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公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用姜成

发表时间：2020/12/18 来源：《基层建设》2020年第24期作者：姜成

[导读] 摘要：路桥工程对路基的稳定性、坚固性有较高要求，需要路基有较强的荷载性能。

        四川铁科建设监理有限公司云南澄江 652500
        摘要：路桥工程对路基的稳定性、坚固性有较高要求，需要路基有较强的荷载性能。文章主要介绍钻孔灌注桩施工技术，该项技术成熟、应用范围广，在公路桥梁施工钻孔灌注桩施工中应用该项技术，能够有效强化路基的物理性能，提高路基稳定性，避免不均匀沉降问题。因此，施工中应全面掌握钻孔灌注桩施工技术要点，同时加强施工管理工作，这样才能充分发挥钻孔灌注桩施工技术的效能。
        关键词：路桥工程；钻孔灌注桩；施工技术
        引言：
        在公路工程施工活动中，钻孔灌注桩技术也会受工作环境的影响，各种不可控因素也随之增加，这不仅增加了施工操作的难度，还对钻孔灌注桩技术提出了更高的要求。因此施工人员需严格把握施工技术，尽可能避免出现安全事故，在保障钻孔灌注桩技术规范性、合理性的基础上，促使公路施工质量符合设计规范和工程使用要求。
        1钻孔灌注桩技术的特点分析
        钻孔灌注桩是当前建筑工程中的一项新型桩基施工技术，其实施的方法是通过机械钻孔、钢管挤土等工艺技术，在地基位置上形成适合施工以及符合设计要求的桩孔，再将钢筋笼放置在桩基孔洞中，根据公路施工需求，把混凝土倾倒入护筒中，从而构成具有较好稳固性能的工程桩基。由于公路施工中钻孔灌注桩技术应用具有一定的特殊性，所以其存在以下几个主要特点：①在公路工程中应用钻孔灌注桩施工技术，施工噪声相对较小。与传统的锤击施工方式相比，使用钻孔灌注桩技术产生的施工噪声小。②公路工程施工过程中比较容易控制桩径。这是因为桩径是由桩孔的孔径决定的，如需增大桩径，则可增加孔径。③施工适应性较强。④钻孔灌注桩技术影响桩基的承载力。在公路施工作业活动中，一般是在泥水中灌注混凝土，所以混凝土质量控制是桩基质量的关键影响因素。
        2钻孔灌注桩常见的施工技术
        2.1位移控制
        钻孔灌注桩施工中，在软基土壤作用下，可能会造成新浇筑砂浆凝结速度过慢的问题，后续施工会因为相邻桩体挤压出现侧移。因此，采用位移控制技术控制施工顺序和桩基施工间隔，可以减少相邻桩基之间的挤压情况；也可以在桩体混凝土达到一定强度后，再进行相邻桩体施工。施工前应做好勘察与设计工作，确保桩体定位精度，保证灌注桩施工质量。如果路基区域水位线较高，需要人工降水、增设排水系统，从而分散土壤侧压力。桩体施工区域每隔一定距离设置孔隙水压力计，检测孔洞土壤是否出现位移、挤压、沉降等情况。
        2.2砂浆护壁控制
        钻孔前做好前期准备工作，保证膨润土、黏土量，结合试验段所提的参数控制砂浆配比量，一边钻孔一边清理孔内杂物，提前设置好沉淀池、浆液池，并与循环槽相连。如果路基软基深度较大，则配置刚度强的砂浆材料，从而减少塌孔现象。还要严控回旋护壁施工过程，做好孔壁强化工作，保证最终成桩质量。
        2.3混凝土超灌控制
        开孔前基座应足够平稳，严控钻孔速率，平缓、稳定钻入，时刻检查起吊花轮线、钻孔、孔洞中心是否在同一直线上，这样可以确保一次成孔，不塌孔、不斜孔。注浆前复检泥浆含砂率，合格之后再投入使用。由于注浆中需要频繁拆管，因此需要保持连续注浆，避免注浆时间过长造成埋管过深出现堵塞问题。
        3公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用
        3.1钻孔机的安装与定位要点
        在公路施工中运用钻孔灌注桩技术时首先要进行钻孔机的安装和定位工作，良好的安装工作能够保障钻孔机不会出现倾斜问题，从而确保桩心位置稳定。如果公路工程中所应用的钻孔机带有钻塔设备，需有效利用钻孔机自身的动力，并且要与周围的地笼等设施有序配合施工，从而在一定程度上确定钻杆的定位范围。施工人员可以对钻孔机进行准确定位，使用千斤顶等设施顶起钻孔机的机架，此过程中施工人员可以利用起重滑轮等，保持钻孔机的位置与护筒的中心在一条垂直线上。

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同时在对准桩位以后，则可以利用枕木将钻孔机的横梁垫平，确保钻机安装和定位科学合理。
        3.2成孔
        成孔是钻孔灌注桩施工技术的前提，其主要施工要点如下：（1）结合设计方案选择相应型号的正反循环钻孔机，适当减压钻进，凭借主吊钩承载钻具重力计算，钻孔压力为钻具重力的80%左右。钻进中必须时刻注重钻孔稳定性、垂直性，避免出现扩孔、斜孔情况。（2）如果采用了旋挖钻机设备，则根据设计标准选择对应型号的钻斗，在初期注浆时保证灌浆管的垂直性，出浆口与孔底保持50cm的距离。钻孔必须足够平稳，如果速度过快会增加塌孔概率，每分钟钻进80cm较为合理。如果路基底层为粉砂层则需要放慢钻进速率。（3）成孔必须保证其精度，初期钻孔应缓慢进行，在导管、钻头进入孔洞后再慢慢提升钻速。实时观察钻进注浆量、孔内水位，根据实际情况做出调整，这样才能够提升钻孔质量。如果出现钻不进或卡钻情况，必须将钻头提出，进行检查。
        3.3清孔
        成孔之后做好清孔工作，避免杂质过多影响成桩质量。通常在达到钻孔深度后不立刻提钻，将钻头提起1cm，空钻2min，这样可以稀释泥浆，并保证孔壁安全。也可以向孔内加入1∶0.5砂浆二次循环，打碎孔内的土块和岩屑。
        3.4控制缩颈
        首先，正确选择水泥标号，采用质量较好的高标号水泥，这样可以有效缓解注浆中的凝结失水问题[1]。其次，严控注浆量，通过采用砂浆超灌控制技术，减少渗水产生的地面膨胀问题，在成孔之后检查泥浆壁质量，强化泥浆壁可以控制缩颈问题。最后，在注浆前可以先使用导正器焊接刀片的形式清理桩体周围杂质和垃圾，避免周围杂质进入孔内影响成桩质量。
        3.5注浆
        在正式注浆前，检查导管连接头质量情况，连接必须紧固、结实，否则会直接影响砂浆注浆质量，难以保证桩体的承载性能。还要检查导管连接部位是否存在缝隙，一旦存在缝隙，在注浆时会导致部分砂浆进入导管当中，若不及时处理管内泥浆会凝结造成管路堵塞。为了避免这一问题，需要加强导管的日常检验工作，内部不得有异物，注浆前确保导管连接部位的紧密性，如果存在缝隙问题则需要重新连接或者直接更换新的导管。注浆应匀速进行，直到孔洞浆液溢出且不冒泡时再缓缓拔出导管[2]。导管内砂浆必须及时用清水清理，避免堵塞。如果导管中有较多的杂物而影响注浆，此时需要将导管拔出，把钻头深入导管中清理，确保导管不渗漏、无堵塞后再注浆。
        3.6钢筋笼下放
        下放钢筋笼应保持垂直性，如果钢筋笼卡在孔洞口位置不得强行下放，避免钢筋笼受力变形。通常在确定钢筋笼规格达标之后，检查下放阻碍物并清理，清理完毕后二次下放。钢筋笼下放存在的主要问题是上浮，这就需要针对钢筋笼上浮采取有效措施。通过对钢筋笼上浮的研究可知，这主要是因为残渣堵塞桩孔造成的结果，底部残渣封堵会提高砂浆浮力，从而导致钢筋笼上浮。解决钢筋笼上浮的方法如下：（1）检查套管内部情况，清理套管内部杂质，保证可以正常注浆。（2）钢筋笼应缓慢、垂直地下放到孔洞中，下放受阻不得强行下放，否则会导致钢筋笼变形或孔洞坍塌[3]。下放后需要加强临时固定，减少砂浆的上浮应力影响。（3）如果设计中的灌注桩钻孔较深，则要延长注浆时间、提高注浆速率。
        结束语：
        综上所述，在公路工程中应用钻孔灌注桩技术具有较为明显的优势和特点，能够在最大限度上保障公路工程的施工质量。因此相关施工人员需要严格把握钻孔灌注桩技术的施工要点，从钻孔机安装与定位、护筒埋设、泥浆制备以及钻孔、混凝土灌注等方面入手，遵守相关施工规范，根据现场施工情况开展施工作业，保障公路施工质量和效率。
        参考文献：
        [1]王文臻.公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用浅析[J].中国标准化，2019（16）：130-131.
        [2]明星瑾.公路桥梁施工应用钻孔灌注桩施工技术分析[J].科技资讯，2019，17（14）：61-62.
        [3]胡军堂，刘东领.基于钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工中的应用分析[J].居舍，2018（24）：72+112.