有关桥梁桩基钻孔灌注桩施工质量的研究

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　　 摘要：作者针对桥梁桩基钻孔灌注桩施工质量做了一些理论和实践的探讨，内容主要包括钻孔灌注桩施工工艺和桥梁桩基钻孔灌注桩施工要点，最后对桥梁桩基钻孔灌注施工质量存在的问题以及控制措施进行了介绍。
　　关键词：桥梁；桩基钻孔；灌注桩；施工质量
　　Abstract: the author for bridge pile foundation bored pile construction quality of some theoretical and practical study, content mainly includes bored pile construction process and bridge pile foundation bored pile construction points, finally to bridge bored perfusion pile foundation construction quality problems and control measures are introduced in this paper.
　　Keywords: bridge; Drilling pile foundation; Filling pile; Construction quality
　　
　　
　　中图分类号：K928文献标识码：A 文章编号：
　　桩基在桥梁建设过程中起着举足轻重的作用，桩基的承受力直接影响着桥梁的质量。在桩基建设过程中，应该根据桥梁桩基施工工艺流程，做好每一个环节的施工建设工作，以此来规避影响桥梁质量风险[1]。
　　1钻孔灌注桩施工工艺
　　1.1钻孔施工
　　⑴旋挖成孔首先是动力头转动底门镶嵌斗齿的桶式钻斗切削岩土，并将原状岩土装入钻斗内，然后再由钻机卷扬机和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土。
　　⑵在钻进过程中，严格按照该地层条件下的钻进参数指导施工。在钻进过程中，护筒内泥浆面应高出地下水位2m以上。在提钻时，须及时向孔内补浆，以保证孔壁的稳定性。
　　⑶根据施工场地的地层情况和投入施工的旋挖钻机性能等因素综合确定施工钻头的类型，以保证施工效率和成孔质量。几种钻头混合使用，能够减少机械设备的消耗，降低生产成本，提高成孔效率。由于进入岩面施工孔壁规整，与钻头之间的间隙小，为减少钻斗提升时的抽吸作用，选配的钻头均带有通气孔，双头双螺锥螺岩石钻头直径比桩径小，以防止埋钻、卡钻事故。
　　1.2清孔工艺
　　在灌注桩施工中，采用泥浆循环工艺，清孔的质量显得尤为重要。采用反循环加多级振动筛的方法对粒径5mm以上的钻渣效果明显，但是粒径小于5mm的细砂就无法清除。工程当地粘土自身含砂率较高，经试验，含砂率达10%～15%，且多为粒径小于5mm的细砂，细砂清除困难，钻进效率明显降低。针对这种现象，工程部经过反复试验后，在泥浆中加入少量工业碱，提高了泥浆的浮渣功能。同时，购置泥浆分离泵，此泵可将粒径大于0.3mm的细砂自泥浆中分离出来，分离有效率达90%以上。经过技术改造及新设备投入，钻进效率提高。在微风化岩层中，每班进尺达到30～50cm，含砂率在钻进过程中降到8%，沉渣厚度仅为2cm，完全达到了规范的要求[2]。
　　1.3钢筋笼制作安装
　　桩基钢筋笼是地面焊接整体吊装，钢筋笼长度为桩长一半。为使钢筋笼在加工、运输和安装过程中不变形，在钢筋笼内每隔2m设置一道内支撑，安装钢筋笼时，要求对准孔口扶正后徐徐下放，严禁摆动碰撞孔壁，同时拆除加劲内支撑。当最后一道加劲箍筋接近孔口时，将骨架通过工字钢支承在护筒上，再吊起第二节钢筋笼，使它们在同一竖直轴线上对齐焊接，先焊接直径方向相对的4根主筋接头，然后用吊机稍稍提起，以使上下两节钢筋笼在自重作用下基本顺直，然后再继续进行接头焊接。接头焊好后，上好接头箍筋，再稍稍吊起钢筋笼，抽出支承工字钢，下放钢筋笼。如此循环操作，使钢筋笼下放至设计标高为止，最后用8根Φ32mm钢筋将钢筋笼吊挂固定牢靠，并放正于孔位中心。
　　1.4水下混凝土灌注
　　⑴混凝土配合比设计。采用了高性能水下混凝土，考虑每根桩基数量较大，灌注时间长，为了保证灌住的连续性，故在配合比试验时选用木质碳酸钙缓凝剂，延长混凝土的初凝时间，设计达15小时左右。但在实际施工过程中，由于采用直泻灌注，12～13小时即完成浇筑，确保混凝土的结合，保证了桩基的施工质量。
　　⑵灌注方法。首先，对Φ350×8mm浇注导管进行水密性试验，水密压力控制在0.7～0.8MPa即可，完成后下放导管至孔底，而后上提40～60cm高度，卡在井口架上。封地采用导管上端连接一开关顶端设置一个Φ2.3m容积为11.5m3的漏斗，其顶用龙门吊吊住，微微持力；然后，将输送管用一活动支架搭至漏斗顶临时固定即可；最后，在浇注前先用清水湿润漏斗，再将阀门关闭，即开始预装首盘价，待漏斗满后立即打开阀门，经过实践得出，首盘11.5m3混凝土下放完毕约需1分钟，导管埋深约为1.5m，孔内泥浆翻浆效果较好，完成首盘封地后，采用直泻灌注缩短灌注时间[3]。
　　2桥梁桩基钻孔灌注桩施工要点
　　2.1钻孔施工要点
　　桥桩基施工根据现场实际情况通过对钻机型号对比筛选,这里以选用三一重工旋挖钻机为例。钻进过程中遇到页岩,直径2m钻头很难钻进,通过合理技术措施即先用直径1.2m钻头钻进,再用直径1.6m钻头钻进,然后用直径2m钻头钻进。成功解决难钻进的问题。在主河道内桩基施工,主河道内水位较高出现孔口坍塌现象时,采取以下技术措施,加长护筒长度,由2m增加到4m长。护筒周围50cm内,用优质黏土填充夯实。加高钻孔水头高度,要比河水位高,成功解决了孔口坍塌。钻进过程中,必须每班次进行对中核对,防止移位。钻进作业必须连续,不得长时间停钻;钻孔过程中,应随时根据地质情况控制钻进速度,经常观察孔内情况,保证护筒内有足够的水位高度;钢筋骨架制作时要严格质量要求,尽量在每节端头加设加固十字撑。骨架入孔力求竖直快速。
　　2.2灌注桩施工要点
　　(1)灌注混凝土是钻孔施工的关键,灌注前应探测孔底沉淀厚度,如大于设计厚度应再次清孔,直到满足要求为止。(2)混凝土采用自动计量拌合站集中拌和,混凝土运输车运送。混凝土拌合物应检查和易性、坍落度等指标,水下灌注混凝土的坍落度采用18cm～22cm。(3)灌注首批混凝土时应注意:①导管下口至孔底的距离一般为20cm～40cm;②首批灌注混凝土的数量应能满足导管埋入混凝土的深度不小于1.0m;③封底混凝土灌入后,应仔细检查封底情况,确认封底成功后,进行正常灌注;④首批水下混凝土的灌注数量采用公式V≥(πd2/4)h1+(πD2/4)HC确定。(4)灌注要连续有序地进行,尽可能缩短拆除导管的时间,当导管内混凝土不满时,徐徐地灌注,防止在导管内造成高压空气囊,使混凝土灌不下去或压漏导管。(5)导管提升时,要保持位置居中,根据导管埋置深度确定导管提升高度,提升后导管埋深不得小于2.0m且不得大于6m。(6)在灌注将近结束时,导管内混凝土柱高度相对减小,导管内混凝土压力降低,而导管外井孔的泥浆稠度增加,比重增大。若出现混凝土顶升困难,可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀物,使灌注工作顺利进行。

　　3桥梁桩基钻孔灌注施工质量存在的问题以及控制措施
　　3.1钢筋笼上升
　　3.1.1问题分析
　　由于混凝土在灌注时具有飞快的速度，使混凝土在下落时从导管底口的灌注速度过快，导致混凝土向上反冲；钢筋笼放置初始位置过高，加之混凝土过小的流动性，在混凝土中导管埋置深度过大，混凝土拖顶使得钢筋笼上升。在把导管提升时，将其挂在钢筋笼上，随着导管的上升钢筋笼也在上升。
　　3.1.2控制措施
　　对于钢筋笼底部3m到高于钢筋笼底1m之间的位置，导管底口要比这个位置低时，并且混凝土表面在钢筋笼底部上下1m之间时，应该把混凝土灌注速度放慢，当混凝土拌合物上升到钢筋笼底部4m以上时，把导管提升上来，使其底口比钢筋笼底部2m高时，就按照正常的速度来进行灌注。应该准确定位钢筋笼初始位置，并与孔口进行牢固固定，导管在混凝土面的埋置深度不宜大于5m且小于1m，应该埋设在2m―4m之间，严禁将导管从混凝土面上提出。当钢筋笼上升时，应立即将混凝土灌注停止，并且将导管埋深和已浇混凝土面的标高进行准确计算，将导管提升后再恢复灌注，就可以使上升现象立即消失。
　　3.2堵管
　　3.2.1问题分析
　　导管进水。由于混凝土自身原因导致混凝土离析，例如塌落度小、流动性差、配合比不当等原因。混凝土浇筑的不连续还因各种机械故障所导致，在导管中长时间停留，刚开始灌注的混凝土已经发生凝固，从而现在下落的混凝土受到了较大的阻力，因此，混凝土被堵在管内。
　　3.2.2控制措施
　　确定导管连接部位的密封性，可以在导管使用前作一些测试，比如说应试拼装、试压等，对于试水压力应该在0.7MPa―1.2MPa为宜，前期测试可以避免导管进水现象。在混凝土灌注时，加强控制混凝土搅拌时间和混凝土坍落度，应通过实验确定水下混凝土的配合比，从而使得混凝土的和易性和缓凝得到改善，水下混凝土宜掺外加剂。在混凝土刚开始灌注时，压水后在导管处会发现有渗漏水现象产生，此时立即提出导管并对其进行处理，并且对其进行重新清孔后再重新灌注混凝土。混凝土在导管底端处，使得导管发生堵塞现象，此时可以采取以下方法来缓解导管堵塞现象：用附着式振动器进行振动，用提升导管减轻水压的办法或上下抖动导管。
　　4结论
　　总之，要想控制桥梁桩基钻孔灌注桩施工质量，首先必须严格按照桥梁桩基钻孔灌注桩施工步骤来进行，其次，应该对桥梁桩基钻孔灌注桩施工存在的问题进行认真分析，并且提出相应的措施进行解决，这样才能保证桥梁桩基钻孔灌注桩施工的顺利实施。
　　
　　
　　
　　参考文献
　　[1]黎国安.关于钻孔灌注桩施工中常见问题及处理措施的探讨[J].科技创新导报，2010，2：46．
　　[2]林辉杰.浅谈钻孔灌注桩施工技术和质量控制[J].科技创新导报，2008(8).
　　[3]蒋建平.大直径灌注桩竖向承载力[M].上海：上海交通大学出版社，2007.
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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