基于桥梁钻孔桩的施工控制分析

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　　 摘要：随着高层建筑及高等级公路的建设，钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。但灌注桩属于隐蔽工程,大部分是在水下进行的,影响灌注桩施工质量的因素很多,质量检查也比较困难,稍有不慎或控制不严就会在灌注中产生质量缺陷。因此，做好桥梁钻孔桩施工控制显得尤为重要。
　　关键词：钻孔桩；施工控制；分析
　　Abstract: with the high building and construction of expressway, bored piles as a form of foundation with its strong adaptability, cost moderate, construction simple etc widely application in highway Bridges and other engineering field. But filling pile belong to take cover engineering, mostly in underwater which affect the quality of filling pile construction many factors, quality inspection also compares difficulty, carelessly a bit or control lax will produce quality defects in perfusion. Therefore, completes bridge bored pile construction control is particularly important.
　　Keywords: drilling pile; Construction control; analysis
　　
　　
　　中图分类号：U443.15+4文献标识码：A 文章编号：
　　
　　1、钻孔桩施工控制要点
　　1.1 施工机具就位前，应认真进行检修，对于易损部件应有足够的备货。对施工道路、用水管路、电力线路应综合考虑布置，以免相互影响。
　　1.2 钻机就位，必须使其底座支垫平衡，支垫物不要压在护筒上。对于采用冲击（抓）钻具的钻架必须用缆绳或斜撑予以加固。回旋转钻机就位必须用水准尺校准。保证钻机起重滑轮、转盘中心、护筒中心在一条垂直线上，偏差不得大于2cm。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。
　　1.3 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。
　　1.4 钻孔达到设计要求深度后，应采用适当器具对孔深、孔径、孔型认真检查，符合设计要求才可进行下道工序。
　　1.5 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，入孔完毕后，用厚壁钢管穿过钢筋笼上部吊环钢筋，用十字丝检查使钢筋笼对中，最后把厚壁钢管固定在护筒上。
　　1.6 浇筑混凝土之前，应认真检查起吊设备，绳索、拌和、运输、衡器等设备的性能以及水电、道路状况，对混凝土配合比的各种原材料做到心中有数。
　　1.7 浇筑混凝土时，要设专人量井记数，在技术人员配合下每灌注一车混凝土量一次浇筑深度。导管埋深尽量控制在3-4m，最大不超过6m，浇筑必须一气呵成，不能停顿。
　　1.8 浇筑临近终盘时，排出的泥浆可能会过稠，应进行剔除疏通。同时认真计算量测浇筑高度，控制好桩头的预留高度。
　　2、钻孔灌注桩钻孔过程中主要问题控制
　　2.1 孔壁坍塌
　　孔壁坍塌是由于孔壁外压力大于孔壁内压力导致孔壁周围的岩土向内局部或整体坍塌。发生塌孔的最主要原因是泥浆的相对密度没有控制在标准范围内。在钻孔进的过程中本应该根据不同的地质条件合理调整泥浆相对密度，但往往由于重进度轻质量的意识严重， 而忽视了钻进过程中泥浆对孔壁的重要作用， 没有按技术规范要求，而是根据钻进深度和地质情况及时的检测和调整泥浆的相对密度， 致使孔内泥浆产生的压力和孔外地下水和土压力产生的应力不平衡，造成了孔壁坍塌。孔壁坍塌往往是钻进到一定的深度才发生的， 所以因塌孔事故造成工程在经济上和工期上的直接及间接损失是巨大的。因此在施工管理中，控制泥浆的相对密度是极其关键的。泥浆制作，因采用优质粘土（塑性指数IP≥17）在泥浆池内制备，造浆用的粘土和泥浆性能应符合技术要求。拌制好后，在泥浆池内静置以便充分水化。在刚开始钻孔时，应稍提钻杆，在护筒内打浆，并开动泥浆泵进行循环，待泥浆均匀后方开始钻进。进尺要适当控制，对护筒底部，应低档慢速钻进，使底脚处有较坚固的泥皮护壁。钻至护筒底部以下1m后，则可以按土质情况以正常速度钻进。钻进过程中应经常注意土层的变化，每进尺2m或在土层变化处应捞取渣样， 判断土层并根据土层调整泥浆的密度，记录钻孔记录表，操作人员必须认真执行岗位责任制，规范交接班。泥浆的顶面要高出施工水位线50cm以上，保证水平高度以保持孔壁的稳定。
　　2.2 钻进施工控制
　　首先应根据孔位所在的地质情况，选用钻机型号和性能，选择合适的钻锥。在钻进过程中，应采取减压钻进，孔底所承受的钻压不超过钻杆、钻锥和压块重量之和的60%，以避免和减少斜孔、弯孔和扩孔现象。应注意钻进的连续性，因故停钻时，应将钻锥提升到孔外以防因塌孔等被埋钻。发现异常情况，如塌孔，钻进尺度异常等问题，应仔细对照分析，查明原因和位置，及时与监理、业主、设计单位联系，根据不同的原因采取不同的对策确保施工安全。发生卡钻，通常是“探头石”引起，对此可以适当往下放钻锥，而后快速上提，使“探头石”受瞬间冲击缩回，提起钻锥，但不能蛮力提升钻锥否则容易发生断钢丝绳、桩机倾翻等事故。掉钻落物应及时打捞，以免被泥沙埋没，影响正常施工。
　　3、钢筋笼制作与吊装控制
　　在终孔之前，即要提前将钢筋笼制作成形，为使钢筋笼下到孔内时不靠孔壁而有足够的保护层，在钢筋笼主筋上每隔2m左右对称设置四个“钢筋耳朵”。钢筋骨架在制作场分段制作，运到现场分段焊接，利用钻机本身的卷扬机系统垂直吊入孔内，保护层以钢筋耳环控制，在桩的骨架顶用Φ16～20 的钢筋固定控制标高。焊接时要控制好接头的焊接强度：搭接的长度要符合设计标准；接头不能处在同个平面；钢筋表面要去锈，接头处焊渣处理干净。钢筋笼到达标高后，要牢固地将对称焊在钢筋笼顶部主筋上的四根吊筋与孔口护筒相焊接，以防掉笼或浮笼。
　　4、水下混凝土灌注施工与控制
　　水下混凝土灌注时，关键是要保证施工的连续性，中途不得停止，混凝土的初凝时间要符合施工要求，对混凝土的骨料粒径和坍落度要严格控制，准确计算、合理控制导管埋置深度，以防卡管。按照灌注水下混凝土的规范要求，混凝土导管制作后并通过密封试验确保无渗漏再进行安装。先向漏斗内灌一盘不低于混凝土标号的水泥砂浆于隔水球周围,防止粗集料卡球堵塞导管，再继续拌混凝土将漏斗和储料斗装满, 混凝土的初存量必须确保首批混凝土入孔后导管埋入混凝土中的深度不小于1m，灌注中导管埋入混凝土的深度不得小于2m，并不宜大于6m。灌注开始后应紧凑连续地进行，严禁中途停灌，混凝土灌注面应高出桩顶设计标高0.5m以上，以便清除浮浆，截除桩头，确保混凝土质量。遇到混凝土灌注不顺畅时，切忌猛提导管而造成断桩等事故。
　　钻孔灌注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注。灌注操作技术：①首批砼灌注。砼灌注量与泥浆至砼面高度、砼面至孔底高度、泥浆的密度、导管内径及桩孔直径有关，孔径越大，首批灌注的砼量越多，由于砼量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，首批砼在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满砼，甚至漏斗内还有部分砼。此时应加大设备的起重能力，以便迅速向漏斗加砼，然后再稍拉导管，若起重能力不足，则应用卷扬机拉紧漏斗晃动，这样能使砼顺利下滑至孔底，下灌后继续向漏斗加入砼，进行后续灌注。②后续砼灌注。后续砼灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的砼下落后，应当牵动导管，并观察孔门返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入砼。③后期砼的灌注。在砼灌注后期。由于孔内压力较小，往往上部砼不如下部密实，这时应稍提漏斗增大落差，以提高其密实度。④砼灌注速度。在控制砼初凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，这对提高砼的灌注质量十分重要，因此应做好灌注前的各项准备工作，以及灌注过程中各道工序的密切配合工作。
　　5、结语
　　桩基是整个桥梁的命脉所在，是桥梁施工的关键环节，钻孔灌注桩的施工工艺复杂，干扰因素多，施工难度大。在施工中，应结合工程的实际，按照设计文件与施工规范的要求，选取合理的施工工艺，坚持以预防为主的原则，采取有效的措施进行施工控制，及时解决施工过程中出现的各种问题，才能保质保量地完成任务。
　　
　　
　　参考文献：
　　[1]公路与桥梁工程病害防治修复实用技术大全[M].人民交通出版社，2001.
　　[2]段新胜,顾湘.桩基工程[M].北京：中国地质大学，2003.
　　[3]张劲泉.桥梁检测与加固手册[M].北京：人民交通出版社，2007.
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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