桥梁施工应用钻孔灌注桩施工技术分析

作者:未知

  摘要:随着我国基础建设的发展,灌注桩施工技术越来越重要。钻孔灌注桩桩长可以根据持力土层的起伏面变化,并按使用期间可能出现的最不利内力组合配置钢筋,具有钢筋用量少、施工操作简便、施工效果显著等特点。因此,关于钻孔灌注桩施工技术在桥梁施工中应用的研究,对指导工程施工实践作业具有重要现实意义。
  关键词:钻孔;灌注桩;桥梁;施工技术
  一、施工前的准备
  在钻孔灌注桩施工前,①依据设计图纸、行业规范标准、地质勘察报告以及现场勘查结果进行合规性检查,审查方案设计的编制依据、钻孔灌注桩的工艺流程、技术指标以及安全施工措施等内容是否符合相关要求,还应对施工方案中是否有应对突发性事件的应急救援预案进行审查;②检查施工现场的设施设备以及材料等,检查泥浆循环系统的完整性;检查导管的出厂合格证之后,需要对导管进行水密性承压试验;检查灌注混凝土材料尺寸是否符合设计规范要求;严格按照规范、设计要求进行施工放样,复核桩位偏差,检查护筒的埋设高度,确保其位置满足规范、设计要求;在钻机就位后,检查其水平度以及稳固情况,检查钻杆是否保持铅垂。
  二、钻孔灌注桩技术的工艺流程
  钻孔灌注桩的施工程序主要包括:护筒埋置、泥浆制备与护壁、钻孔清孔、钢筋骨架的制作与安放、灌注水下混凝土等工序。
  (一)埋设护筒
  护筒埋置是钻孔灌注桩施工过程中的第一步,护筒有稳定孔壁、防止塌孔、隔离地表水保护孔口地面、固定桩孔位置和导向钻头的作用。护筒的埋置,要确保护筒的中心线与桩的中心线重合,除设计另有规定外,平面允许误差为50mm,垂直线倾斜率不大于1%。护筒高度要高出地面0.3m或水面1~2m,由于护筒的直径比桩径大20~40cm,在埋置护筒完毕后,用粘质土对护筒的底部和四周进行分层填塞夯实。
  (二)制备泥浆
  在钻孔灌注桩施工过程中,需用泥浆进行悬浮泥渣、冷却钻头、润滑钻具,增大静水压力,并在孔壁形成泥皮隔断空内外渗流,防止坍孔。因此,合理调配的泥浆的稠度显得尤为重要。施工现场的土质情况以及其他的相关影响因素决定泥浆的稠度,泥浆稠度的合理与否直接会对应用此技术的工程的质量与安全性造成影响,具体参考下表。
  (三)钻孔施工
  钻孔施工是钻孔灌注桩施工过程中较为重要的一步,灌注桩成孔的方法的选择决定了成孔进度和质量,成孔质量直接决定整个钻孔灌注桩的工程质量,因此很有必要重视正确选择成孔方式(表2:灌注桩一般成孔方式与适用条件)。选择合适的成孔方式后,按照以下环节控制钻孔桩施工:①充分做好钻孔前的相关准备工作,依据现场的土质、地质情况选择相应的钻孔以及钻孔方式;②钻机就位,钻机就位后应保证钻孔位置准确、钻机机身的水平、钻杆的垂直度满足要求;③钻孔作业中,如若遇到障碍物,无法进行正常的钻孔作业,此时需用粘土垫平表面之后,再进行钻孔。在此过程中,应有专人及时记录施工状况并填写施工记录,工作人员还应当对土层发展变化进行仔细观测,认真核对相应地质剖面图,确保钻孔工程安全、正确、可控的进行。
  (四)清渣作业
  清孔的方法有抽浆法、换浆法、掏渣法、喷射清孔法以及砂浆置换钻渣法等。清孔的质量要求:(1)摩擦桩,除设计另有规定外,对于直径小于1.5m的桩,孔底沉淀厚度小于200mm;桩径大于1.5m或桩长大于40m或土质较差的桩,孔底沉淀厚度小于300mm;(2)端承桩,除设计另有规定外,桩底沉淀厚度小于50mm。清孔后泥浆指标符合表1要求。
  (五)安装钢筋笼
  清孔完成后,必须第一时间安装钢筋笼,安装钢筋笼时间必须控制在4个小时以内,特别是对于地下水位较高的沙性土层等特殊土层,严禁成孔超12时未浇筑砼。严格按照规范设计要求制作钢筋骨架并安放,防止钢筋骨架变形。在钢筋骨架安装的过程中,需要选择合适的吊点方式和正确的起吊位置,放置过程中,需要严格按照预定方案缓慢放下。
  (六)灌注混凝土
  钢筋骨架放到指定位置之后,不能立即灌注混凝土。首先需要进行二次清孔,清除桩底沉渣,然后检查孔底沉渣的厚度以及泥浆指标是否符合相关要求。符合相关标准要求之后,才可以灌注混凝土。在混凝土灌注的过程中,导管下口距离孔底应有 30—50cm的高度,导管首次埋入混凝土灌注面以下不小于1m,灌注过程中始终保持导管的埋置深度在 2 m至 6 m范围。为防止钢筋骨架上浮,当灌注混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时,应降低混凝土灌注速度。当混凝凝土顶面上升至钢筋骨架底部4m以上时,提上导管使其导管口高于钢筋骨架底部2m以上,即可恢复正常灌注速度。灌注桩底标高应比设计高出一定高度,以保证桩顶混凝土的质量。
  三、施工中常见问题以及防范措施
  (一)塌孔与缩径
  塌孔与缩径的原因基本相同,主要是地层复杂,钻进速度过快、泥浆护壁性能差、成孔后放置时间过长没有灌注混凝土等原因所致。
  主要预防措施:成孔过程中穿过砂层、砾石层时,成孔速度控制在2m/h以内,泥浆性能主要控制其相对密度在1.3—1.4g之间,黏度在20—30Pa.S之间。没有特殊原因,钢筋笼安装后立刻灌注混凝土。
  (二)钻孔偏斜
  在钻孔作业的过程中,出现钻孔偏斜也是常见的问题。出现这个问题的原因如下:(1)在钻孔前安装钻机时场地不平,钻机就位不平,钻杆部垂直。(2)零件松动,钻架机不牢固不稳定,导致钻杆在施工的过程中不能保持垂直,导致钻孔位置偏斜;(3)在进行大钻孔作业时,向上摆动的偏位,导致钻杆弯曲以及接头不正;(4)钻孔土层软硬不均匀,土质情况不好,土层中有探头石、大孤石或极坚硬的倾斜基岩,在钻进的过程中,局部受阻,导致钻孔位置偏斜。
  主要预防措施:钻机的架设要严格检查钻机机身水平、钻杆垂直,钻机各部件无松动脱落、零部件完好。对于软硬不均匀土层、有孤石、坚硬倾斜岩层等特殊地质情况时,降低钻进速度,随时检查钻机各部件,检查钻杆的垂直度。
  四、结束语
  桥梁工程是百年工程,基础工程尤为重要。灌注桩施工工艺的逐步完善和掌握,对处理钻孔灌注桩施工中常见的问题、细节问题,规范施工流程,切实推动桥梁建设发展十分重要。
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  (作者单位:江苏开通建设工程有限公司)
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