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经验!旋挖钻机的质量控制与故障排除
2019-06-13    by : 五创机械

作为工程基础,旋挖钻机被应用得相当普遍,这也是由它对各种地质条件的适应性及施工简单易操作所决定的。但是,由于其施工工艺环节多,一环不慎,便会有质量事故发生,需要施工人员具有认真的工作态度、良好的技术水平和丰富的临场处理能力。尤其在桥梁建设中,桩基位置可选择变化余地不大,更需要加强施工管理,搞好成桩质量。

1、钻孔前的质量控制

在准确放样的前提下埋设护筒,埋设护筒的方法和要求,《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-89(以下简称《规范》)己作出了较详细的规定。如果钻孔是在陆地上进行的,则一般采用挖坑法,比较简单易行;如果钻孔在水上进行,则护筒埋设采用锤击打入的方法,比较快捷稳妥,前提条件是均要在护筒上口作好桩中心标记,以便钻机对中。钻孔对中过程中,比较易忽视的就是钻机底座的水平问题,这在一般成套设备中因为有液压调整装置,问题不大,只要注意就行了;而在自制的钻孔设备中,由于没有水平调整装置,再加上有时在水上搭设平台,平台本身即与水平面不平行,致使钻杆夹具无法保持水平,引起钻杆的不垂直,从而影响灌注桩的垂直性。尽管此时钻头中心与护筒所标设的桩中心重合,而实则桩位已偏斜。因此在对位及钻孔过程中,均应观测调整钻机的水平和垂直度。

2、钻孔过程中的质量控制

首先应根据孔位所在的地质情况、选用的钻机型号和性能,选择合适的钻锥。在钻孔过程中,应采取减压钻进,孔底承受的钻压不超过钻杆、钻锥和压块重量之和的60%,以避免和减少斜孔、弯孔和扩孔现象。

应注意钻孔的连续性。因故停钻时,应将潜水钻机及钻锥提升至孔外以防埋钻。发现异常情况,如塌孔、进尺异常等问题,应仔细观察分析,查明原因和位置,及时与监理、设计单位取得联系,采用相应的对策。掉钻落物应及时打捞,以免被泥沙埋没,影响继续钻孔。

3、成孔后的质量控制

在钻孔到位后,要做到的第一步就是清孔。若是钻机钻孔的,应注意提升钻锥20~30cm后继续循环。可用相对密度较低的泥浆或清水压入清孔,具体应视实际情况而定。如地下水位高时,地层容易坍塌,泥浆相对密度可大些,但过大会造成混凝土顶升困难,特别要注意的是避免泥浆比重上下不一的情况。清孔过程中应注意保持水头,经常检测泥浆指标,一旦达标,迅速起钻。可用直径比设计桩径小5cm钢筋圆圈放入孔内验收桩径,然后下钢筋笼,尽可能缩短浇筑前的操作时间,减少沉淀量。

严禁用加深孔底深度的方法代替清孔,这将会极大地降低桩尖处土的极限承载力,也容易因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。

将制做好的钢筋笼下放时,应保证钢筋笼的焊接质量,成笼圆直。应选派经验丰富、技术熟练的人员操作,为节省时间,可两名人员同时操作。要求严格按图施工制作,包括钢筋的数量、钢筋笼的加强箍,这样才能保证下放时不变形。

准确计算钢筋笼的置放位置,要保证伸进承台部分的钢筋长度。下放时,随时调整笼子的位置,使笼中心与桩中心保持一致。为了保证中心的一致性及保证钢筋笼的混凝土保护层的厚度,沿钢筋笼纵向设置混凝土保护层垫块。

在下导管前,应对导管的连接进行水密试验,并记录各节长度和编号,便于浇筑过程中的长度计量。

4、浇筑前的质量控制

首先是材料的准备工作。包括黄砂的过筛、去除各种杂质、石子的冲洗等等。其次就是对各项操作机械进行检查,包括搅拌机的试运转,如果是翻斗车运输则还应检查翻斗车的性能、运料,如果是爬梯还应检查爬梯的牢固、顺滑程度。笔者就曾经经历过翻斗车无法倒料,引起浇筑过程中,因爬梯上爬斗不顺滑倾覆,导致爬梯扭曲,浇筑工作中断的事故。

导管在每次浇筑卸管后即冲刷干净。浇筑前的连接应分清编号及长度,以免影响计量埋深值。由于混凝土在泥浆中灌注和养护,混凝土的操作配合比应在保证设计强度前提下再加上一个保证率。

《规范》要求首批混凝土的数量应能满足导管初次埋置深度≥1.0m,因此应准确计量导管上口漏斗的斗容量。容量不够的,应及时采取措施加以调整,保证首灌混凝土的冲击力和排淤能力。另外,也要检查漏斗底口的隔水设施是否完好可靠,不要因人为的疏忽而导致事故。

在准备工作期间,还应准备好水泵、吸泥机、高压水管等各种处理故障的设备,以防万一。在开浇前,应测量孔底沉淀厚度,保证不大于规定值。如果大于规定值,还得再次清孔。此时,可用喷射清孔法,即用高压射水或射风数分钟,待少量沉淀物漂浮后,立即浇灌水下混凝土。

5、浇筑过程中的质量控制

根据经验,首批混凝土除数量满足埋深要求外,可适当增加一点水泥量及含砂量,以保证其和易性和流动性,使以后浇入的混凝土容易顶升;若首批混凝土的初凝时间早于灌注全部混凝土所需的时间,则首批混凝土中还得掺入缓凝剂。经常检测混凝土的坍落度,并使之控制在18~20cm的范围内。

浇筑过程中,最重要的就是控制导管的埋深,《规范》要求在2~6m范围内。埋深过小会使管外混凝土面上的泥浆卷入混凝土形成夹泥:过大则使混凝土不易流出顶升,还可造成桩外周的混凝土出现骨料离析和空洞,减小桩的有效直径;亦可造成近导管处混凝土面高,远导管处混凝土面低,从而混凝土先顶升再水平扩散,出现死角区,使泥浆和混凝土混合物填实在死角区,造成钢筋的握裹力不足。

提升导管的原则是:

(1)每次卸掉的导管长度应和浇入桩孔的混凝土上升高度相对应;

(2)必须保证导管埋深在2~6m范围内。

这就要求我们几乎在每次下料后,都应准确测定混凝土面的上升高度,计算导管埋深,从而确定导管拆卸的节数,作好拆卸记录,防止导管拔出混凝土面而造成断桩。在混凝土浇至钢筋笼位置时,应放慢混凝土浇筑速度,使导管有较大的埋深,待混凝土表面进入钢筋骨架一定深度后,再提升导管口控制在最小埋深,使导管口高于钢筋笼底骨架一定距离继续灌注,防止钢筋笼被顶托上升。

当灌注将至设计位置时,由于导管外泥浆稠度增大,混凝土顶升困难,可用水冲法稀释泥浆,提高灌注落差,并适当加大埋深,因为此时泥砂、部分拌和物及被首批混凝土翻上来的沉淀物等杂物均落在混凝土的上面,测深无法反映混凝土顶面高度,容易造成误测,致使过早停浇。所以,《规范》规定桩顶标高应预加上0.5~1.0m的高度,以后再开挖基坑后凿除质量不高的一部分桩头。

6、故障排除

钻孔过程中的坍孔、卡管、掉物等故障,可分别采用回填重钻、淤泥吸拔、叉钩打捞等方法,只要工前认真检查,有的故障可避免。下面重点谈谈浇筑过程中出现的故障及处理方法。

(1)卡管是最常见的现象,原因不外乎有:混凝土和易性、流动性差造成离析,各种机械故障引起混凝土浇筑不连续,在管中停留时间过长而卡管,导管进水造成混凝土离析等。排除的办法有:

①锤击导管法兰,吊绳上下抖动等兼可疏通。个别严重的,也可安装附着式振动器,但最好在一开始就采用,其害处是振动可疏通,同样也可使混凝土离析。

②若卡管位置在地面以下不多远者,可用25以上的钢筋冲捣。

③在导管外加焊铁板,利用导管下落时铁板与其它卡座的撞击振动疏通。

④导管进水,能在导管中听到“嘶嘶’’的水流声,此时应迅速查明漏水的位置,在埋深允许的情况下,尽量将其埋在混凝土中。否则,应提升导管,处理好漏水以后,设置隔水栓重下导管,重新浇筑,所以应率先做好水密试验。

(2)导管进水,其原因有:首灌混凝土量不足或导管口提升过高以至无埋深;误测导致导管提升至混凝土面外,其基本现象为导管中会重新充水,孔内水位明显下降。其解决办法为:

①如果是第一种原因造成的进水,可用导管作为吸管,用空管吸泥方法将孔内混凝土吸出,重新灌注。

②第二种原因则可采用重插法。即重新插入混凝土中,用泥浆泵抽出管内的泥浆,再重新浇灌混凝土。其前提条件是表面混凝土没初凝,若超过初凝时间则作为废桩。若没埋深,但导管内有混凝土面而没进水,则插入重浇,但有可能造成夹层,应注意测试。

③若导管已离桩顶不远时进水,可在以后基础开挖中埋入护筒,清除沉渣及软弱混凝土层,安装同样直径的模板,浇筑混凝土至设计标高。

(3)导管拔断或拔不出,其原因有埋深过大,时间长后造成混凝土初凝,引起摩阻力过大,螺栓拧紧力矩不足。处理办法有:

①、加强测深,控制埋深。

②、若导管断在混凝土中,则继续浇筑,权当加入钢筋;若导管断在混凝土外,则采用重插法,设置隔水栓,重下导管重新浇筑,前提同样是混凝土未初凝。

若用上述方法处理无效时,应及时将导管拔出,将已灌的混凝土吸出,抽出钢筋笼,重新清孔,下钢筋笼,下混凝土,再无法处理时,只能按废桩对待。

(4)由于桥梁上桩位可选择的余地不大,《规范》要求桩径中心距在承台底面处不得小于桩径的1.5倍。因此,废桩情况应绝对避免,实在无法避免,只得采用补桩的方法。补桩分两种:

①原桩位上补。此时可采用反循环钻机除去钻锥,泥浆泵将泥渣及混凝土渣吸排出去,并短时可采用清水清孔,在钻头上焊接十字钢钢骨架对原桩顶面捣刮,然后下导管继续浇筑,以后加强检测。

②原桩位报废。一般要补对称两根,且无桩位,常采用原桩位上补一根,旁边再浇一根的方法,但这种方法必须经设计部门认可。另外,国外补桩时应充分考虑这个因素。

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