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公路桥梁钻孔灌注桩施工技术研究范小远

发表时间：2021/5/31 来源：《基层建设》2021年第2期作者：范小远

[导读] 摘要：在公路桥梁工程施工中，钻孔灌注桩施工是工程建设的重要环节，做好钻孔灌注桩施工质量的管控工作，能够切实提高钻孔灌注桩的施工质量，也可以强化公路桥梁工程整体的施工和使用安全，保证其整体质量的提高，有利于推动我国公路桥梁事业的长远健康发展。

        安徽省东成建设工程有限公司安徽阜阳 236638
        摘要：在公路桥梁工程施工中，钻孔灌注桩施工是工程建设的重要环节，做好钻孔灌注桩施工质量的管控工作，能够切实提高钻孔灌注桩的施工质量，也可以强化公路桥梁工程整体的施工和使用安全，保证其整体质量的提高，有利于推动我国公路桥梁事业的长远健康发展。
        关键词：公路桥梁；钻孔灌注桩
        1公路桥梁施工特点
        随着我国交通事业的蓬勃发展，越来越多的桥梁运用在公路建设中。公路桥梁工程的施工特点体现在几个方面：一是施工周期长。公路桥梁工程的施工周期较长，从规划到竣工，一般都需要数月乃至数年的时间；二是工程量大。对比常规的工程项目，公路桥梁工程的施工周期较长，工程量巨大，需要耗费大量的人力物力资源；三是固定性强。公路桥梁工程具备很强的地域性，在建设完成后，设计使用年限中不能移动。结合上述特点，在对公路桥梁工程进行施工的过程中，施工单位需要充分考虑工程的设计要求和具体情况，做好对于施工材料、施工人员、施工设备以及施工工艺等的管理，这样才能真正确保公路桥梁工程的顺利施工。
        2公路桥梁钻孔灌注桩施工技术的应用
        2.1施工前准备
        施工准备工作为钻孔灌注桩施工技术的应用创设了前期保障，通常情况下施工准备工作包含以下要素：①优化和完善设计方案；②制作和检查施工图纸；③做好现场勘察；④施工原材料准备与质量检查；⑤检查施工设备；⑥制定质量和安全管理措施等。
        2.2做好护筒埋设工作
        在公路桥梁工程钻孔灌注桩施工过程中，护筒埋设工作的目的在于，稳定钻孔灌注桩施工技术，避免在施工时对其他工程施工造成影响和干扰。可根据市政桥梁工程施工现场的实际情况，确定相应的钢护筒埋设深度，需要充分考虑地下水位的影响，所使用的钢护筒材料质量要合格，其强度、密封性必须达到施工标准要求。以某工程项目为例，由于其基桩的桩径为120、130 cm，因此，在选择护筒时，可选择直径为140、150 cm的护筒。地基位置的护筒长度，通常情况下为250 cm。如若河床属于软泥层，可根据软泥层的厚度确定护筒的长度。护筒的制作以钢卷为主材料，需要用钢板进行固定。在进行钻孔之前，需要先清理周围的杂物，保持施工现场的平整性，做好夯实工作。筑岛排水管涵直径应大于1 m，应做好测量放样工作，以便于准确定位桩位中心，护桩分布于四周垂直方向。可根据工程施工实况，选择适宜的护筒埋设方式，如人工挖坑方式，护筒埋设之后需要利用黏土对其周围进行夯实处理，用砂浆处理其顶端部分，防止护筒渗水。在确定护筒的顶端高程时，需要基于施工实际情况，结合地下水位确定，至少要高出地面30 cm，护筒底端的埋设深度，一般为150 cm，如若遇到特殊地段，可适当增加护筒长度。
        2.3钻孔清孔
        钻孔灌注桩施工对钻孔工艺提出了严格要求，由于钻头形式的选择与最终成孔效果存在密切关联，因此施工单位在钻孔阶段务必基于设计要求进行钻头形式的设置，同时还要控制钻杆的直径和强度，并加强对钻孔允许偏差的控制，以保证钻孔施工的正常进行。在钻孔施工结束后，施工单位应组织施工人员立即清理钻孔。在初次清孔的过程中，需补充适量的新鲜泥浆，保障与孔内泥浆在性能和含砂量上保持一致，随后利用施工设备以泵吸、循环的方式对钻孔进行二次清理。在清孔施工完成后，需对钻杆、钻头和测绳长度准确性进行检测，以保证清孔的有效性。
        2.4制作和吊装钢筋笼
        钢筋笼的制作和吊装工作十分关键，其直接影响了钻孔灌注桩的施工质量。钢筋笼制作区域应尽可能靠近于钻孔现场，不可位于过远的地方，以免影响钢筋笼的运输，方便钢筋笼的安装。需按照相关施工要求绑扎钢筋笼，完成绑扎工作后，则要于其周围设置保护层，做好定位工作，可采用点焊方式，连接主钢筋和保护层钢筋，钢筋笼设计位置要与实际相符。在吊装钢筋笼时，需避免对孔壁的损坏，一般情况下钢筋笼的长度应短于12 m，吊装时应采取有效的保护措施，防止钢筋笼变形。应科学设置钢筋笼的吊点位置，通常靠近于两端，处于同一个平面范围内。下方钢筋笼至孔口时，需临时加固处理，固定好其位置，使其于桩基中心位置保持一致，再实施高质量的焊接工作。

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        2.5混凝土的配置与灌注
        2.5.1配置要求
        水泥的初凝时间要超过3 h，桩身混凝土的密度为（2 350±50）kg/m3，坍落度为（20±2）cm，水泥的最少用量为360 kg/m3，且强度不低于32.5#。粗骨料可用碎石或卵石，粒径不超过4 cm，且要控制在导管直径的1/8之内，同时不能超过钢筋最小净距的1/3。细骨料多选用质地坚硬的粗砂。为了提高混凝土的和易性，含砂率控制在40%～45%，水灰比不超过0.5。混凝土拌合用水是洁净的天然水或自来水，与水泥发生化学反应的水约为水泥重量的1/5，其余的水起润滑作用。为了改善水下混凝土的性能，需使用添加剂。桩身混凝土养护4周后应凝结密实，不能出现蜂窝、裂缝、夹层、空洞等，钢筋与水泥砂浆粘结良好，不能出现脱粘露筋现象。
        2.5.2混凝土灌注
        施工人员应以桩孔深度为依据进行混凝土灌注导管长度的设计，在导管使用前完成试拼和密封试验，确保导管的牢固性与施工要求相符。为防止在注浆环节出现堵管问题，需采取有效措施提升混凝土流动性，如按照 3∶6∶1的水量在倒斗中加工混凝土，确保石料的含泥量不超过 2%，将加水和出料的时间控制在 1min 以内，将混凝土的初凝时间控制在 5h 内，并通过在混凝土中添加一定量的缓凝剂适当延长混凝土的初凝时间。此外，在进行水下混凝土灌注的过程中，需将漏斗与导管上部相连，在接口位置设置隔水球，待漏斗中混凝土饱和后将隔水球放开，使混凝土自然下落至钻孔底部。灌浆结束后要拔出护筒，并回填欠浇段。
        3施工常见问题及解决方式
        3.1钻孔偏斜
        钻孔灌注桩施工过程中的偏斜弯曲问题，主要是地面不平、底层软硬不均匀、钻头磨损严重等情况造成。施工中，如果出现钻孔倾斜，将会影响钻机的稳定型，同时对于钻机内部零件的损伤较大。当钻机内部零件出现问题或是有损伤时，实验安全性将大大降低，同时还将造成钻孔深度深浅不一的情况。
        3.2桩孔坍塌问题
        钻孔灌注桩施工中，桩孔坍塌属于非常严重的事故，在影响施工进度的同时，也会带来巨大的经济损失。为了避免这类问题的出现，施工人员应该严格依照相应的规范和步骤进行施工，避免施工操作不当引发的桩孔坍塌问题。同时，应该对护筒埋设的深度进行合理评估，在首次钻孔后及时进行清理。钢筋笼下放前，需要对孔底沉渣进行检查，确保桩孔内部清洁。
        3.3孔径收缩
        在施工中，软弱层由于土压力挤压作用、地层中塑性土层雨水后膨胀等会造成孔径的收缩，同时钻孔机器的钻锤使用过多，造成磨损等原因，也会形成钻孔孔径比设计桩径小的现象。要对缩径进行预防和控制，必须在施工中使用带有保径设备的钻头，且钻头的直径应满足设计需求，对于使用的机器应及时进行养护维修，以保证在使用过程中数据的稳定。在钻孔前应对不同土层土质进行检测，以保证设计不存在偏差。对于容易缩径的地方，施工过程中可适当提升泥浆的黏稠度，并应用上下反复扫空的形式来扩大孔径。
        3.4混凝土卡管问题
        导致混凝土卡管的主要原因，是施工人员在进行施工的过程中，存在违规操作的行为，没有能够依照相应的操作流程和施工规范进行操作。例如，在针对混凝土进行浇筑时，没有做好高效搅拌，在影响混凝土性能发挥的同时，也会造成导管密闭性不足，产生漏洞，在浇筑环节引发混凝土堆积堵塞的问题，如果施工人员没有能够及时对其进行解决，则会因为混凝土卡管而无法顺利施工。对此，作业人员需要将导管拆除并进行疏通，若问题没有得到有效解决，则需要停工检查，采取具体措施予以解决。
        结语
        本文重点对施工中钻孔灌注桩的施工技术以及施工中存在的问题和相关解决方式进行研究分析。由公路桥梁钻孔桩可以根据不同地区，不同土质及气候因素，及时地进行配比调整，提升土质承载力的效果明显，对于桥梁的修建，能够减少水下作业，具有安全经济的优势，在施工中对设备的要求不高，故在公路桥梁基础工程中得到了广泛应用。
        参考文献：
        [1]胡玉飞.桥梁钻孔灌注桩施工工艺及其质量控制[J].黑龙江交通科技，2020（4）：114+ 116.
        [2]王春.公路工程钻孔灌注桩施工中断桩的应对措施探讨[J].黑龙江交通科技，2020（9）：155~156.