公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用

发表时间:2021/6/4   来源:《工程建设标准化》2021年3期   作者:陆正
[导读] 交通运输建设发展中,路桥工程发挥着相当重要的作用,是交通体系中不可或缺的一部分。

        陆正
        贵港市交通投资建设有限公司   广西  贵港  537100
        摘要:交通运输建设发展中,路桥工程发挥着相当重要的作用,是交通体系中不可或缺的一部分。公路桥梁建设直接影响着经济发展,而其建设质量更是重要问题。在路桥工程施工中,其内容繁杂、工程量大,需要采取合理施工技术和工艺,在保证施工质量基础上,加强对施工成本和进度的控制。当前路桥施工中,钻孔灌注桩施工技术凭借其优势得到广泛应用,在这一技术应用中需实现全面管控,以避免质量缺陷影响到路桥工程整体质量。文章介绍了钻孔灌注桩施工技术的施工特点与施工要求,分析了当前其在路桥施工中应用常见问题,并探讨施工技术应用要点,为实际施工提供参考。
关键词:公路桥梁;钻孔灌注桩;施工技术;存在问题;应用要点
        随着我国公路桥梁等基础建设的快速发展,建设施工技术也愈加成熟,在公路桥梁工程施工中广泛应用的钻孔灌注桩技术也不断进步,有效提升工程建设质量。但在其实际应用中,受人为因素和自然因素等影响,容易出现钻孔坍塌、护筒下沉等质量问题,进而影响到工程质量、进度等。因此在实际施工中需加大对钻孔灌注桩施工技术的应用控制,以保证施工质量可靠,满足工程建设要求。
1.公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术概述
1.1技术原理
        钻孔灌注桩施工技术是一种灌注桩施工方法,借助机械或者人力挖设孔道,并将特制钢筋笼放入,然后灌注混凝土,混凝土凝固后形成具备一定强度支撑桩。根据其施工中选择的护壁形式,可以将其施工手段分为两种类型,即全套管施工和泥浆护壁施工方法,施工中要选择好使用的机械设备、布置好现场场地,之后安装设备、埋设护筒、制备泥浆并钻孔清孔,最后进行混凝土灌注作业。
        具体其加固原理就是施工形成桩孔后放入钢筋笼、灌注混凝土来形成桩结构。在实际施工中,成孔方式不可避免存在缺陷,因此最后形成的桩孔也存在差异。当前主要使用的三种灌注桩类型就是钻孔灌注桩、沉管灌注桩和挖孔灌注桩,其中钻孔灌注桩由于适用性好具有广泛应用,可以应用预复杂地质地形结构施工中,并可以保证最终施工效果。同时施工中噪音小、操作简单,应用于公路桥梁工程建设,可有效保证桩系承载力。具体操作中,工作人员还要选择好钢管,将其埋设在桩钢筋笼外,以保证桩体强度达标,在压力作用下水泥浆液通过碎石空隙扩散,其范围扩大后也会加大桩体承载能力,进而实现有效加固。
1.2施工要求
        在未正式开始钻孔灌注桩施工前,需参照工程设计和规范等,综合分析研究工程建设条件和要求,厘清施工中相关标准、技术工序、各环节数据和安全标准等,确保技术方案满足规范性要求。同时依据工程分析结果,制定好突发预案,审查工程施工条件、泥浆循环过程完好性、导管质量等,并对导管和混凝土原料进行测验,确保其各性能指标达标。必须确保各项工程按照标准要求开展,对于出现问题要及时解决,保证工程顺利开展。
1.3钻孔灌注桩施工原则
        在开展公路桥梁钻孔灌注桩施工过程中,需遵循相关原则施工,以全面保障桩体施工质量,满足项目要求。第一,需全面分析施工地点气候条件和环境因素,合理选择公路桥梁桩基础结构,制定科学的实施方案,创造良好的施工氛围。第二,施工中,需参考安全等级、公路桥梁工程负重量、上方结构承载力度,科学设计基础结构,保证各环节工作质量。第三,实际应用钻孔灌注桩施工技术过程中,需全面考虑各部分因素,针对性制定好施工方案,保证技术应用水平,优化处理好施工各项体系,合理运用各环节施工技术。第四,在钻孔灌注桩施工整体流程中,要考虑到工艺应用成效和对环境的影响,根据实际施工要求和施工条件控制好各要素,并采取一定减噪降耗措施,科学、灵活设计,实现文明施工[1]。
2.公路桥梁钻孔灌注桩施工中常见问题
2.1断桩问题
        公路桥梁工程施工中,钻孔灌注桩施工技术应用中断桩问题是常见现象。在工程施工中,由于灌注桩内部混凝土、砂石的凝固性特点,如果在指定时间中施工人员未完成浇灌作业,就容易出现这一问题,进而严重影响到混凝土浇筑质量、延缓施工进度。如果施工中使用的机械设备存在严重老化,混凝土施工中需要长时间停留在施工设备中,也会导致设备重量加大,进而引发断桩现象[2]。
2.2斜孔问题
        公路桥梁钻孔灌注桩施工中,使用的钻机性能不达标会引发斜孔问题,对斜孔深度产生不利影响。具体斜孔的形成原因比较复杂,常见问题就是钻孔设备使用时间过长而磨损,降低了钻孔孔洞稳定性,出现钻孔不直现象。以及一些大型公路桥梁工程内部结构复杂,钻机严重老化,难以保证工程实际施工质量。对于复杂的公路桥梁内部结构,要处理好斜孔问题,一方面需加大施工检查力度,定期检查钻机,及时更换使用时间较长的设备。一方面则需加大设备管理力度,管理人员需及时掌握钻机设备使用情况,做好设备管理,加强对斜孔问题的预防。
2.3塌孔问题
        钻孔灌注桩施工中塌孔问题也是常见缺陷,由于施工人员缺乏足够的专业技能水平,以及不够重视钻孔灌注桩施工技术应用,导致产生严重塌孔问题。此外就是埋设钻孔护筒的过程中,对其埋设深度控制不合理,而无法保障护壁稳定性,进而出现塌孔现象。
2.4缩颈缺陷
        公路桥梁工程施工中,打桩机械易出现掉钻问题,易出现缩颈缺陷问题,进而威胁到工程整体建设品质。引发缩颈缺陷问题的原因,第一是使用的钻杆质量较差,其接头安装质量差无法保证牢固性,施工中易出现卡钻问题。第二是钻孔设备零件组装相当复杂,而对钻机正常运行产生不利影响。公路桥梁结构比较复杂,为解决好缩颈缺陷问题,需在施工中加强钻孔设备维护力度,定期检查、更换老化严重的钻孔设备。预防、解决好缩颈缺陷,才能显著提升公路桥梁工程建设效益。


3.公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术应用要点
3.1做好施工准备工作
        为保证钻孔灌注施工技术应用成效,施工人员需做好相关准备工作,挖掘工程施工特点,编制科学的施工方案。施工企业需深入考察施工现场,从各个角度考察其具体情况,以基础性设备为主要平整,创设处理设计图,对设计图进行全面审核后总结勘察内容、制作勘察报告。并依照规范施工标准依据设计流程,改革创新工艺流程,统一相关技术标准,选择合适的安全处理方式,并积极发挥监督作用。
        还需分析施工中可能遇到的问题,制定完善的突发事件应对方案,熟悉常见问题细节化处理方案。施工人员需经过专业培训,掌握相关技术,保证工程建设顺序施工。施工中使用到各项材料需及时到位,并严格管控其质量,选购环节即加大监管力度,确保工程质量达到预期目标。施工前也要做好检验工作,以及时发现存在隐患,及时查找出隐藏问题,完善好施工管理任务。整个准备阶段中,需对泥浆做好抽样检测工作,以其指标要求来制备,掌握具体内容后上报处理,确保施工符合要求。
3.2场地平整与测量放样
        进行钻孔灌注桩施工前,需细致勘察施工现场,并做好场地平整、排水工作等。确保场地平整才能更好地实施钻孔作业,方便工作人员操作。之后开展测量放样工作,放出路线中心线和边线,根据设计方案确定各桩位位置,并做好标记。同时确定基准面标高与钻孔垂直高度,完成布桩后要确保偏差在50mm以内。
3.3护筒埋设
        通常在公路桥梁工程施工中,需掌握钻孔灌注桩施工技术特点,以合理选择较高强度的钢结构,选用的护筒材料钢板卷需保证护筒内径大于桩径20cm。护筒就位以后,其高度需高出地面一定距离,控制好与中心位置偏差。要控制好内径,以确保护筒施工满足要求,可以有效预防孔口坍塌,保证护筒的埋设效果。还需有效处理护筒和孔壁,用土块填充密实。科学处理护筒中心与桩位,严格把控重心偏差,有效开展各环节作业,保证管理工作的顺利实施。
3.4泥浆制备
        公路桥梁施工中需不断提高制浆效果,为工程建设创造良好的质量保障基础。实际操作中,需依据工程施工地点地质条件,需配浆合理设计,适量添加需要的外加剂以保证泥浆质量。配浆操作中,要保证胶体率达到96%,控制好密度和黏度。由于公路桥梁工程结构相对复杂,施工人员需控制好泥浆粘稠度,以保证实际制浆效果,防止出现泥浆过稠的情况。为保证实际制浆质量,操作中可以打碎粘土,将其放置在护筒中使用冲击锤击打,保证泥浆的质量。
3.5钻孔与清孔
        钻机就位后,要保证其底座、顶端足够稳定,以免在钻进运行中出现位移和沉陷等问题。开钻操作中,需在孔中灌入泥浆,根据地层情况设计好泥浆配比。为准确判断土质变化情况,需对钻渣定时检测。根据工程施工要求选取合适的钻孔技术,以回转钻孔技术为例,需启动泥浆泵和转盘后,让其空转一定时间,再将适量泥浆输入即可完成钻孔作业。要保证使用的接钻杆、卸钻杆可以安全操作,在规定时间内可完成操作,避免过长时间停钻而出现大孔底沉淀情况。钻进作业中,需对进尺有效控制,在护筒刃脚位置低档慢速钻进,进尺2~3m。实时利用圆钢筋笼检查钻孔直径与竖直度,确保钻孔中心与钢筋笼中心重合。
        完成钻孔作业后,需及时清理孔口,避免泥浆长期沉淀在此,而引发坍塌问题。可以采用抽渣筒、正反循环旋转钻机等来清孔,分为一次清孔和二次情况,通过泥浆流动产生冲力将沉积在桩孔底部的岩渣等清理干净,由于泥浆胶体的黏性较强,因此流动中可将悬浮沉渣带出实现清理目的。使用的泥浆需使用膨润土等配制,控制好含砂率与胶体率。在吊放钢筋笼前进行第一次清孔,以降低桩孔底层沉渣厚度,灌注混凝土前实施第二次清孔,可利用沉放导管进行[3]。
3.6钢筋笼制作与吊放
        制作钢筋笼过程中,焊接是关键性操作,一般完成分节制作后再进行整体焊接,需要错开接头操作,控制好接头数目,一般不超过同截面钢筋数的50%。吊装过程中要注意控制节间焊接时间,保证长度和时间满足要求。在钢筋笼中放置声测管,均匀分布在笼内圆周4个点。吊放过程中要找准吊点、垂直度,将其缓慢下放到孔位,之后不可旋转需及时固定。同时需注意灌注混凝土过程中钢筋笼上浮,对此需精确确定钢筋笼初始位置,并将其故障在护筒上。要控制好混凝土浇灌速度,特别是混凝土接近钢筋笼下端时要注意带动其上浮。同时要注意连续灌注,缩短灌注时间,以避免影响到混凝土进入钢筋笼后的流动性。
3.7混凝土灌注
        混凝土灌注可分为三个环节,即首次灌注、连续灌注与后期灌注。首次灌注过程中,灌注量需依据泥浆密度、状况之间和孔底高度等决定,需注意和易性和阻力等因素引发泥浆离析、堵塞导管等情况。可以晃动漏斗,并将起重力度加大、拉动导管等,实施有效调整,顺利将混凝土灌注作业完成。连续灌注操作中需注意间歇性灌注现象,可劳动导管检查孔门返浆问题,停止返浆后再进行灌注。后期阶段,孔中压力有所降低,容易出现混凝土密度不均的问题,对落差需及时调整,保证混凝土密度达标。
        灌注施工中,要注意混凝土性能参数,对其合理调整。首先要保证各项原料质量达标,然后就是控制好初凝时间,一般为3~5小时,未满足要求需添加混凝剂延长时间。最后就是混凝土搅拌作业,开始搅拌、搅拌均匀和搅拌后期需分别加水约30%、60%和10%,最后一次加水后需在60~90s时间内出料,且需注意控制好混凝土坍落值。
结束语:
        做好施工准备、护筒埋设、制浆和钻孔等各环节作业,能够保障公路桥梁钻孔灌注桩施工质量,提高工程施工效率与施工质量,同时缩短工程建设周期,对于保障工程经济效益有着积极意义。
参考文献:
[1]刘翠.钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工中的应用[J].中国房地产业,2020,(24):185.
[2]陈世军.公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用[J].建材发展导向(下),2021,19(1):194-195.
[3]郝诚辉.钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工中的应用[J].四川建材,2020,46(8):221-222.
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