桥梁桩基成孔施工问题及其解决措施

发表时间:2021/1/25   来源:《基层建设》2020年第26期   作者:吴泽亮
[导读] 摘要:伴随着社会经济的高速发展与城市化进程的加快,推动我国各项基础工程建设数量日益增加。
        中交一公局第六工程有限公司
        摘要:伴随着社会经济的高速发展与城市化进程的加快,推动我国各项基础工程建设数量日益增加。我国在桥梁施工管理方面积累了一定的经验,取得了一定的成绩,但目前我国桥梁施工管理施工现场的安全条件和施工条件非常差,还存在许多工程问题,不仅影响人民的生产生活、生命财产安全,而且影响国家建设大局和社会稳定。桥梁工程由于施工难度大、使用寿命长,在运输和生产中起着至关重要的作用,其质量控制也是其中最重要的方面。结合目前的质量控制现象,提出了一些行之有效的控制措施。
        关键词:桥梁工程;桩基;成孔
        1问题产生的原因
        1.1漏浆、片帮、堵管原因分析
        漏浆、片帮、堵管产生的原因主要有以下3点:(1)卵砾石层含泥量较少,为了防止黏土层糊钻,泥浆黏度控制力度不够,导致漏浆、片帮;(2)卵、砾石直径较大,配风量不足导致卵、砾石气举到一定高度后,较大直径的卵、砾石回落,回落的砾石阻挡新吸收的钻渣,从而导致泥浆断流堵管;(3)钻进时转速太快而刷帮,泥浆无法快速形成护壁泥皮而导致片帮。
        1.2包钻原因分析
        包钻产生的原因主要有以下5点:(1)采用四翼刮刀,刀架结构翼板较多,刀头交错排列布置时重叠系数较大;(2)整体式鱼尾结构不合理,钻凿时鱼尾切削下来的黏泥体积较大,不易吸收外排,先期排渣不畅,泥浆间歇式断流,逐渐导致鱼尾、刀架、钻头体整体泥包;(3)泥浆太稠、黏土层较厚、可塑性强、黏连性强及排渣不畅导致泥浆黏度由18s快速增大至23s;(4)分包钻杆埋设位置不合理,导致风压不足,从而引起泥浆流速降低而包钻;(5)操作工与扒渣工沟通不畅,钻进参数选择不合理,导致进尺过快而包钻。
        1.3孔偏斜、蹩钻原因分析
        按照设计要求,桩孔完全进入中、微风化岩层后,以3倍桩径作为桩底标高。在入岩和完全进入岩层段钻进时,由于岩面坡度较大,钻头容易顺着岩面坡向滑移。该段钻进时桩孔断面范围内一边是岩石一边是风化土,这也导致钻头向软弱一侧滑移。此外,由于孔斜和工作面软硬不均,钻凿时会发生蹩钻现象。
        2桥梁桩基施工中成孔工艺的类型
        钻孔灌注桩有三种常见的施工工艺,分别是:(1)正循环泥浆护壁钻机施工工艺。该种工艺的成孔质量高,同时桥梁桩基的孔壁性能与垂直度也较好。正循环式钻孔工艺能在多种环境下进行,无论是阶段卵石层、黏土还是沙层。该种成孔工艺的缺点是成孔的速度慢,所需的时间较长。(2)反循环泥浆护壁钻机施工工艺。该种成孔工艺的成孔速度快,能够直接利用离心泵把泥浆从水下吸上来。但该种工艺有较大的局限性,主要在桥梁桩基建设位于黏土及半沙层的环境中,无法在卵石地层应用。使用这种成孔工艺,在桥梁桩基建设中打沙层比较容易产生塌孔现象,需要靠清水撑壁来完成桥梁成孔。(3)旋转式成孔工艺。优势:成孔速度快。缺点:桥梁垂直度方向比较容易产生偏差,因此需要通过熔浆的再造实现桥梁地基壁体的保护。在施工过程中,开孔是第一步,把开孔工作做到位,可以使坡度分流,使桥面积水的现象减少。综上,在选择桥梁桩基施工成孔工艺时,要根据环境和施工条件来选择合适的成孔工艺,为桥梁桩基施工奠定好基础。
        3在桥梁桩基施工过程中成孔工艺的具体应用
        3.1首先要在施工之前做好成孔准备
        在技术人员开始施工之前要对施工现场周围的杂物进行清洁,排除一切不利于施工的因素,也要对排水沟进行开挖,落实排水系统施工的完善。与此同时,也要对材料进行合理的摆放,进行规范化管理,从而最大限度上减少这些因素对于施工造成的影响。处于井口四周的混凝土要加以利用,制作围圈,实现对施工人员的保护,高度需要高于地面至少30cm,从而避免石块土块的滚入。除此之外想要避免孔口坍塌现象的出现,也要加强混凝土后壁的厚度。


        3.2测量放线工作
        某工程项目的作业规模中等,在主桥施工时,需要浇筑两组长度为85m的灌注桩,承台结构的设计高度为4.5m,那么结构的成孔深度需要控制在100 m左右。为了提升后续成桩质量,将允许误差控制在合理范围内,需要在测量放线工作开展过程中,做好相关内容的控制工作。在布设控制测量网时,选择二级控制测量网,同时搭配三级控制测量网,对于成桩点位置、成桩中心线等参数进行确定,借助GPS技术、全站仪测量技术、遥感技术来辅助测量放线工作的推进,从而起到提高放线操作质量的作用。
        3.3护筒结构预埋
        某工程所使用的护筒结构材料为不锈钢材,护筒内径与成孔直径保持一致,而且护筒结果的总长度大于成孔深度30cm,这也为后续护筒结构起拔创造条件。考虑到工程所处环境的基础地质情况相对较差,因此在实际施工过程中,会选择4m3挖掘机作为土方开挖设备,及时将开挖出的土方运离作业现场,而且在作业现场设置泥浆池,这也为后续钻进工作的进行奠定基础。
        3.4岩层爆破成孔施工
        在桥梁桩基基础施工中,岩层爆破成孔施工是重要的内容与施工作业,此阶段的施工质量将会影响到整个桥梁桩基施工的整体质量。由于受到岩层因素的影响,岩层爆破成孔施工当岩层硬度系数较大时,会对工程的进度产生制约,导致工程的周期延长。为了提高工程周期指标落实效益,在进行此项施工时相关施工人员要根据岩层的状况适当优化爆破技术。比如,可以用微毫秒差爆破技术来替代传统的爆破技术。该项技术能够有效提高岩土爆破的效果,显著改善岩土爆破后的均匀性,同时对于岩土层的扰动较小,爆破的效益非常高。在进行岩层爆破成孔施工前,设计人员要做好爆破设计,明确爆破前的各项参数,包含:爆破的孔桩直径,岩石的物理力学性能,岩石的风化程度,岩石的结构组成、内聚力、裂隙性、炸药性能等。要在岩层爆破前进行适当的防护,加盖沙包和钢板在桩顶,避免在爆破时砂石损害到孔眼。此外,施工人员还要科学处理嵌岩,做到开挖至孔底,将爆破对于孔的影响降到最低。
        3.5护筒结构拔出
        一般情况下,护筒结构的起拔会在混凝土初凝前进行,本工程考虑到成桩特点,在混凝土完成浇筑后4h后开始进行护筒结构的拔出操作。在具体操作中,会在护筒壁上固定振动钳,启动振动钳后,保持振动状态5-10 min,待周围土层有些松动后,借助龙门吊开始起拔,起拔高度到1.5-3 m时,暂定起拔,重新启动振动钳,振动时间与之前的保持一致,经过多个循环操作后,将护筒结构拔出。随后进行后注浆操作,填充桩底与周围土层的间隙,提高最终的成桩质量。
        3.6成孔、清孔与验收控制
        现场技术员必须将挖孔的相关信息数据、流程记录好,仔细对比现场实际情况和设计地质情况。一旦发现不相符,应马上上报,组织设计代表、监理以及业主进行探讨,制定应对方案。当基坑开挖至设计高程之后,如果设计和地质相符,那么应将桩与孔底附近的散岩土清理干净。现场技术员应严格依据三级质检流程检测孔深、倾斜度、孔径等,下表具体地列出了各项成空作业的检测要求。
        结语
        有序的组织建设,使项目按期完成,最大限度地减少资源消耗,实现经济效益最大化。质量是企业发展的灵魂和基础。要切实落实工程建设质量保证,更好地为国家和人民服务,谋求更好的发展。
        参考文献:
        [1]陈昌富,黎玉琪.考虑桩土界面相对位移与界面外土体剪切变形抗拔桩荷载传递分析.公路工程,2019(3).
        [2]曹习明.水泥搅拌桩在公路软基拓宽处理中的应用.湖南交通科技,2019(3).
        [3]舒大勇,夏赞良,吴位伦,黄恒.山区桥梁桩基深层一次成孔施工技术.施工技术,2019(04).
 
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