机械泥浆钻冲成孔与水下灌注桩施工技术_论文发

发布时间：2022-10-05 21:44 热度：

　　机械泥浆钻冲成孔与水下灌注桩施工技术
　　于遵义（贵州贵阳550001）
　　摘要：结合实际工程，详细介绍了机械泥浆钻孔冲成孔原理及施工技术。重点介绍了其施工工艺流程、优缺点及事故处理方式。对类似工程的施工可借鉴本文所述方法。
　　关键词：机械冲击；灌注桩；泥浆钻冲成孔
　　一般房屋基础工程中、桩主要承受垂直的轴向荷载；在河港、桥梁、高耸塔型建筑中，桩基通过作用于桩尖（或称桩端、桩底）的地层阻力和桩周围土层的摩阻力来承受轴向荷载，依靠桩土层的侧向阻力承受水平荷载。在各类大口径机械成孔桩基础施工工艺中，因不同地区、不同地质构造及复杂地层的地质成因，造成在施工中常遇到技术方面的难题及质量、安全事故处理。
　　1机械冲击成孔灌注桩
　　1.1原理
　　冲击钻成孔施工法是采用冲击式钻机或卷扬机带动一定重量的冲击钻头，在一定的高度内使钻头提升，然后突放使钻头自由降落，利用冲击动能冲挤土层或破碎岩石形成桩孔，用淘渣筒或其它方法将泥浆泵送至孔底进行循环后、再将钻渣岩屑排出孔外。每次冲击之后，冲击钻头在钢丝绳转向装置带动下转动一定的角度，从而使桩孔得到规则的圆形断面。
　　1.2其优缺点
　　1）优点用冲击方法破碎岩土，尤其是破碎有裂隙、溶洞、溶槽的坚硬岩土，所消耗的功率小，破碎效果好。同时由于在冲击土层和破碎地层时所产生的冲击挤压作用，形成的孔壁较为坚固，相对减少了破碎体积，对裂隙、溶洞、溶槽的充填从而节省了大量的混凝土。
　　在冲击过程中为确保桩基质量，在裂隙、岩溶地层钻进时，做到下列事项：①冲击钻头操作平稳，尽可能少碰孔壁；②先用较圆形冲头，冲程不宜大于0.5m；③遇到裂隙，漏失泥浆时，可边冲击边投入粘土、碎石、毛石，直至穿过裂隙，能有效避免垮孔、卡钻事故；④遇溶洞时，可减少冲程和悬距进行边冲边向孔内投入小毛石或碎石，以冲挤到溶洞内作骨架，当遇到易垮塌地层时，能迅速将钻头提离孔底及孔口外。
　　2）缺点在利用钢丝绳牵引冲击钻头进行冲击钻进时，大部分作业时间消耗在提放钻头、掏渣、孔桩纠斜上、钻进效率较低；随着孔桩的加深，掏渣时间和孔底清渣时间均增加，而且在内冲头遇到溶槽、溶洞，易造成冲头倒锤、卡锤等现象，从而对孔桩的垂直度及其他指标造成偏差。
　　1.3泥浆调制及泥浆护壁携渣原理
　　1）泥浆调制在孔桩附近挖宽2.00m，长3.5m。深1.00m的泥浆池1个，安装泥浆专用泥浆搅拌机l台，并使用膨润土或优质粘土再添加聚炳烯酰胺（PH）和火碱羚甲纤维素（CMC），CMC为羚甲基与纤维素以及乙醚化合成的钠盐，这些都是具有水溶性与电离性能的高分子物质，与水泥几乎不发生作用，但这样的泥浆成本过高。
　　2）在孔桩内填入粘性好、含砂量少的优质粘土，通过冲击钻头反复冲击形成搅拌原理，让新投入的优质粘土和孔内原生土水的混合物制成密度大于1.4以上的粗糙泥浆，在不抽水的情况下，泥浆在孔内对孔壁产生一定的静水压力，可抵抗作用在孔壁的侧向土压力和水压力，防止坍孔。同时失水量小的孔，泥浆会在孔壁上形成薄而坚韧的泥皮可防止泥浆漏失，防止渗入孔壁的自由水，从而对孔壁具有良好的保护作用。泥浆具有一定的粘度和包裹性，它能将孔内因冲击孔底而产生的土渣、岩屑、在泥浆泵的作用下悬浮起来，并通过泥浆循环置换出孔桩外完成泥浆对孔桩清渣工作。
　　2施工工艺流程
　　2.1施工程序
　　1）桩位测定，桩孔经放样校对后进行护筒埋置，或人工挖孔混凝土支护。
　　2）设置护筒，（或人工混凝土支护），护筒内径应比冲击钻头直径大200～300mm，直径大于1.00m的护筒如果刚硬度不够时，可在顶端焊加强环，在护简外壁煜竖向加肋筋；如护简直径过大，可改用人工支护混凝土。
　　3）安装冲击钻机，冲击钻进在钢丝绳冲击过程