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公路桥梁施工中大直径钻孔桩施工技术

发表时间：2021/6/1 来源：《基层建设》2021年第2期作者：崔龙

[导读] 摘要：公路桥梁施工中广泛应用大直径钻孔桩施工技术，需要做好施工技术质量控制工作。

        浙江交工宏途交通建设有限公司浙江省杭州市 310051
        摘要：公路桥梁施工中广泛应用大直径钻孔桩施工技术，需要做好施工技术质量控制工作。文中结合公路桥梁工程概况，分析大直径钻孔桩施工技术的具体应用，给出做好施工技术质量控制的措施。
        关键词：公路桥梁；大直径钻孔桩；技术质量
        现阶段由于受成桩工艺、施工经验、施工人员综合技术水平、机械设备性能等因素制约，大直径钻孔桩施工效果往往不理想。为改进这些不足，促进其作用得以充分发挥，延长桥梁工程使用寿命，提升工程质量，需进一步把握大直径钻孔桩施工工艺流程和质量控制要点。
        1、大直径钻孔桩的施工特点
        钻孔桩是一种特殊性较强的施工技术。由于施工设备较为沉重，在进行实际应用的过程中，需要启动部分动力装置，在进行硬质地面的施工工作时，需要提供足够的动力，这样才能进行较为规范的施工操作，提升成孔速度和质量水平，在软地基进行施工工作时，则需要进行支护结构的安装工作，并且能够开展更为迅速的施工工作，由此可见，桩施工技术可以在不同施工环境内的工程项目中进行实际应用。
        对以往工程资料进行调查，可以了解到我国大部分工程项目都采用循环钻机。较为传统的是泥浆循环施工方式，这容易造成泥浆堆积，会造成较为严重的环境污染，目前所出现的桩施工技术采用的是循环出渣形式，也就是利用设备的自身重力，将钻头钻进土层之后，再将钻出的泥浆渣收入桶内，最后排出孔外。在这个过程中解决了许多问题，也自动收集具有污染性的泥浆杂物，有效解决环境污染问题，整体施工的环保水平较高。在这个作业过程中，施工环境得到了有效保护。
        2、大直径钻孔桩施工技术分析
        某公路桥梁工程全长 852.4m，桥面宽 26m，设计速度为60km/h，上部结构采用预应力混凝土箱梁，桩基础采用钻孔灌注桩，钻孔灌注桩的桩径设计为5m，属于大直径钻孔桩施工。该区域地下水位在0.5～3.8m之间，夏季降水量大，钻孔灌注桩施工中，会经过淤泥质粉土或种植土土层。为应对这些挑战，确保大直径钻孔桩施工效果，施工单位采取以下技术措施。
        2.1 施工准备
        加强施工现场勘查，编制合理的施工进度计划。制定应急预案并组织演练，加强施工人员培训，预防质量和安全事故发生。严把材料质量关，做好检测和验收工作，保证满足施工需要。加强桩位偏差控制，误差控制在允许范围内。加强钻机性能检测，确保技术参数符合要求。桩基就位后检测其稳固性并做好调试工作，为正式施工奠定基础。
                              表1 钻机技术参数表

        2.2 泥浆配制
        大直径钻孔桩施工场地通常较小，为满足泥浆配制需要，应合理调整施工场地。采用集中拌和方式配制泥浆，做好存储工作。加强泥浆管道和沉渣池检测，使其正常发挥作用，满足泥浆循环需要。冲击钻孔时，泥浆护壁的作用明显，要选择性能优良的设备制作泥浆，保证泥浆满足钻孔灌注施工标准。
        2.3 钻孔施工
        使用 KTY400 型液压动力头钻机开展钻孔施工，使用2.5m的刮刀开展初孔成型，再用5m滚刀钻头扩孔。钻孔施工中如果遇到膨润土，需适当调整泥浆比重。该项目中，泥浆指标密度在1m左右，黏度在15～20s之间，含砂率4%以上。同时给每台钻机配备泥浆分离器，对泥浆进行处理，使其符合施工规范要求。钻孔完成后进行清孔，使用泥浆循环系统将孔底泥浆抽出，清孔一般需要1h左右。检测抽取的泥浆，在确保各项指标合格前提下完成清孔。使用超声波探测仪检测成孔，包括孔深、孔径、倾斜度，保证各项指标合格。
        2.4 钢筋笼施工
        该工程钢筋笼长度为30m，重量26t，为顺利安放钢筋笼，将其截为三节，重量最大部分13t。检测钢筋质量，确保防锈层正常发挥作用，质量合格。使用长线法加工钢筋笼并加工好台座。标记清楚接头位置以便后续工序施工。在钢筋笼每隔2～3m处设置一道坎，有利于减少吊装过程中的位移。吊装钢筋笼时，一般使用两台设备同时进行，需做到缓慢、匀速吊放，做好垂直度和平整度调整工作，保证钢筋笼安装位置精准，提高施工效果。
        2.5 水下混凝土浇筑
        桩基混凝土一般使用 C30 号混凝土，坍落度在 20cm以内，缓凝时间在 600min 以内。检查导管的密封性能，按要求安装导管，导管和孔底的距离保持在 80cm 以上，导管上方放置漏斗。水下混凝土浇筑需缓慢、连续进行，合理控制压力并做好振捣施工。重点保护桩基，确保其完整性。
        3、大直径钻孔桩桩身质量控制
        3.1 清孔
        清孔主要是清除孔底沉渣、水流作用下大量岩石颗粒和砂土的作用和受力，以及桩孔内的泥沙沉积，所以要及时清理，否则会造成不稳定或混凝土质量下降，影响施工时间和工程质量，所以必须在清理灌孔泥浆前进行此项工作，清除带有粘性淤泥沉积物的钻孔中的淤泥。同时利用浮球法测定钢护筒底面位置与垂直度。

        图1 利用浮球法测定钢护筒底面位置与垂直度
        3.2 钢筋笼
        决定钢筋笼盖质量的主要因素有两个：在原材料选用时，应选用质量好的钢材，无论长度和厚度符合设计要求，都不会有设置误差，否则会导致很大的危险污染。在施工工艺上，施工人员必须有丰富的经验，掌握最新技术，能够根据实际情况进行规划。所有焊点检测后，应保证焊缝不漏焊；如遇特殊事故，如钢筋体不能下沉，施工人员必须及时钻孔，使其恢复到原来的正确位置。
        钢筋笼对接、定位质量控制措施在开展实际工作时，要注意钢筋笼的加工操作不可一气呵成，要分为两个加工阶段。在建乡安装工作室，在接头位置采用电弧焊的操作模式，焊缝长度应当大于50cm。在进行下方操作时，也可以采用单面焊的操作模式，并且采用错开放制的应用模式，不同钢筋笼之间的距离应当小于 350cm，但一定要大于50cm。
        3.3 浇筑前
        在浇筑前，应进行二次清理，清除桩基础中的沉淀物。同时，对泥浆的要求也非常严格，在不满足施工要求的情况下即可施工，不会因急迫造成工程质量问题。钻杆还应在清理和注入前，注意立管的位置，连接管通畅，无渗漏，整改后可超体积浇筑，浇筑质量良好。在吊装过程中，应彻底清洗钢带和吊笼的孔。
        3.4 浇筑
        灌注混凝土时，导管直径根据桩的长度和直径确定。每个导管的内径应大致相同。如果有偏差，偏差应保持在 20 mm 的距离。导管在使用前、施工中、施工后，经过一段时间的全面检查，如在钻孔灌注桩施工中，对导管的质量、使用公差、拼接结构及规格、抗拉强度和粘结头、试压等进行全面检查，水下混凝土的浇筑是一个重要的过程。
        在第一次浇筑水下混凝土后，必须对孔底沉渣厚度进行复查，检查孔底沉渣厚度后，方可进行钻孔质量检查，立即通过混凝土表面上的孔测量底部钻孔的高度。管道预埋在我们需要的深度，管道的预埋应采取措施，使室内水下混凝土的具体深度保持在 2 米到 6米之间。在浇筑作业中，应注意混凝土配合比，防止混凝土从漏斗顶部溢出，造成泥浆、水泥配合比稠化、凝结。在浇筑水下混凝土时，如果钢筋框架下的混凝土表面已经升高，应立即使用混凝土顶部支撑钢筋框架的逐渐升高。为保证混凝土浇筑完成后桩顶混凝土的质量，应在原灌注桩顶部进行超填。
        结语
        总之，桥梁工程大直径钻孔桩施工中，为预防质量问题发生，提升施工效果，把握技术要点，严格遵循工艺流程是必要的。施工单位需详细开展现场调查，明确工艺流程和质量控制目标，严格按要求施工，保证每道工序质量合格。此外还要保证原材料质量符合要求，加强钻机质量检测和养护，保证钢筋笼安装和混凝土浇筑质量，从而预防质量问题，提升整个桥梁工程施工效果。
        参考文献：
        [1]曾鹍. 公路桥梁施工中大直径钻孔桩施工技术应用[J]. 交通世界，2018（36）：114-115.
        [2]高义伟. 公路桥梁施工中大直径钻孔桩施工技术的应用分析[J]. 城市建设理论研究（电子版），2019（08）：123.
        [3]蒋燕飞. 公路桥梁施工中大直径钻孔桩施工技术应用[J]. 交通世界，2020（08）：113-115.