浅谈市政道路桥梁桩基础施工中的旋挖钻技术

发表时间:2021/5/6   来源:《建筑实践》2021年第40卷第3期   作者:甘春园
[导读] 在道路桥梁建设工程中,桩基础是一项重要施工组成部分,

        甘春园
        身份证号码:45080219960202****     广西贵港市 537100  
        摘要:在道路桥梁建设工程中,桩基础是一项重要施工组成部分,不仅可以起到支撑作用,还可以固定桥梁上部的重要连接件,为安全施工提供了可靠保障。在施工过程中,应用旋挖钻技术不仅能提高施工效率,还能最大程度地减少风险,保证施工质量。基于此,以下对浅谈市政道路桥梁桩基础施工中的旋挖钻技术进行了探讨,以供参考。
关键词:市政道路桥梁;桩基础施工;旋挖钻技术
引言
        目前,我国公路桥梁桩的数量不断增加,桩径范围不断扩大,其中公路桥梁的施工技术越来越复杂,施工难度越来越大。基于这种大的发展环境,需要不断完善路桥施工技术,进行有效的创新,其中旋挖钻进技术是一种新兴的、相对先进的施工技术,具有操作简单、灵活性强、施工质量高、操作简单、施工过程中成孔速度相对较快的特点。
1旋挖钻成孔桩的优点
        旋挖钻孔灌注桩不仅成孔速度快,而且成孔质量好。在过去的公路桥梁桩基施工过程中,大多数施工人员使用的是低效的循环钻机或冲击钻机。比如胶临高速公路桥梁施工过程中,施工人员主要使用循环钻机进行施工。以直径1.5m、深度30m的桩为例,循环钻机钻孔至少需要2天。而且由于钻孔时间长,桩内很容易发生塌孔。如果塌孔严重,施工人员需要回填并重新钻孔。在同样的施工环境下,如果采用三一SR280旋挖钻机施工,将大大节省施工时间。一般来说,如果要完成相同孔径和深度的钻孔,三一SR280旋挖钻机最大所需时间为8h,工作效率约为循环钻机的20倍。以直径1.5m、深度40m的桩为例,循环钻机的钻进时间至少为20天,冲击反循环钻机的钻进时间至少为7天,旋挖钻机的钻进时间仅需5小时即可完成。与冲击反循环钻机相比,旋挖钻机的效率是冲击反循环钻机的30倍左右。旋挖钻机在环保方面也有突出的优势。与传统的循环钻机相比,旋挖钻机不仅能在工作过程中产生大量的泥浆,而且能回收泥浆。另外,旋挖钻机的优势在于行走方便,移动快。由于其自身的轨迹,旋挖钻机可以在没有外力的情况下自行移动。传统的钻机必须依靠起重机来移动,移动速度非常慢。对准过程中,操作者在先进电子设备的引导下准确快速地完成定位,快速进入最佳钻孔状态。旋挖钻机的钻头可以根据不同的地层环境进行更换,因此可以在不同的地质条件下使用。除了粘土、软岩和卵石层,旋挖钻机甚至可以用于硬岩层。
2市政道路桥梁桩基础施工中的旋挖钻技术
        2.1技术准备
        首先需要根据工程需求以及地质情况确定施工方案,明确开挖深度、桩间距、桩端持力层等参数。在地质勘测的基础上,技术人员做好技术准备,准确测量施工基准点,采用基准点和导线点控制施工情况。对于干成孔旋挖桩施工而言,桩间距过小会影响邻近桩孔的施工情况,可以采用分开施工和跳挖的方式减少相邻桩孔的影响。开挖深度需要结合地质情况进行确定,在现场勘测的基础上,通过桩间距刚性角关系确定开挖深度,桩端持力层是桥梁工程施工的重要环节,需要采用超前钻孔、地勘钻孔、岩芯取样的方式了解桩端持力层的力学性能。
        2.2埋设钢护筒
        钢衬高度3m,壁厚10mm,内径2000mm。上下开口周围焊接一圈加劲环,钢衬强度应满足施工要求。钢护筒埋设时,用旋转钻头将钢护筒静压入土中,护筒顶部离地面高度为0.4m,钢护筒周围均匀回填夯实粉质粘土,垂直度偏差≤1%,平面位置偏差≤ 50 mm。
        2.3定位测量施工
        施工前,首先需要对干成孔旋挖桩进行准确测量。采用全站仪定位桩芯坐标,并且将钢筋头打入桩芯内,结合施工图纸与地质条件确定施工控制点和施工标准,采用十字交叉法标记已经打入的桩芯,必要时需要采用外延标记。

定位测量为后续施工提供基准,需要对钻筒进行校验,确保钻机、钻芯坐标对齐后才能展开施工。采用试钻的方式观察钻进情况,控制试钻的深度在1.2m左右。同时需要对试钻过程进行严格控制,控制钻圈数在16圈左右。试钻结束后,将十字架放置于钻孔面架上,进行桩位复合作业,确保干成孔旋挖桩的精确定位。
        2.4钻孔作业
        钻孔作业开展的前提是需要施工人员锁定桩机和孔位的位置是否正确,然后安装符合施工要求的钢护筒,并根据地质和泥浆的情况确定护筒的深度。比如说现场准备的钢护筒厚10mm长3.0m,护筒顶面高出施工面0.5m,埋土深2~2.5m,其内径应大于钻头直径100mm,钢护筒埋设应准确稳固,护筒中心和桩位中心偏差应小于50mm,垂直度偏差应不大于0.5%。旋挖钻机在施工的过程中,位置要平整每一次钻斗提出后,都需要检查相关连接装置的状况,比如说钻斗与钻杆的连接、钻斗门的连接状况、钢丝绳等,然后清理钻斗中土壤。随后施工人员要检查钻机钻杆的垂直度及孔底标高,确认无误后再进行钻进,如果发现有沉陷、涌泉或者是桩偏差等状况,需要立即停止钻进,采取针对性的措施处理以后才能继续钻进。
        2.5清孔与终孔的检查
        钻孔速度达到相关标准后,钻斗保持原地旋转,孔底泥浆进入铲斗后,需起钻清理浮土。在这个过程中,要注意操作过程,采取措施增加钻孔深度后,会影响整体钻孔质量。清洗完成后,使用超声波孔测量仪等绳索测量设备进行测量。当测试结果显示有一定程度的弯曲,或者孔径不符合现行规范要求时,需要进行有效的处理。成孔检查完成并合格后,相关操作人员需要填写相应的通知单,然后进行后续施工。第一次完成清孔和终孔检查后,需要检查成孔质量,这也是施工过程中最容易被忽视的环节。对此,我们必须充分认识到清孔检查的重要性,在实际操作过程中,需要按照首次通关的要求进行,确保相关管理机制的完善,充分明确具体的管理责任,及时处理问题,通过这种施工方法保证路桥施工质量。
        2.6干孔混凝土灌注
        混凝土采用干孔导管法浇筑。导管直径为250毫米,底部长度为4米,其余由标准接头连接。下放导管前应进行试装配和压力试验,以确保导管不泄漏。导管下口至孔底的距离为0.3 ~ 0.5m,管卡用于将管道固定在桩位中心,并在管道内放置挡水板。由于孔深,混凝土下落高度大,如果下落太多,容易对孔底产生较大的冲击振动,造成部分岩层的下落现象。挡水板可以有效减缓混凝土下落的冲击。混凝土的坍落度为180 ~ 220毫米,施工时应根据气候条件加入适当的缓凝剂,使混凝土的和易性良好。第一次浇筑混凝土时,必须封孔,导管埋入混凝土的深度必须≥1m。为了保证混凝土的密实度,导管埋入混凝土的深度必须≥3m,以保证足够的压力。混凝土浇筑应连续进行。管接头数量根据混凝土表面标高计算,及时拆除管道。桩顶混凝土浇筑1m,剩余5m浇筑时,插入振动器人工振动,提高混凝土密实度。
结束语
        近年来,我国工程建设不断扩大,道路桥梁的工程施工中使用旋挖钻施工技术的范围和频率越来越高,但由于道路桥梁工程的隐蔽性和不可预测性,任何一个环节出现问题,都有可能对整个工程项目造成巨大的影响。桩基工程是工程建设中最前期,也是最基础、最重要的一项施工作业,最根本的任务,旋挖钻施工技术以其成孔快、质量高、操作简单、移动灵活、效率高等技术优势在桥梁工程施工中得到了广泛,施工企业应当掌握该施工技术的精髓,并不断创新,使其发挥更好的作用。
参考文献
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