摘要:随着快速城市化和对公路运输服务需求的增加,社会经济的持续增长,使得需求也随之增加,在这一时期,道路运输部门也迅速发展,对质量的需求也有所增加。在建造市政道桥的过程中,经常会用到钻孔灌注桩施工技术,钻孔灌注桩施工技术被广泛地应用于建造工作中,钻孔灌注桩技术是一个隐秘性较高且监管难度大的施工技术,如果在建造过程中出现问题,会直接影响到整个市政道桥项目的质量。因此,相关的施工工作人员应当充分的了解钻孔灌注桩技术的特点以及在施工建造期间如何熟练的应用钻孔灌注桩技术。
关键词:桥梁桩基础;钻孔灌注桩;施工技术;应用
1钻孔灌注桩加固原理
钻孔灌注桩施工要求施工人员通过机械设备钻孔、人工挖掘等方式在现场形成桩孔,再将预先制作好的钢筋笼放入桩孔内,灌注混凝土,形成桩结构。一般在实际的施工中,由于成孔方式存在一定的区别,所以最终形成的桩孔也会有一定的差异。目前使用比较广的灌注桩类型有钻孔灌注桩、沉管灌注桩和挖孔灌注桩。这三种灌注桩中,钻孔灌注桩的适用性是最好的,它可以在相对复杂的地质地形结构中施工,最终的施工效果也很好,施工过程中不会出现过多的噪音,施工方式也比较简单、易于操作,在道桥工程中钻孔灌注桩施工可以很好地保障桩系承载力。
在钻孔灌注桩施工中,施工人员还要对桩钢筋笼外壁埋设钢管。这样做可以增加桩体的强度,而且随着压力作用,水泥浆液也会在碎石层空隙发生扩散,形成更大范围的浆体扩散,使得桩体承载能力增加,从而起到加固的作用。
2施工技术要点
2.1放桩位线
根据已知的坐标点进行施工测量放样,并请业主、监理方进行复核;护筒放置完成后,对护筒周边地坪测量孔位标高,以控制钻孔深度。
2.2埋设护筒
本桥梁工程设计桩径为φ900,钢护筒采用3mm钢板卷制,定好桩位后,应先在沟槽两边做好控制点以控制桩位。该工程项目的钻孔灌注桩宜选φ1000护筒。埋设护筒时,其偏差不得大于2cm,护筒底端埋入原土层深度应大于20cm并保证护筒垂直放置,护筒四周土方回填需用黏土分层、对称填实,以确保护筒位置牢靠。
2.3钻机就位
钻机移机到位后,机座必须用水准仪确保水平,保证钻机稳固,成孔时不会发生倾斜、晃动;钻机磨盘孔洞与桩位中心点的偏差不得大于2cm,钻机磨盘在4个方位上的水平误差不大于1%。
2.4泥浆制作
在实际施工中,应根据地勘报告按照各土层地质条件严格调配不同性能的泥浆进行护壁成孔;在黏土地质层施工时,成孔时泥浆比重选用范围应在1.15~1.2g/cm3;在砂土层和淤泥质地质层施工时,成孔泥浆比重范围应在1.2~1.3g/cm3。在施工时应严格控制泥浆的含砂量,具体操作为:首先将泥浆排到沉淀池中,让泥浆中的砂砾先沉淀,然后清除沉淀池中的砂粒以降低泥浆含砂量,最后循环使用泥浆,从而确保泥浆效果及工程质量。
2.5钻孔
1)钻机就位:要求钻机具有稳定性,底座不可出现倾斜现象。孔口处钻孔中心位置需足够合理,其与桩位中心产生的偏差应控制在5cm内。2)钻进成孔:根据各施工阶段匹配相适应的速度,初期以低档慢速钻进为宜,根据钻头与孔口的间距情况,当超过5m后即可实行反循环钻进的方法。钻孔作业时遵循减压钻进的原则,发挥出重锤导向作用。3)采取跳孔钻进的方式,结束一孔灌注施工且经过24h后即可钻进下一孔。4)钻孔作业不可中断,注重对钻孔泥浆的检验,针对不合理之处做出调整。5)以现场地质资料为准明确土层的变化情况,通过钻渣取样检验的方式掌握地质特性,灵活调整钻进参数,使得钻机转速与进尺足够合理。
2.6清孔
钻孔作业且到达设计高程后即可展开清孔作业,此举可将残留于孔底的钻渣清理干净,是提升桩结构承载力的重要措施。清孔作业实行泵吸反循环的方式,钻头适当提升并与孔底保持10~15cm间距,经过不间断的吸渣与换浆后检验泥浆含砂率,当该指标与换入泥浆仅存微弱偏差时即可暂停。清孔处理后安排专员检测沉渣厚度,满足设计要求后即可展开后续施工作业。
2.7钢筋笼制作与安装
钢筋笼采用现场分段制作施工,每段钢筋笼长9m,制作完成后分段摆放,成品钢筋笼的摆放高度不得高于两层;钢筋笼制作前必须对原材料进行复试,复试合格后方能加工使用;钢筋笼的主筋接头必须错开且不得大于50%,接头采用单面焊接时,焊接长度不得小于10d,焊缝宽度和高度必须满足规范要求;每段钢筋笼必须设置钢筋笼保护块用来确保钢筋保护层的厚度,每组3块,平面上呈90°布置且上下两组均匀错开。
一清结束后使用专用测绳测量成孔深度并做好记录。钻杆及钻头拆除后应立即开始钢筋笼安装施工,利用钻机机架及主卷扬机分段吊装钢筋笼,钢筋笼吊装时应确保桩孔和钢筋笼的中心位置一致,需根据设计图纸依次吊装钢筋笼。底笼应高出机台面约1m,上下节钢筋笼的主筋必须相互对正位置,要保证两节钢筋笼垂直,主筋焊接完成后放置螺旋箍筋及保护块,并完成螺旋箍筋与主筋之间的电焊焊接,待焊缝冷却后方可进行下节钢筋笼安放施工。
2.8混凝土灌注
整个钻孔桩施工过程中以混凝土灌注尤为关键,本文对工艺要点做针对性分析如下。
1)灌注导管的设置。灌注施工的首要前提在于设置灌注导管,此处选择φ273mm导管(设置有快速卡口)。考虑到施工效率要求,使用前应做好全面的检查,对其编号后再展开拉力与水密试验,存在质量问题的导管不可投入使用。导管下放作业时不可对钢筋笼造成影响。
2)混凝土拌制作业。此环节需注重如下几点内容:(1)经试验后确定合适的原材料配比,根据施工要求混凝土的初凝时间应得到保证,因而掺入适量缓凝剂;(2)做好水泥、砂等原材料的准备工作,通过抽检的方式明确各批次质量情况;(3)注重各类拌制机械的养护工作,使其处于稳定运行状态,所用的计量设备应足够精准,各设备之间通过协同作业的方式生产混凝土并留有富余量;(4)经试拌确定合适的混凝土材料,施工中注重对混凝土性能的检测,根据实际情况灵活调整工艺参数。
3)灌注施工。设置指定的混凝土拌制厂,于该处完成拌制施工作业,通过输送泵转移到指定施工区域,辅以汽车起重机最终完成灌注施工。为提升灌注效率应注重如下几点工作:(1)做好准备,检测孔底沉淀物厚度,若超出许可值需展开二次清孔作业;(2)灌注的前提条件在于准备充足的混凝土,且经过处理后导管的埋置深度需超过1m;(3)调整导管与孔底的间距,该值需稳定在20~40cm,否则不允许灌注;(4)注重灌注过程中的检查,应分析管内混凝土面的高度并明确孔内水位升降情况;(5)确定合适的导管埋置深度,需介于2~6m,以匀速的方式提升导管,以免对混凝土质量造成影响;(6)展开混凝土灌注施工,当接近钢筋笼底部时需调整好灌注速度,此时以低速灌注为宜,并确保导管埋深的合理性,尽可能控制混凝土的冲击力以免出现钢筋笼上浮的现象;(7)灌注作业不可中断,只有持续施工才可确保灌注质量,以混凝土初凝期为准,需在该阶段内完成整桩的灌注作业。
3钻孔灌注桩施工质量控制措施
3.1质量控制要点
为了提高成孔质量,应该对比分析持力层孔深度和等高线以及持力层具体受力情况。为使桩基深度达成标准规定要求,应该严格检测机架枕木,如果枕木自身的稳定性相对偏差,必须及时更换。在钻孔施工过程中,必须保证磨盘垂直度与钻杆高度一样,同时也要实时监测,如果存在偏差,则要及时、合理调整。在进行混凝土灌注之前,需要对泥浆各项指标进行测验,尤其是含砂率,不可高于2%。此外,钻头直径应该略大于设计桩径,防止钢筋笼下放过程中对泥浆池壁造成损伤。
3.2钻孔灌注桩施工质量常见问题与处理措施
3.2.1漏浆处理措施。
发生漏浆问题的成因比较多,例如泥浆稠度不达标、混合液比例不合理等,所以需要根据漏浆问题的具体成因,采用具有针对性的处理措施。当发生漏浆问题时,应该采用有效补浆措施,等到漏浆问题解决之后才可以进行钻孔作业。若是不能解决漏浆问题,则要立即停止钻孔施工,在泥浆中加入适量的黏土,并进行均匀搅拌,从而才可以继续进行钻孔施工。
3.2.2钢筋笼上浮处理措施
在钢筋笼发生上浮问题之后,就无法顺利完成钢筋笼下沉作业,所以施工技术人员必须密切注意,一旦发现钢筋笼上浮,就要及时地将导管进行拆除,或是通过导管慢插快拔的手段,实现钢筋笼下沉。
结论
道桥施工中,钻孔灌注桩施工技术的使用提高了道桥工程的整体质量,令其安全性也有了明显的提升。钻孔灌注桩技术所形成的桩系结构有很强的承载力,能够满足道桥通行需求。为了更好地保障施工质量,要求施工技术人员严格把关,各个环节都不可疏忽,尤其是施工细节的把控,每一个环节在施工之前都要做好准备工作,不可盲目施工。实时监督施工进程,发现问题及时解决,这样才能够保障钻孔灌注桩技术应用的效果。
参考文献:
[1]江志坚.钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工中的应用分析[J].中国建设信息化,2018,24(10):74-75.
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