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某公司承建一座桥梁工程,该桥主桥为连续刚构桥,桥跨布置为(75+6×20+75)m,桥址处地层从上往下依次为洪积土、第四系漂流相粘土、亚粘土及亚砂土。主墩基础设计为钻孔灌注桩,每墩位8根桩,对称布置。其中1#、9#墩桩径均为Φ1.5m,其余各墩桩径为Φ1.8m,所有桩长均为50m。
事件一:施工采用循环钻机成孔(如图2-1)钻进的过程中,项目部根据不同的土层采用不同的转速和进尺速度及泥浆比重确保孔壁稳定。
图1-1 泥浆循环系统示意图
事件二:主墩1#桩基钻孔及清孔完成后,采用内径280mm的钢导管灌注水下混凝土,用测深锤测得孔底至钢护筒顶面距离为54m。对首批混凝土灌注要求有:导管底距孔底0.3m,首批混凝土导管埋入混凝土的深度为1.5m,孔内泥浆顶面至孔底深度为52.0m。此时导管总长为56m。首批水下混凝土灌注如图1-2所示,H为首批混凝土灌注后导管内混凝土高出孔内混凝土顶面的高度。混凝土密度为2.4×103kg/m3,泥浆密度为1.1×103kg/m3,钻孔扩孔系数为1.1。
图1-2 首批水下混凝土灌注示意图(单位:m)
事件三:主墩的1#桩基持续灌注2个小时后,用测深锤测得混凝土顶面至钢护筒顶面距离为31.5m,此时已拆除1.5m导管4节、2m导管5节。
事件四:3#墩的1#桩孔检验合格,安置导管完毕后,吊装钢筋笼。采用内径300mm的钢导管,由1.5m、2m、3m三种型号的节段进行现场连接。水下混凝土灌注前,对导管进行气压试压试验。在混凝土灌注过程中导管接口渗漏致使导管内发生堵管,混凝土灌注失败。
1.指出图2-1中循环钻机的类型及图中A、B、C的名称。
2.针对事件二,计算H值(单位:m)和首批混凝土最小数量(单位:m3)。(计算结果保留两位小数,π取3.14,导管壁厚忽略不计)
3.计算并说明事件三中导管埋入混凝土的深度是否符合《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ 2-2008规定?
4.指出事件四中的不妥之处,并写出正确做法。
5.除了事件四中导管接口渗漏外,还有什么原因可能引起堵管现象。
参考答案:↓
解析:
1.该钻机为反循环回旋钻机
A是泥浆池;B是沉渣池(沉淀池);C是钻杆
2.
H=[(52-1.5-0.3)×1.1]/2.4=23.01m
V=3.14×(1.5/2)2×1.8×1.1+3.14×(0.28/2)2×23.01=4.91m3
3.导管埋置深度:(54-0.3-31.5)-(1.5×4+2×5)=6.2m
因在灌注过程中,导管的埋置深度宜控制在 2~6m。 而计算结果的6.2m大于6m,所以事件三中导管埋入混凝土深度不符合规定。
4.不妥之处一:安置导管完毕后,吊装钢筋笼。
正确做法:吊装钢筋笼后再安置导管。
不妥之处二:导管采用节长1.5m、2m、3m的钢管。
正确做法:节长宜为2m。
不妥之处三:水下混凝土灌注前,对导管进行气压试压试验。
正确做法:水下混凝土灌注前,对导管进行水密承压试验和接头抗拉试验,严禁气压试压试验。
5.灌注混凝土时发生堵管的原因还有灌注导管底距孔底深度太小、完成二次清孔后灌注混凝土的准备时间太长、隔水栓不规范、混凝土配制质量差、灌注过程中灌注导管埋深过大等。