斐济群岛地区桥梁工程施工中的钻孔灌注桩技术--中国期刊网

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斐济群岛地区桥梁工程施工中的钻孔灌注桩技术

发表时间：2021/5/18 来源：《基层建设》2020年第35期作者：李锋岗

[导读] 摘要：在桥梁建设中，钻孔灌注桩技术的优势较为明显，该技术操作简单、便捷且成本较低，可以在多数地区进行使用，能够满足桥梁施工的多项需求。

        身份证号码：61032319800113xxxx
        摘要：在桥梁建设中，钻孔灌注桩技术的优势较为明显，该技术操作简单、便捷且成本较低，可以在多数地区进行使用，能够满足桥梁施工的多项需求。随着一带一路建设的建设，钻孔灌注桩技术在国外桥梁施工过程中的也不断得到推广，由于环境的不同，部分钻孔灌注桩施工也暴露出一些问题，此时需要管理人员针对施工过程实施质量管理和技术控制，进一步保证钻孔灌注桩技术的应用效果。
        关键词：桥梁；钻孔灌注桩；技术
        1工程概况
        NASARAWAQA3#桥为跨河桥梁，为既有桥梁右侧新建桥梁，设计为：3×32.65m简支梁桥，起迄里程为CH12+250.725～CH12+356.115，总长105.39米。设计桥面总宽10.54米。基础采用直径1.35米钻孔桩基础，桥台为柱式桥台，P1桥台桩长12.042米，P2墩桩长14.206米，P3墩桩长14.272米，4#桥台桩长6.735米，其中每个桥台设4根桩，每个墩位设3根桩，不设系梁和承台。上部结构为T型预应力简支梁，梁高1.3米，梁长32.65米，梁重52吨。桥面板为整体式钢筋混凝土桥面板，中间厚度335cm，桥面为八字坡，坡度3%。
        2桥梁工程中钻孔灌注桩施工难点
        2.1断桩
        断桩是钻孔灌注桩技术进行施工时常发生的质量问题，且影响较大。在总结实际案例以及各项研究表明，造成断桩的原因一种是混凝土的坍落度较小，强度较低，造成断桩；另一种是由于导管直径较小，灌注混凝土时引起堵塞，且在混凝土初凝前没有及时疏通，造成孔内混凝土的灌注量、灌注密度等受到影响，从而引发灌注桩的强度不符合施工要求出现断桩现象。
        2.2混凝土离析和蜂窝现象
        优质的桩基波形会呈现出清晰的特点，若存在质量问题，对应波形也将随之变化，且不同桩基质量缺陷所对应的波形变化也不尽相同。因此，施工单位可以根据波形的实际特性对桩的质量情况作判断。断桩的波形特点是：没有反冲且贴近零线，会在某处生成多次回波；对于桩底部分的质量问题，会有回波不清的情况；首波具有较大的厚度和宽度，会随波来传播，并在此过程中遇离析部分后将散射，随之出现波形增宽的情况，而这也是离析的重要标志。出现原因。在钻孔灌注桩技术中，混凝土离析和蜂窝现象主要是由受弯构件布筋过密造成的。由于灌注桩将承担主要的承载功能，为确保其强度和形状，需要布设钢筋笼。但是当钢筋间距小于60mm时，在混凝土灌注时，浆液就难以从钢筋笼中过渡到其外部，造成钢筋笼与孔壁之间的空隙无法有效填充，从而造成离析、蜂窝等情况的发生。
        3桥梁工程施工中钻孔灌注桩技术的应用
        31护筒埋设
        本工程护筒采用8mm钢板卷制而成，直径为1.6米，大于设计孔桩直径25cm，护筒长度1.5*2米，护筒顶标高+3.3米，高出筑岛顶面30cm，高于潮汐水位2.1米。护筒采用人工埋设，先放样出护筒中心点，然后按直径2.0米挖出深度2.7米的圆形土坑，放入护筒，调整护筒位置及垂直度，用10#槽钢固定护筒，在护筒外侧回填粘土土袋，并压实，最后在露出筑岛部分采用C15混凝土硬化处理。
        3.2泥浆配制
        钻孔桩施工位于海水区域，海水中cl-、M2+、ca2+含量高，海水制备泥浆需要添加许多外加剂，同时对泥浆拌制要求非常高，故拟采用淡水进行泥浆拌制。淡水从CH19+000处用5吨水车运输至现场，现场设置一个6方的泥浆池，用以泥浆拌制、储存和循环，土源采用现场合格的红粘土。
        3.3开孔钻进
        开始钻孔时，先投粘土冲击造浆，待泥浆均匀后低挡慢速开始钻进，使护筒脚处有牢固的泥浆皮护壁，钻至护筒脚下1米后，方可正常进行钻进。钻进过程中，要根据地质情况，采用不同的钻速、钻压、泥浆比重和泥浆量。开孔及土层中，采取短冲程、慢速钻进，一方面确保开孔位置准确性，另一方面防止土层中发生塌孔；进入岩层50cm后可以按正常速度钻进。
        整个土围堰土体范围及进入岩层50cm范围泥浆比重控制在1.3左右，粘度控制在25s左右。进入岩层50cm后泥浆比重控制在1.2左右，粘度控制在20s左右。
        钻进和起落钻头速度要均匀。钻孔应一次成孔，不得中途停顿，每进尺3~4m，应检查钻孔直径一次，并做好施工记录。

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        待一孔灌注的砼强度达设计强度的50%后，方开钻施工邻孔，以避免相邻孔壁坍塌和影响邻孔以灌砼的凝结。
        3.4清孔
        清孔的目的是抽换孔内泥浆，降低泥浆相对密度，清除沉渣或减少其厚度，以提高基桩的承载力，并为水下灌注砼创造良好的条件。清孔采用掏渣法和换浆法。
        （1）掏渣法是利用掏渣筒掏取孔底粗粘钻渣。它不能降低泥浆的相对密度，只能初步清孔。
        （2）换浆法是指钻进终孔后，提升原钻头距离孔底10~20cm，将相对密度较低（1.1～1.2）的泥浆压入，并慢速转动钻头，把孔内的悬浮钻渣或相对密度较大的泥浆换出；或在安装好钢筋笼和导管后，在导管上连接送水管，开动泥浆泵，用大泵将孔底沉渣换出孔口。
        （3）清孔应达到的要求：浇灌混凝土前泥浆相对密度应不大于1.1，含砂率≤4%，粘度17~20s，沉渣厚度不超过50mm。
        3.5钢筋笼制作
        根据本桥钢筋笼长度，可以采取整体制作钢筋笼，不需要分节。根据图纸所示，钢筋笼最长为12.8米，最大起重量不超过3吨，现场25吨汽车吊足以满足。
        钢筋笼具体尺寸如下图2：根据主筋数量分为两段，上部3.5米为单排主筋16根，剩下部分为双排主筋32根，而根据螺旋筋可以分为四段。根据图纸我们可以看出，钢筋笼设计少了加强箍筋，那么在制作过程中我们需要增加加强箍筋的制作和焊接，采用直径25mm螺纹钢筋制作，每两米焊接一道。另外，一般主筋采用绑扎连接，而根据我们自己的套管方案，我们将钻孔桩分成两段施工，那么钢筋笼也将分成两部分制作，主筋将需要进行焊接连接。
        3.6钢筋笼安装
        钢筋笼安装这块，还需要准备吊具和混凝土垫块，吊具可以用小型槽钢制作，垫块需要提前预制，采用C45混凝土预制，钢筋笼上每圈设3个，每1.5米设一圈。
        为防止钢筋笼在灌注过程中发生上浮，可以对钢筋笼吊环进行加强，可以套上脚手钢管，然后焊接到封孔支架上。
        3.7灌注水下混凝土
        混凝土水下灌注是钻孔桩施工的关键工序，其施工质量将直接影响基桩质量，应予以高度重视。
        1）灌注程序
        a、安装好灌注设备以后，再次检查成孔和清孔质量，符合要求后，将计算好的首批砼注入漏斗中。首批混凝土即沿着导管内壁压入孔底，迫使泥浆沿着导管外壁与孔壁之间的环状空间上返，并且确保导管首次埋入混凝土灌注面以下不应少于1.0m。
        b、连续灌注砼至桩顶。在灌注过程中，应勤测孔内的混凝土面位置，及时调整导管埋深。其基本原则是：导管埋深一般不宜小于2m或大于6m。当拌合物内掺有缓凝剂，灌注速度快，导管较紧固，并有足够的起重能力时，可适当加大埋深。混凝土面进入钢筋骨架一定深度后，应适当提升导管，使钢筋骨架在导管底下部有一定长度，但导管埋深仍不小于2m。
        c、继续灌注一定的砼，使孔内砼面超出设计桩顶0.5~1.0m。其原因是：凝成桩头的混凝土是初灌部分，它从开始到灌注完成，始终与泥浆接触，易受到浸蚀；在灌注过程中，难免有泥浆和钻渣等杂物混入，其质量较差。
        d、灌注工作圆满完成后，应将孔口护筒拔除，然后移机至另一个孔位。待桩身混凝土达到设计强度后方可进入下道工序施工。
        2）测量水中混凝土的高度
        测量水中混凝土面的高度可利用测锤。测锤为圆锥形，使用钢板焊砂填心，底面Φ13cm高18cm，重量为3.6Kg。使用此锤亦可测得孔底沉渣厚度。
        结语
        在桥梁线路长度不断延长、建设数量增加、地质条件环境复杂多变等背景下，如何提升桥梁的施工质量成为当前施工最为重要的问题。钻孔灌注桩技术作为主要施工技术之一，需要施工人员认识该技术的应用目的，在施工时注意施工技术要点，从而为施工质量提供基础保障，进一步促进交通建设行业的可持续性发展。并将我们的成熟技术应用到国外的工程项目中去。
        参考文献：
        [1]张坤牧.钻孔灌注桩施工技术在桥梁工程中的应用分析[J].西部交通科技，2019（1）：107-11.