水利畢業論文:灌注樁施工

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目前,水下混凝土的施工方法分為兩大類:一是在水上拌制混凝土拌合物,進行水下灌注,如導管法、泵壓法、柔性管法、傾注法、箱袋法、鋪石灌漿法、開底容器法和裝袋疊置法;二是在水上拌制膠凝材料,進行水下預填骨料的壓力灌漿,包括加壓灌注和自流灌注。由於施工方法多樣化和不斷發展進步,水下不但能灌注一般的水泥混凝土,還能灌注纖維混凝土、瀝青混凝土、樹脂混凝土等。水下混凝土的施工方法越來越多,工程規模越來越大,套用範圍越來越廣,是一種極有發展前途的混凝土施工技術。

一、灌注樁的成孔

1.1 成孔設備和鑽具的要求與選擇灌注樁成孔設備多為轉盤鑽機

鑽進時,鑽頭的擺動較大,擴孔情況嚴重,不利於施工。為了消除這一不良影響,保持鑽孔的垂直度,應採取相應的技術措施,約束鑽具的擺動。結合灌注樁造孔鑽進的鑽頭與小口徑鑽進的鑽頭在底刃、側刃刻取地層的機理:小口徑鑽進時,鑽頭的側刃對刻取岩石起到非常重要的作用;而灌注樁鑽進的地層較軟,相比之下,側刃的作用就小得多。因此,建議在灌注樁孔鑽進時設計相適應的鑽頭以減小鑽孔的擴孔率。

1.2 鑽進參數的選擇

1.2.1 鑽進泵量

灌注樁孔鑽進時需要較大的泵量以排出粘土粉,其泵量計算公式為:q=fv60式中,q——沖洗液量(m3/min);f——環狀間隙面積(m2);v——沖洗液上返返速度(m/s)。以灌注樁鑽進設計孔徑為500mm、鑽桿直徑為89mm、環狀面積以0.2m2計算,在採用泥漿泵的最大泵量600l/min時,其泵量使得粘土粉上返的速度是非常緩慢的,遠小於小口鑽探的泥漿的上返速度0.3m/s。

1.2.2 鑽進轉速

由於灌注樁孔的鑽進多為粘土層的鑽進,粘土層的強度與硬度等力學參數較小,鑽具易刻取粘土,所以為了保持鑽進穩定,減小鑽進的擴孔率,必須採用較小的轉速鑽進。

二、灌注混凝土的配製

2.1 混凝土減水劑的套用

根據目前的資源情況和外加劑性能的特點,在灌注樁混凝土的配製中使用的減水劑多為mf複合劑。其能使混凝土在滿足性能的基礎上,還具有高流態、較高抗凍的特點。

2.2 灌注樁混凝土的配製

灌注樁混凝土的配製與建築混凝土相比具有特殊性,其必須具有較高的流動性,同時還應考慮受到泥漿的侵蝕作用而影響混凝土的性能。因此,在配製時建議採取以下技術措施。

2.2.1 加大設計配合比

混凝土配製強度rp採用大於設計標號r的50%的配合比。不僅總平均值要滿足設計標號,還應滿足95%的強度保證率。強度離差係數cv 取0.2,查配製強度與設計標號之比的關係曲線可得rp/r=1.5,即rp=1.5r。當r=200mpa,則rp=1.5×200=300mpa。

2.2.2 選擇適合的材質

(1)添加改善混凝土性能的處理劑。例如,添加具有表面活性劑化學性質的mf 高效減水劑改善混凝土的性能。

(2)增加含砂率。砂率對混凝土流動及粘聚性有較大影響。一般參數為:比重為2.60,細度模數為2.89,吸水率為2%,含砂率為50%。

(3)加大混凝土的水泥含量。按建築用混凝土配比最小水泥含量的二倍進行配製:即225×2=450(kg/m3)。