论文部分内容阅读
摘要:目前挤扩支盘灌注桩施工技术是我国桥梁建设中最为普遍的基础结构之一,还适用于公路、桥梁、水利、电力等部门,与普通混凝土灌注桩相比,可以充分发挥桩土的载荷作用,挤扩支盘桩的承载力较高,通过介绍支盘桩的特点,了解设计方法施工的工艺流程,使这种新桩型便于应用于工程实践过程中。
关键词:风力发电;挤扩支盘;灌注桩施工
挤扩支盘灌注桩是一种在等截面基础上发展出来的新桩型,可用在风力发电的基础上,此技术的发展较早,大约在20世纪80年代末期,随后技术取得了我国的发展专利。挤扩支盘灌注桩施工技术在90年代得到了快速发展,应用在许多大型项目中,使用效果较为明显,通过多年工程的研究和实践,我国国家电力公司也逐渐使用此项技术。挤扩支盘灌注桩是钢筋混凝土灌注桩,通过液压挤扩,对承力盘周围施以压力,将支盘紧密结合为一体,形成挤扩支盘灌注桩。这项技术可以减少桩径和桩长,还可以提高桩的承载力,已在工业和民用建筑上得到了大量推广。
1挤扩支盘灌注桩的优缺点
挤扩支盘灌注桩是由主桩、底盘、中盘和数个分支组成,一般根据地质的实际情况,在土壤中设置分支及承载力。支盘桩桩身结构的优缺点如下:
挤扩支盘灌注桩技术能够利用桩身的上下部的硬土层,进而改善直径钻孔灌注桩的受力机制,会使桩基础的建筑建构稳定耐磨,让建筑机构的变形更小,挤扩支盘灌注桩多是渐进压缩型,挤扩支盘桩工艺应用范围广泛,适用于各种成孔工艺。
适应性强,可在土层中成桩,不受地下水位的限制,可依据承载力的需要,可以采用增强分支和承载力的数量,进而提高单桩承载力的,增强建筑的抗震性能。而且支盘位置恰当,支盘可以充分发挥各力层,让单层桩的承载得到充分发挥,如大型厂房、水塔等都可采用支盘桩基。可以产生较高的经济效益,单桩承载力较大,在载荷相同的情况下,可减少桩径、减少桩柱,也可以减少承台的尺寸,使整个工期缩短,达到节省投资的目的,挤扩支盘灌注桩单方面的承载力是普通的灌柱桩的两倍以上。
2挤扩支盘灌注桩的施工工艺
挤扩支盘灌注桩利用支盘成型机等设备,通过液压传动,展现出挤扩情况,挤扩压力值的大小决定了地层的软硬程度。我们通过对支盘机深浅的掌控,掌握各层的软硬变化,来确保勘察精度的精确,有效地控制持力层,完成盘位尺寸的设计,保证了承载力的设计要求。作为支盘桩工艺特点,让成型机的操作更加简单,生产效率高,设计新颖,可与普通的机械钻机配套使用。
泥浆护壁成孔工艺。当下水道的水位较高时,一般采用孔内土层的粘性土泥浆护壁成孔,根据支盘的设计深度,下到液压挤扩支盘成型机,可以将液压工作站,经多次的挤扩支盘作业,使灌装混凝土成型,完成此项作业。
干作业成孔工艺。当地下水位较深时,可按照设计值支盘的尺寸进行挤扩作业,处理灌装混凝土的成型进度较快。重锤捣扩成孔工艺。在浅层的土地分布区,载荷不大的多层建筑物上层,利用浅部粘土层作为依靠,在孔的内层加入建筑废料,用重锤冲捣将废料挤入孔壁,放入支盘机,按照盘位尺寸再挤扩成盘,浇灌混凝土成型,获取单层承载力,可以节约材料,而且不受噪音与振动限制的区域。
3挤扩支盘灌注桩的设计
根据工程地质勘察资料可设置支盘的土层,考虑的为以下三个方面:一是所选土层可提供较大阻力的硬土层,一般选用可塑性的硬性粘性土,二是硬土层要达到一定的厚度,三是要考虑软弱下层的影响,大多盘下不允许软弱土层的存在。
支盘柱的选型。根据结构、地质等综合因素,可选取经济合理的支盘桩方案,确定成立盘的数量,确保施工质量,而且分支盘的数量不宜过多。
4风力发电基础中支盘桩的施工要点
除了要满足大直径灌注的施工设备工艺,具体的施工如下:
选择合作的挤扩支盘的机械,目前我国已有的扩孔机械专利,施工单位可以根据自己的条件选择使用。成盘时应按照设计提供的盘径和挤扩设备的宽度,计算出支次数和将要转动的角度,每次转动需要做好标志,完成盘形需要设备转动到180°,支盘成型需要从下往上进行,每次成型后,需要补充泥浆,在成盘过程中,应细心观察液压表的变化,记录支盘压力值上的时间,并测量出泥浆面的落差以及机械浮动量,根据成孔情况和挤扩压力等,观察土层压力的变化,对桩距采用跳打施工的方法。
5支盘桩成孔质量监控要点
孔底沉渣是影响桩承载能力的重要因素,有关规范规定,水下灌注桩桩底沉渣厚度对端承桩不得超过30 mm、磨擦桩为300 mm,但在施工过程中,常有不少桩的桩底沉渣仍满足不了此要求,究其原因,主要是由于泥浆性能不符合要求。影响灌注桩成桩质量的泥浆的性能指标主要是比重和粘度,若泥浆过稀,则携渣能力不够,若泥浆过稠,则孔壁会形成一层厚厚的泥皮,无形之中减少了桩径。
孔壁坍塌一般是因预先未料到的复杂的不良地质情况、钢护筒未按规定埋设、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、孔口周围排水不良或下钢筋笼时碰撞孔壁等因素造成的,易造成埋、卡钻事故,应高度重视并采取相应措施予以解决。
扩径、缩径都是由于成孔直径不规则出现扩孔或缩孔及其它不良地质现象引起的,扩孔一般是由钻头振动过大、偏位或孔壁坍塌造成的,缩孔主要是由于钻头磨损过甚、焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的。
6支盘桩混凝土灌注过程质量监控要点
混凝土的坍落度对成桩质量有直接影响,坍落度合理的混凝土应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能,坍落度合理的混凝土可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性,一般应控制在18~22cm范围内。要配制出合理坍落度的混凝土来保证桩身质量,必须重视以下几点:①制作混凝土的原材料必须符合使用要求,特别是水泥的质量必须保证,粗骨料尺寸级配要合理,所使用的材料要进行二次复检方可投入使用;②混凝土的配合比要通过试验确定;③做好混凝土在现场搅拌的质量控制工作,严格按配合比进行投料;④要设有专人对搅拌室的混凝土进行坍落度等指标的检验;⑤按设计要求做好混凝土的试块工作,并保证取样的真实性。
导管底端在混凝土面以下的深度是否合理关系到成桩质量,必须予以严格控制。监理人员应要求施工单位在开浇时,料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1.0 m以上的混凝土初灌量,以免因导管下口未被埋入混凝土内造成管内反混浆现象,导致开浇失败;在浇注过程中,要经常探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置,及时拆卸导管,保持导管合理埋深,严禁将导管拨出混凝土面,导管埋深一般應控制在2~6 m,过大或过小都会在不同外界条件下出现不同形式的质量问题,直接影响桩的质量。
在钻孔灌注桩施工中,要想保证桩头的质量,必须控制好最后一次灌注量,桩顶不得偏低,凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值,这就要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高。在实际施工中,超灌量控制不当是经常存在的问题,超灌量过大,造成浪费,超灌量不足,桩质量不能得到满足。另外,在开挖桩头检测时发现,由于桩顶混凝土与孔内泥浆有直接接触,里面有时会裹有泥砂和浮浆等杂质,对桩头质量产生极大影响。
7结语
支盘桩是通过使用特殊的机具,结合普通灌注桩,通过改变桩身的外形改善桩柱的承载性能,达到提高承载力的目的。对于不同土壤的适用性,不受地下水位的限制,在大多数的河流支口旁都可以使用此项技术。挤扩支盘灌注技术的应用,可以使桩柱本身结构发生改变,与传统钻孔桩相比,具有较明显的优点,有很重要的前景,风力发电挤扩支盘灌注施工技术,目前还处于发展阶段,对其机理的探究还需要展开进一步工作,经过不断地发展会得到更加广泛的应用。
参考文献:
[1] 黄卫,蔺海成.挤扩支盘灌注桩在某工程中的应用与质量控制[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(35):372-372.
[2] 凌源.宜良南盘江双线特大桥钻孔灌注桩施工技术[J].建筑工程技术与设计,2015,(5):511-511.
作者简介:
姜勇,(1971.2-),男,辽宁丹东人,汉,中级工程师,本科学历,从事电力管理工作。
(作者单位:中国广核新能源控股有限公司工程事业部安徽区域)
关键词:风力发电;挤扩支盘;灌注桩施工
挤扩支盘灌注桩是一种在等截面基础上发展出来的新桩型,可用在风力发电的基础上,此技术的发展较早,大约在20世纪80年代末期,随后技术取得了我国的发展专利。挤扩支盘灌注桩施工技术在90年代得到了快速发展,应用在许多大型项目中,使用效果较为明显,通过多年工程的研究和实践,我国国家电力公司也逐渐使用此项技术。挤扩支盘灌注桩是钢筋混凝土灌注桩,通过液压挤扩,对承力盘周围施以压力,将支盘紧密结合为一体,形成挤扩支盘灌注桩。这项技术可以减少桩径和桩长,还可以提高桩的承载力,已在工业和民用建筑上得到了大量推广。
1挤扩支盘灌注桩的优缺点
挤扩支盘灌注桩是由主桩、底盘、中盘和数个分支组成,一般根据地质的实际情况,在土壤中设置分支及承载力。支盘桩桩身结构的优缺点如下:
挤扩支盘灌注桩技术能够利用桩身的上下部的硬土层,进而改善直径钻孔灌注桩的受力机制,会使桩基础的建筑建构稳定耐磨,让建筑机构的变形更小,挤扩支盘灌注桩多是渐进压缩型,挤扩支盘桩工艺应用范围广泛,适用于各种成孔工艺。
适应性强,可在土层中成桩,不受地下水位的限制,可依据承载力的需要,可以采用增强分支和承载力的数量,进而提高单桩承载力的,增强建筑的抗震性能。而且支盘位置恰当,支盘可以充分发挥各力层,让单层桩的承载得到充分发挥,如大型厂房、水塔等都可采用支盘桩基。可以产生较高的经济效益,单桩承载力较大,在载荷相同的情况下,可减少桩径、减少桩柱,也可以减少承台的尺寸,使整个工期缩短,达到节省投资的目的,挤扩支盘灌注桩单方面的承载力是普通的灌柱桩的两倍以上。
2挤扩支盘灌注桩的施工工艺
挤扩支盘灌注桩利用支盘成型机等设备,通过液压传动,展现出挤扩情况,挤扩压力值的大小决定了地层的软硬程度。我们通过对支盘机深浅的掌控,掌握各层的软硬变化,来确保勘察精度的精确,有效地控制持力层,完成盘位尺寸的设计,保证了承载力的设计要求。作为支盘桩工艺特点,让成型机的操作更加简单,生产效率高,设计新颖,可与普通的机械钻机配套使用。
泥浆护壁成孔工艺。当下水道的水位较高时,一般采用孔内土层的粘性土泥浆护壁成孔,根据支盘的设计深度,下到液压挤扩支盘成型机,可以将液压工作站,经多次的挤扩支盘作业,使灌装混凝土成型,完成此项作业。
干作业成孔工艺。当地下水位较深时,可按照设计值支盘的尺寸进行挤扩作业,处理灌装混凝土的成型进度较快。重锤捣扩成孔工艺。在浅层的土地分布区,载荷不大的多层建筑物上层,利用浅部粘土层作为依靠,在孔的内层加入建筑废料,用重锤冲捣将废料挤入孔壁,放入支盘机,按照盘位尺寸再挤扩成盘,浇灌混凝土成型,获取单层承载力,可以节约材料,而且不受噪音与振动限制的区域。
3挤扩支盘灌注桩的设计
根据工程地质勘察资料可设置支盘的土层,考虑的为以下三个方面:一是所选土层可提供较大阻力的硬土层,一般选用可塑性的硬性粘性土,二是硬土层要达到一定的厚度,三是要考虑软弱下层的影响,大多盘下不允许软弱土层的存在。
支盘柱的选型。根据结构、地质等综合因素,可选取经济合理的支盘桩方案,确定成立盘的数量,确保施工质量,而且分支盘的数量不宜过多。
4风力发电基础中支盘桩的施工要点
除了要满足大直径灌注的施工设备工艺,具体的施工如下:
选择合作的挤扩支盘的机械,目前我国已有的扩孔机械专利,施工单位可以根据自己的条件选择使用。成盘时应按照设计提供的盘径和挤扩设备的宽度,计算出支次数和将要转动的角度,每次转动需要做好标志,完成盘形需要设备转动到180°,支盘成型需要从下往上进行,每次成型后,需要补充泥浆,在成盘过程中,应细心观察液压表的变化,记录支盘压力值上的时间,并测量出泥浆面的落差以及机械浮动量,根据成孔情况和挤扩压力等,观察土层压力的变化,对桩距采用跳打施工的方法。
5支盘桩成孔质量监控要点
孔底沉渣是影响桩承载能力的重要因素,有关规范规定,水下灌注桩桩底沉渣厚度对端承桩不得超过30 mm、磨擦桩为300 mm,但在施工过程中,常有不少桩的桩底沉渣仍满足不了此要求,究其原因,主要是由于泥浆性能不符合要求。影响灌注桩成桩质量的泥浆的性能指标主要是比重和粘度,若泥浆过稀,则携渣能力不够,若泥浆过稠,则孔壁会形成一层厚厚的泥皮,无形之中减少了桩径。
孔壁坍塌一般是因预先未料到的复杂的不良地质情况、钢护筒未按规定埋设、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、孔口周围排水不良或下钢筋笼时碰撞孔壁等因素造成的,易造成埋、卡钻事故,应高度重视并采取相应措施予以解决。
扩径、缩径都是由于成孔直径不规则出现扩孔或缩孔及其它不良地质现象引起的,扩孔一般是由钻头振动过大、偏位或孔壁坍塌造成的,缩孔主要是由于钻头磨损过甚、焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的。
6支盘桩混凝土灌注过程质量监控要点
混凝土的坍落度对成桩质量有直接影响,坍落度合理的混凝土应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能,坍落度合理的混凝土可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性,一般应控制在18~22cm范围内。要配制出合理坍落度的混凝土来保证桩身质量,必须重视以下几点:①制作混凝土的原材料必须符合使用要求,特别是水泥的质量必须保证,粗骨料尺寸级配要合理,所使用的材料要进行二次复检方可投入使用;②混凝土的配合比要通过试验确定;③做好混凝土在现场搅拌的质量控制工作,严格按配合比进行投料;④要设有专人对搅拌室的混凝土进行坍落度等指标的检验;⑤按设计要求做好混凝土的试块工作,并保证取样的真实性。
导管底端在混凝土面以下的深度是否合理关系到成桩质量,必须予以严格控制。监理人员应要求施工单位在开浇时,料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1.0 m以上的混凝土初灌量,以免因导管下口未被埋入混凝土内造成管内反混浆现象,导致开浇失败;在浇注过程中,要经常探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置,及时拆卸导管,保持导管合理埋深,严禁将导管拨出混凝土面,导管埋深一般應控制在2~6 m,过大或过小都会在不同外界条件下出现不同形式的质量问题,直接影响桩的质量。
在钻孔灌注桩施工中,要想保证桩头的质量,必须控制好最后一次灌注量,桩顶不得偏低,凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值,这就要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高。在实际施工中,超灌量控制不当是经常存在的问题,超灌量过大,造成浪费,超灌量不足,桩质量不能得到满足。另外,在开挖桩头检测时发现,由于桩顶混凝土与孔内泥浆有直接接触,里面有时会裹有泥砂和浮浆等杂质,对桩头质量产生极大影响。
7结语
支盘桩是通过使用特殊的机具,结合普通灌注桩,通过改变桩身的外形改善桩柱的承载性能,达到提高承载力的目的。对于不同土壤的适用性,不受地下水位的限制,在大多数的河流支口旁都可以使用此项技术。挤扩支盘灌注技术的应用,可以使桩柱本身结构发生改变,与传统钻孔桩相比,具有较明显的优点,有很重要的前景,风力发电挤扩支盘灌注施工技术,目前还处于发展阶段,对其机理的探究还需要展开进一步工作,经过不断地发展会得到更加广泛的应用。
参考文献:
[1] 黄卫,蔺海成.挤扩支盘灌注桩在某工程中的应用与质量控制[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(35):372-372.
[2] 凌源.宜良南盘江双线特大桥钻孔灌注桩施工技术[J].建筑工程技术与设计,2015,(5):511-511.
作者简介:
姜勇,(1971.2-),男,辽宁丹东人,汉,中级工程师,本科学历,从事电力管理工作。
(作者单位:中国广核新能源控股有限公司工程事业部安徽区域)