深厚砂質(zhì)地層是旋挖鉆機(jī)成孔施工時遇到較多的地層之一,若要順利施工,一般必須采用泥漿護(hù)壁。但是當(dāng)樁孔深度較大時,成孔過程中孔內(nèi)泥漿含砂率就經(jīng)常超標(biāo),使得護(hù)壁效果降低,容易誘發(fā)塌孔等事故;成孔后,孔底沉渣的厚度也往往超出要求,需要特殊處理才能保證鋼筋籠下放和混凝土灌注正常施工,這樣就降低了施工效率,增加了施工成本。因此,在解決了塌孔隱患之后,如何控制好泥漿的含砂率以及孔底沉渣厚度就成為砂層成孔的必然要求。
一、預(yù)防措施:
1.要合理選擇鉆具。深樁厚砂層樁孔鉆進(jìn)時宜選擇錐形鉆具,適當(dāng)減小筒底直徑,略微增加外側(cè)保徑條的厚度,最大限度降低鉆具提升和下放過程對側(cè)壁的擾動;鉆具流水口設(shè)置在靠近筒壁頂部位置,以盡量減小筒內(nèi)砂土在提升鉆具過程中的流失。
2.調(diào)整鉆進(jìn)辦法。單次鉆進(jìn)進(jìn)尺要控制在斗內(nèi)土在流水口以下的水平,以避免進(jìn)入斗內(nèi)的砂土自流水口進(jìn)入泥漿中;鉆進(jìn)完成后,關(guān)閉斗門時盡量減少擾動孔底土,減少孔底渣土懸浮量;提升過程中,在易塌方地層對應(yīng)的高程要適當(dāng)降低提升速率,減少側(cè)壁流水沖刷造成砂土進(jìn)入泥漿。
3.泥漿配置和管理。初始配置泥漿時就應(yīng)根據(jù)地層特點(diǎn)控制好泥漿的比重及粘度等指標(biāo),并選擇優(yōu)質(zhì)膨潤土。一般砂土地層泥漿池內(nèi)泥漿比重要控制在1.1左右,粘度控制在18s左右。
砂土地層不可避免有砂土進(jìn)入泥漿,需要著重加強(qiáng)泥漿的管理。可在回流泥漿口設(shè)置除砂設(shè)備,減小回流泥漿對池內(nèi)泥漿的影響;避免將灌注混凝土最后部分含砂率大的泥漿流向孔內(nèi);及時檢測泥漿池內(nèi)泥漿的含砂率、比重和粘度,及時補(bǔ)充新泥漿。
二、二次清孔
1.在孔深檢驗(yàn)前用特制的清孔鉆斗。清渣頭清孔鉆頭應(yīng)具有的特點(diǎn)是:外徑適當(dāng)減少;孔底不布齒而采用刮板;筒體.底板間嚴(yán)密配合減少漏砂等。
2.氣舉反循環(huán)二次清孔。端承樁要求灌注混凝土前孔底沉渣厚度在50mm以內(nèi)。為達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn),可以借助灌注混凝土用的導(dǎo)管,利用空壓機(jī)設(shè)備進(jìn)行氣舉反循環(huán)清孔。因?yàn)榇朔N方法是直接將孔底沉渣由導(dǎo)管排出,返流速度快,不僅用時短,而且可清除顆粒較大的沉渣。
3.合理緊湊的施工組織。孔底沉渣厚度與孔內(nèi)泥漿靜置的時間是正相關(guān)的,靜置時間越長,沉渣越厚,越容易出現(xiàn)塌方等事故,所以要加快鋼筋籠搭接焊和下導(dǎo)管的速度。鋼筋籠搭接焊可以增加人手,能用新工藝(如螺紋連接)的可以優(yōu)先采用;下導(dǎo)管前事先連接每兩節(jié)導(dǎo)管,做好導(dǎo)管長度搭配的設(shè)計,檢查好導(dǎo)管間的螺紋連接可靠性;使用得力的作業(yè)平臺等。
4.灌注混凝土措施。為減少二次清孔到混凝土灌注前這段時間孔底沉渣對成樁質(zhì)量的影響,可采取如下兩點(diǎn)措施:
(1)使用球閥閉水,減少導(dǎo)管內(nèi)前端混凝土在灌注過程中遇水離析而增大孔底混凝土泛起阻力;(2)在斗內(nèi)混凝土達(dá)到一半左右時提升閥門灌注混凝土,同時要開足混凝土攪拌車馬力向漏斗內(nèi)灌注混凝土,以保證一定的混凝土高度和連續(xù)性,確保將孔底沉渣壓返到混凝土面以上。
按照上述措施處理后,成孔質(zhì)量明顯提高:孔內(nèi)泥漿含砂率大幅降低至5%以內(nèi);一次清孔后下放鋼筋籠順利完成,二次清渣量明顯減少;沒有出現(xiàn)大的孔壁塌方,混凝土灌注量略高于設(shè)計用量,控制在了合同允許的充盈系數(shù)以內(nèi)。
用旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)深厚砂層時,要從泥漿配置、鉆具選擇、操作方法等方面做好一系列預(yù)防砂土進(jìn)入泥漿的措施;要做好施工組織,確保各工序間的有序連接,快速施工減少沉渣。選擇專用清孔鉆具一次清孔,并借用混凝土灌注導(dǎo)管結(jié)合氣舉反循環(huán)二次清孔可確保沉渣厚度達(dá)標(biāo)。