論方量乘以超挖系數(擴孔系數)。超挖系數的取值范圍可參照下表。不同地層的超挖系數造孔設備粘土、粉土層密實砂礫石松散砂礫石層漂卵石層鋼絲繩沖擊鉆機1.101.151.151.201.201.251.251.30抓斗挖槽機1.051.101.101.151.151.20 (5)防滲墻混凝土澆筑中,供料中斷和堵管事故是經常發生的,事先一定要有預案,一定要準備好處理堵管事故的機具。 (6)夏季施工和澆筑高標號混凝土時,要盡量減少停等,以防混凝土坍落度損失過大造成堵管事故。 (7)混凝土澆筑中,接班

36、人員未到交班人員不得離開崗位;遇吃飯時間只能換班吃飯,澆筑強度可略有降低,但不得中斷澆筑。 (8)在澆筑過程中發生事故時,要及時采取適當措施處理,切勿久拖不決;否則混凝土失去流動性后更難處理,可能帶來更大的損失。2.4.6 墻段連接2.4.6.1 鉆鑿法鉆鑿法即施工二期墻段時在一期墻段兩端套打一鉆的連接方法,其接縫呈半圓弧形,一般要求接頭處的墻厚不小于設計墻厚。a. 一序墻段澆完b. 打接頭孔c. 二序墻段成槽d. 二序墻段澆完鉆鑿法墻段連接施工程序圖鉆鑿法的優點是結構簡單、施工簡便、對地層和孔深的適應性較強,造價較低;其缺點是接頭處的剛度較低、需重復鉆鑿接頭孔、費工費時、浪費墻體材料,特別是

37、孔形、孔斜不易控制。2.4.6.2 接頭管法接頭管法所形成的墻段接縫形式與鉆鑿法相同,都是半圓孤形,只是施工方法不同。接頭管法的施工程序是:在澆筑一期槽孔前,在槽孔的兩端下設接頭管,開澆一定時間后,逐步拔出接頭管而形成接頭孔,然后將該接頭孔作為相鄰二期槽孔的端孔。這種方法避免了重復鉆鑿接頭孔所造成的工時和材料浪費,并具有接觸面光滑、接縫緊密(縫寬可以控制在1mm以下)、孔斜易控制、搭接厚度有保證等優點,但要有專門的設備,施工工藝較為復雜,特別是在防滲墻深度較大的情況下。拔管法接頭施工示意圖(a)-在槽孔中下設接頭管;(b)-下設鋼筋籠;(c)-澆筑混凝土;(d)-拔出接頭管2.5 工程質量檢查

38、防滲墻工程是隱蔽工程,質量的控制和檢查極其重要。它的檢測手段至今尚不十分完善,通常主要應注重施工過程的檢查和控制。對墻體的檢查,要全面分析各項檢測成果和整體防滲效果,綜合評價。2.5.1 造孔檢查造孔檢查內容包括槽孔的位置、輪廓尺寸、孔斜和孔深(入巖深度)等。2.5.2 入巖深度檢查防滲墻的入巖深度不能直接量測,只能用間接的方法進行判斷。防滲墻入巖深度檢查的方法是:在鉆進基巖的過程中鑒定基巖面位置及巖性,據此確定入巖深度和終孔深度,所確定的入巖深度應不小于設計入巖深度;在槽孔檢驗時,將實際終孔深度與所要求的終孔深度相比較,判定其是否滿足要求。2.5.3 清孔檢查清孔階段應當檢查孔底淤積厚度、孔

39、內泥漿質量,二期槽孔還應檢查接縫面泥皮刷洗情況。2.5.4 墻體材料的質量檢查包括原材料檢驗、新拌混凝土的質量檢查等2.5.5 墻體質量檢測對混凝土防滲墻成墻質量的檢查,現行采用的方法有鉆孔取芯法、超聲波法和地震透射層析成象(CT)法。2.6 施工實例馬頭水庫防滲墻11240.15折算米,墻厚60cm;混凝土防滲墻澆筑3430m3。 這個工程成槽既有抓斗又有沖擊鉆,同時,在施工中也出現了一些問題,比較典型。碼頭水庫造孔開始選用抓斗成槽,發現卵石粒徑較大,后期采用沖擊鉆成槽。說明,前期的先導孔勘察至關重要,因為防滲墻成槽的時間大約占到施工時間的60%以上,選用何種成槽方法,直接影響到施工進度。碼

40、頭水庫影響工期的另一個原因是導向槽制作不合格,施工中坍塌等現象普遍,也直接影響了施工進度。3 夯擴樁3.1 簡介夯擴樁是在錘擊沉管樁的機械設備與施工方法的基礎上加以改進, 增加一根內夯管, 按照一定的施工工藝,采用夯擴的方式將樁端現澆混凝土擴大成大頭形的一種樁型, 通過增大樁端 截面和擠密地基土, 使樁的承載力大幅提高,大量工程實踐證明:該樁型具有施工技術可靠、工藝科學、無泥漿污染以及工程性價比高等優點,使得該樁型得以大規模使用,并取得良好的社會效益和經濟效益。 3.2 施工工藝技術參數 根據規范要求,樁端進入持力層深度1m,沉樁深度采取設計樁長與貫入度雙向控制,最后錘擊平均貫入度小于100m

41、m,具體參數如下:管內夯擴灌注砬高度 H(m) 高度 H(m)外管上拔 設計樁長與雙管內步夯入深度差值 C(m)第一次 3.6 0.81.0 0.20.3 第二次 4.2 0.81.0 0.20.3工程技術質量指標具體指標有: 樁位放樣偏差;垂直度誤差;樁位允許偏差;成樁允許偏差;鋼筋籠制安; 砼配合比強度試驗報告。3.3 施工工藝3.3.1 施工準備檢查用于測定樁位的基線,一般應以龍門樁、縱橫軸線為基線。施工單位測放樁位時應在各樁的中心位置插入帶有明顯標志的竹簽,并用套板和撒石灰標出樁位。檢查場地的地坪標高和樁管長度,在每個樁位下2m內進行探樁,檢查樁機就位后樁管中心與樁位中心的偏差,樁管垂

42、直度、樁管直徑是否符合設計和施工規范規定。對鋼筋、砂、石和水泥等原材料進行質保書檢查和現場取樣試驗。若在可能產生液化的飽和粉土、砂性土地基打樁尚應檢查是否有切實有效的排水措施。3.3.2 樁位放置干硬性混凝土樁架就位后在外管內放入內夯管,在樁位上墊一層150mm200mm厚與灌注樁同強度等級的干硬性混凝土,放下樁管后緊壓在上面,以防回淤。干硬性混凝土放置厚度不可太薄,也不可在樁位嚴重積水的情況下放置,使之不能在夯實后形成阻水、阻泥的管塞。3.3.3 沉管將外樁管和內夯管疊合同步打入設計深度。在沉管過程中應注意樁位的偏位、樁管的垂直和樁管進入各土層的錘擊情況是否與勘察報告相符等情況。夯擴樁一般用

43、設計樁長和沉管最后貫入度雙重標準控制沉管的深度。貫入度一般通過試樁由設計單位確定,以最后二陣的平均貫入度作為控制標準。3.3.4 提升內夯管,灌入第一批混凝土沉管達設計深度后,把內夯管從外管內提升至外管上空,提升高度以能灌注混凝土為宜,卸去外管上端的用于止淤封底的加頸圈,灌入第一批混凝土,高度為H,施工單位應根據管徑和H換算成混凝土體積來控制實際灌入投料高度,以防H過大或過小。一般檢查可根據內夯管重新放入外管內壓在混凝土上時內夯管頂高出外管頂的高度,然后再換算成實際的H值。3.3.5 夯擴頭施工將內夯管放回外樁管中壓在混凝土面上并將外樁管拔起h高度,用鋼絲繩固定,以防夯擊時跟下。錘擊內夯管把外

44、樁管內的混凝土夯出管外,然后將內外管同時打至設計規定深度(hc)處,迫使管內混凝土向下部和四周基土擠壓,形成擴大的端部,完成一次夯擴。根據設計要求可重復以上施工程序進行二次夯擴。3.3.6 樁身施工拔出內夯管提升至外管上空,灌入第二批混凝土,體積應滿足樁身部分所需混凝土量。將內夯管放入外管中緊壓管內混凝土面上,邊徐徐拔管邊加壓,并控制內夯管加壓深度,直至拔出地面。3.3.7 移位外管拔出地面后樁機移位,重復以上步驟打第二根樁,同時保護好已施工結束的樁,以確保最后成樁質量。外管拔出地面后應檢查混凝土面標高是否符合設計要求,否則應采取措施。3.4 施工過程注意要點(1) 沉管過程中,夯管封底可采用

45、干硬性砼、無水砼,經夯擊形成阻水阻泥管塞,其高度一般為100mm,其作法在沉管面預先放上高100mm 與樁性同標的干硬性砼,如果工程地下水位偏高,應在開機前樁位砼放一袋干水泥,以利于開始沉管時止淤、阻泥,形成管塞效應。 沉管結束后,應通過觀察內夯管底部的干濕程度來判斷止淤質量,也可以加大內夯管底效直徑以減小外管內徑的間隙來保證止淤質量。(2) 為利于夯擴,夯擴的砼采用坍落度040mm的干硬性砼,樁身砼的坍落度控制在 80 100mm。粗骨料要求級配良好,且粒徑不大于 4cm。 (3) 成樁要求:根據地質條件特點確定樁身砼灌注充盈系數(一般為 1.2),成樁拔管須均勻下壓,嚴禁內夯管沖壓鋼筋籠。

46、 (4) 第一次投料3.5m 后,夯擊使內管管頂與外管頂完全吻合后,應繼續錘擊,以 進一步提 高樁的承載力,二次夯擴同此作法。 (5) 夯擴樁樁身砼與擴大頭上下段之間由于施工工藝的要求需要停頓, 這段時間應盡量縮短, 以保持施工的連續性, 使下部素砼不至于產生嚴重的離析, 而影響夯擴與樁身交接部位砼的 質量。(6) 兩次夯擴若有異常情況,不外乎以下兩種情況: 錘擊數過多, 說明持力層密度大、 土性好、 工程質量能夠得到較好的控制; 錘擊數過少, 說明樁端未進入持力層,應及時會同有關部門解決,比如采取繼續沉管等相關措施。 (7) 拔管是影響樁身質量的關鍵環節,旁站監理人員應督促施工班組嚴格控制拔

47、管速度,一 般土層以 1m/min 為宜,在軟弱土層和軟硬土交界處要放慢拔管速度控制在 0.30.6m/min。10、 在夯擴樁施工過程中出現的隆土現象,且土體上涌將造成樁身上抬,樁位偏高,產生 樁的負磨擦力, 降低單樁承載力, 處理方法是調整設計樁長和樁間距, 改變施工工藝 (樁型) 。(8) 施工順序應把握的原則: 對淤泥層較厚的宜先施工;采用退打方式從中間向兩端對稱中或自一側向單一方向進 行;樁中心距小于 1700mm 時必須采用跳打的施工措施,時間間隔不少于 28 天;根據 基礎設計標高,按先深后淺的順序進行;當持力層深度起伏較大時,宜按深度分區施工。(9) 嚴把材料關,對不合格的骨料

48、、鋼筋、水泥一律在 24 小時內清退出場,施工單位應在 開工前向監理單位砼配合比試驗報告,砼強度應滿足設計要求。 (10) 樁身長度的控制和測定: 在夯擴樁施工中, 樁身長度的控制采用設計樁長及最后三陣 (一 陣為十錘)貫入度雙向控制的方法,其中以最后三陣貫入度指標控制為主,按照要求,錘重 為 3.2T 每陣貫入度應小于80mm,樁身長度現場測定。4 振沖4.1 簡介振沖技術亦稱為振沖法,依其加固松軟土的途徑、手段不同,可分為振沖擠密法和振沖置換法或稱振沖碎石樁法。振沖法是以起重機吊起振沖器,啟動潛水電機帶動偏心塊,使振沖器產生高頻振動,同時開動高壓水泵,使高壓水由噴嘴射出,在振沖作用下,將振

49、沖器逐漸沉入土中的設計深度。清孔后即從地面向孔內逐段填入碎石。每一填石段為3050cm,不停地投石振沖,經振擠密實達到設計要求后方提升振沖器,再填筑另一樁段。如此重復填料和振密,直到地面,由此在地基中構成大直徑的樁土共同工作的復合地基。建筑物及其承擔的荷載即由地基中的碎石樁和振密了的土體共同承擔,因此,復合地基的承載力較原松軟地基大為提高,而沉降與不均勻沉降將顯著地減小。 4.2 適應性及局限性振沖適用于處理砂土、粉土、粉質黏土、素填土和雜填土等地基。對于處 理飽和黏性土和黃土地基,應在施工前通過現場試驗確定其適用性。不加填料振 沖加密適用于處理黏粒含量不大于 10%的中砂、粗砂地基。不宜用于

50、濕陷性黃 土地基。4.3 振沖的分類4.3.1 振沖碎石樁法是利用振沖器水沖成孔,分批量以砂石骨料形成樁體,樁體與原地基構成復合地基,減少地基的沉降和沉降差。本工藝有以緊密的樁體材料置換一部分地基土的振沖置換作用。4.3.2 振沖擠密法 是利用振沖器和水沖過程,使砂土結構重新排列擠密而不必另加砂石填料的方法,僅適用于處理松砂地基。4.4 施工工藝4.4.1 振沖碎石樁法 a) 定樁位: 施工時應先按樁位圖測放樁位且經監理或業主復合驗收合格后, 方可進行下一步施工。 b) 成孔:將振沖器對準孔點,以 1m/min2m/min 速度徐徐沉入土中,每沉入 0.5m1.0m,在該段高度懸留振沖 5s10s 進行擴孔,待孔內泥漿溢出時再繼 續沉入,使形成 0.8m1.2m 的孔洞,當下沉達到設計深度時,應清孔。再將振 沖器以 1m/min2m/min 的勻速沉至設計深度以上 30cm50cm,然后以 3m/min5m/min 的勻速提出孔口,再用同法沉至孔底,如此反復 12 次,達到擴孔的目的。 c) 清孔:清孔時應將振沖器沉至設計深度時,流

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