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水利工程中灌注桩造孔方法概况及特点分析

0241水利工程2021-07-15 10:58:29


 水利工程中灌注桩造孔方法概况及特点分析 

水利工程中经常需要对基础进行处理。在基础处理的方法中,灌注桩是施工是比较常见的,本文就灌注桩施工中的造孔环节为导入,从而对灌注桩的各种施工方法、施工机械设备,以及各自施工特点进行了总结。看完本文,你会对灌注桩的施工有所认识。

常见的灌注桩造孔方法有哪些?

灌注桩是直接在施工现场桩位上成孔,然后放入钢筋笼再灌注混凝土而成。水利工程中灌注桩造孔主要有四种方法,人力挖孔、卷扬机带冲抓锥冲孔、冲击钻机冲孔、回旋钻机钻孔。

四种造孔方法概况及各自特点分析

人力挖孔灌注桩用人力挖土、现场浇筑的钢筋混凝土桩。人工挖孔桩一般直径较粗,最细的也在800毫米以上,能够承载楼层较少且压力较大的结构主体。人工挖孔桩施工方便、速度较快、不需要大型机械设备,挖孔桩要比木桩、混凝土打入桩抗震能力强,造价比冲锥冲孔、冲击锥冲孔、冲击钻机冲孔、回旋钻机钻孔、沉井基础节省。但挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大,安全和质量显得尤为重要。场地内打降水井抽水,当确因施工需要采取小范围抽水时,应注意对周围地层及建筑物进行观察,发现异常情况应及时通知有关单位进行处理。

卷扬机带冲抓锥冲孔

孔底冲击,使锥瓣切入地层,然后用卷扬机通过钢丝绳提升冲抓锥时,切入地层的锥瓣收拢并抓取土层(见图)。提出冲抓锥,卸去土渣,如此反复循环,即达到钻孔延深成孔的目的。

冲抓锥不仅能钻进一般的松软地层,对于礓石层、卵石层以至直径粗大的砾石,均有较好的效果。由于其在钻进过程中不会破坏地层结构,不堵塞地层空隙,所以洗井容易,成井后出水量不会受影响,比其他钻进方法有较高的产率。

冲击钻机冲孔

 冲孔是用冲击钻机把带钻刃的重钻头(又称冲锤)提高,靠自由下落的冲击力来削切岩层,排出碎渣成孔。冲击钻机有钻杆式和钢丝绳式两种。前者所钻孔径较小、效率较低、应用较少。后者钻孔直径大,可根据设计的桩径来修改钻头的大小,锤重在3000kg—10000kg(具体根据桩径的大小来确定锤重)。

这种方式的成孔优点是:对邻近建筑物及周围环境的有害影响小;桩长和直径可按设计要求变化自如;桩端可进入持力层或嵌入岩层;单桩承载力大等。缺点是:灌注桩成孔工艺较复杂,操作要求较严,易发生质量事故,且技术间隔时间长,不能马上承受荷载,冬季施工困难较多。

回旋钻机钻孔

   回转钻机是由动力装置带动钻机回转装置转动,从而带动有钻头的钻杆转动,由钻头切削土壤。回转钻机用于泥浆护壁成孔的灌注桩,成孔方式为旋转成孔。根据泥浆循环方式不同,分为正循环回转钻机和反循环回转钻机。

   正循环回转钻进是以钻机的回转装置带动钻具旋转切削岩土,同时利用泥浆泵向钻杆输送泥浆(或清水)冲洗孔底,携带岩屑的冲洗液沿钻杆与孔壁之间的环状空间上升,从孔口流向沉淀池,净化后再供使用,反复运行,由此形成正循环排渣系统;随着钻渣的不断排出,钻孔不断地向下延伸,直至达到预定的孔深。由于这种排渣方式与地质勘探钻孔的排渣方式相同,故称之为正循环,以区别于后来出现的反循环排渣方式。

   反循环回转钻机成孔是由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土,利用泵吸、气举、喷射等措施抽吸循环护壁泥浆,挟带钻渣从钻杆内腔吸出孔外的成孔方法。根据抽吸原理不同可分为泵吸反循环、气举反循环和喷射(射流)反循环三种施工工艺。泵吸反循环是直接利用砂石泵的抽吸作用使钻杆内的水流上升而形成反循环;喷射反循环是利用射流泵射出的高速水流产生负压使钻杆内的水流上升而形成反循环;气举反循环是利用送入压缩空气使水循环,钻杆内水流上升速度与钻杆内外液体重度差有关,随孔深增大效率增加。当孔深小于50m时,宜选用泵吸或射流反循环;当孔深大于50m时,宜采用气举反循环。   

   回旋钻机一般适用粘土,粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层,对于具有大扭矩动力头和自动内锁式伸缩钻杆的钻机,可以适应微风化岩层的施工,为满足施工要求,旋挖钻机底盘和工作装置的配置具有装机功率大、输出扭矩大、机动灵活、多功能、施工效率高等特点,目前,旋挖钻机的最大钻孔直径为3m,最大钻孔深度达120m,(主要集中在40m以内),最大钻孔扭矩620knm。

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