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摘要:在桥梁施工中应用最广泛的形式就是钻孔灌注桩技术,在钻孔桩施工过程中,会有很多施工技术问题,这在一定程度上会影响桥梁工程的施工质量,本文就以嘉善县姚庄至西塘应急通道项目的钻孔灌注桩施工准备工作,施工工艺流程和施工技术要点等内容进行探讨和分析。
关键词:桥梁桩基础工程;钻孔灌注桩;施工技术
引言
钻孔灌注桩是桥梁施工中重要的桩基类型,在具体施工过程中,钻孔灌注桩施工质量,决定了整个桥梁质量。而在钻孔灌注桩施工中,存在各种各样的质量影响因素,需要施工单位切实做好钻孔灌注桩的质量控制工作。
1工程概况
本项目位于浙江省嘉善县,西起华东线道路,东止华雨线道路,涉及道路、桥梁、给排水、电气、景观等专业。全线设置跨和尚塘(小寺桥港)一座大桥,大桥全长335m,其中主桥采用40m+55m+40m连续钢箱梁,引桥采用40m简支小箱梁,工程桩施工采用钻孔灌注桩施工技术。
2桥梁施工特点
本项目桥梁工程的施工特点体现在这几个方面:1、桥梁沿线全是鱼塘,桩基施工需从各墩台方向填筑便道,便道宽6米,填筑建筑宕渣厚度约70cm,对土质较差地段可增加填料厚度,铺筑钢板;2、主桥河中墩施工需搭设钢栈桥和操作平台;3、引桥小箱梁的长度为40m,需组织专家论证,且运梁路线道路窄,不满足梁车的转弯半径,有些地方需加宽处理;4、主桥钢箱梁采用两台200T浮吊吊装及钢箱梁合龙段施工;结合上述特点,在对桥梁工程进行施工的过程中,我们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,这样才能真正确保桥梁工程的顺利施工。
3钻孔灌注桩施工原理
钻孔灌注桩技术可按下面分类法进行划分:1)按承载性状分类:(1)摩擦型桩:摩擦桩、端承摩擦桩;(2)端成型桩:端承桩、摩擦型端承桩。2)按成桩方法分类:挤土桩、非挤土桩、部分挤土桩。3)按桩身的直径大小分类:小直径桩D≤250mm;中等直径桩250mm≤D≤800mm;大直径桩D≥800mm。4)按成桩材料分类:木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、组合桩、钢桩。钻孔灌注桩主要用于黏土、软土等地基承载力较低的地区,使用钻孔灌注桩能够提高地基承载力,且在施工中能够不受外界环境变化的影响,对于温度、下雨等天气地理环境的因素变化,对其稳定性影响较小。由于改善了软土地基的承载能力,对于桥梁的安全性大大提升,同时减少了对于地基土的处理,更加具有经济性。
4钻孔灌注桩施工工艺流程
4.1施工前期的准备工作
随着国民经济建设速度的不断提升,需要加大路桥工程质量管控工作,这是施工的重点内容,不仅可以有效地缩短建设周期,还能够实现社会效益和经济效益的融合。在施工前期准备阶段:第一,根据设计交底内容和图纸要求,明确技术和质量指标,熟悉工程地质勘察资料,了解施工场区地层情况。摸清易缩径、易扩径和易倾斜的地层段的埋藏深度及分布情况,落实分段成孔的技术控制措施和钻进参数,做好施工方案交底工作。施工方案由项目工程师编制,经审批后向参与施工管理和参加施工的项目管理人员、技术人员和机班长进行交底。交底后将项目工程师签署的技术交底文件交技术组、施工员、质量员和各机机班长留存,作为指导施工的技术依据。同时,施工员应在施工前按工序和操作项目向各机班组成员再进行技术交底,施工方案交底时重点应注意:交底要讲解施工图纸和设计要求、施工操作方法和技术措施;将测量定位→护筒埋设→钻机就位→成孔→一次清孔→钢筋笼制作与安装→二次清孔→混凝土灌注等主要工序过程中的施工操作要求和质量控制标准逐一加以细化和量化。第二,施工前做好运输道路、场地和泥浆循环系统的铺设修筑工作,运输其工艺流程可按如下控制:场地整理→泥浆循环沟槽、箱池池位置确定,白灰撒线→挖砌箱池边排水沟→挖砌暗埋管沟→修筑运输道路,进场后首先进行水电布置,以达到基本满足施工的要求,同时对场地三通一平进行验收,确保场地条件满足正常施工的条件,为正式施工创造条件,项目工程师和施工员,根据施工进度计划和施工流程,具体落实机台的施工进度和工程量,并根据生产计划制定建筑材料供应计划,组织全体施工人员认真踏勘现场,了解施工场地周边情况,对地下管线等设施进行实地熟悉,摸透内在情况。
4.2护筒埋设
护筒埋设前,由测量人员使用全站仪对桩孔位置进行测定,准确定位每一个具体桩位。本工程护筒采用钢板卷制,护筒的直径比桩身设计直径大20cm,护筒埋设前,用钢钎对周边地基土进行探测,确保无地下障碍。护筒应按桩位准确埋设,其中心与桩位中心的偏差不应大于2cm,并应保持护筒垂直,埋设完成后,周边用粘性土回填后并分层夯实。主桥桩基位于和尚塘中根据设计要求的埋设深度进行护筒埋置,护筒埋设完毕后再次复核桩位。
4.3钻孔施工
在钻孔桩施工之前,我们要根据地质勘探资料及设计图纸,绘制出一个孔位地质的剖面图,这样我们就可以根据地质的具体情况,选择合适的钻进参数。
本项目采用的型号为GPS18反循环钻孔机,待钻机安装结束后需要检查钻头是否已经对准桩位中心,偏差需要控制在1.0cm以内,详细记录钻机钻进情况,将桩中心线(桩基成孔后)偏差控制在4cm以内,斜度控制在斜度控制在1/150桩长之内,钻孔检查过程中需要对孔位、孔径、孔深、倾斜度、泥浆指标等进行观察,以确保成孔内水位稳定、泥浆稠度适中,观察钻孔施工作业当前位置地质环境情况,方便于根据地质情况适当进行钻进方式调整与泥浆稠度调整。
4.4清孔
本工程因采用1200mm孔径钻孔桩,为确保工程桩的质量,一次清孔采用常规正循环清孔工艺,二次清孔采用气举反循环为主进行清孔。清孔是灌注桩施工很重要的环节,要保证沉渣厚度和循环液含渣量满足质量要求,清孔不到位会影响成桩质量。其中第二次清孔更为关键,因为在下钢筋笼和导管的时间往往比较长,孔底沉渣厚度会超出设计值,所以清孔不到位会影响成桩质量。
4.5钢筋笼的制作与吊装
由于该项目主桥、引桥、梯道的桩基主筋直径均采用直螺纹套筒连接,所以对于钢筋笼钢筋接头连接质量控制严格,选择在场外的钢筋加工厂加工,运至现场进行拼接,并且直螺纹连接的主筋必须在场地进行事先做好标记,防止在下钢筋笼过程中发生扭曲、连接不牢等现象发生。在对主筋采用直套螺纹连接前,必须对钢筋端头进行墩粗处理,套丝后的截面积不得小于母材截面积,并不得出现与钢筋轴线相垂直的横向裂缝。钢筋笼成品采用25T汽车吊分节吊放,吊装,拼装。
4.6砼灌注
本项目有自己的混凝土搅拌站,在混凝土灌注施工过程中需要严格参照混凝土材料拌制、混凝土浇筑、混凝土检测这一顺序进行施工,确保整体混凝土灌注施工质量。在混凝土材料拌制过程中需要把控混凝土具体配比,确保混凝土强度符合工程需要,技术人员将混凝土运送至施工场地后进行二次拌和,将粗骨料最大粒径控制在1/6导管内径以内,且需要控制在40mm以内,选用良好级配的中砂,水泥量在370kg/m3以上,将水灰比控制在0.55左右,将C3A控制在8%以下,含砂率控制在0.42,坍落度控制在18cm~22cm,扩散度控制在35cm~37cm。在混凝土浇筑过程中需要在钢筋笼安装且二次清孔结束之后,且在浇筑过程中混凝土浇筑量需要严格按照设计标准进行,在灌注混凝土前,应对混凝土的质量进行检测,对不符合设计规范的材料坚决不使用。导管与灌注漏斗间设置隔水栓,导管首次埋置深度控制在1.0m以上,其他导管埋置深度尽可能控制在2.0m~6.0m,单根桩灌注时间不宜超过4小时。本工程对于1.2m的直径桩,其初灌量为3.8m3,导管埋深为1.0m,工程桩施工时建议取消储料斗,直接利用2m3初灌斗配合一辆8m3混凝土罐车联合进行灌注,不仅初灌量完全能够满足要求,而且具有以下优点:①节约了混凝土泵车的费用,降低了成本;②缩短了混凝土灌注前的储料斗安装时间,有效缩短混凝土灌注时间,更易于保证桩身质量;③降低了对地基承载力的要求。由于储料斗利用四根支腿支承在地基上,因此要求地基具有较大的承载力,否则在灌注过程中易出现储料斗倾斜、甚至侧翻等安全事故;④减少了混凝土的浪费。由于储料斗底部面积较大,在长时间的灌注过程中,底部会形成较厚的混凝土粘附层,不仅浪费混凝土,而且需耗费大量的人力和物力;
5桩身完整性检测及堵管预防措施
本工程钻孔灌注桩桩身内均设有声测管,因此采用超声波透射法对钻孔灌注桩工程桩总数的100%进行桩身完整性检测,主桥桩基声测管兼作压浆管,采用φ50*1.8mm钢薄壁声测管,其余桩基采用φ50*1.2mm钢薄壁声测管。声测管检测是检测桩身完整性的重要依据,声测管损坏会影响桩底注浆,在混凝土浇筑的过程中,往往会出现声测管堵塞,造成声测管堵塞可能有以下原因:1、声测管中间接头安装不劳或未包裹严实2、声测管底部在下放钢筋笼的过程中损坏3、在浇筑混凝土时,端口进入泥浆或者混凝土4、孔内水压大造成声测管损坏5材料质量不合格
堵管预防措施如下:1、材料进场前,应严格验收2、混凝土浇筑前,管内应注满清水,端口用木塞塞紧,防止进入杂物3、声测管底部可以做成平底或者L型,防止下部堵塞4、下放声测管前,仔细检查接口位置。
6心得体会
1、在钻孔灌注桩施工中,需严格控制好泥浆比重,黏度,含砂率等各项指标,防止塌孔;
2、在砼灌注过程中,严格控制好导管的埋置深度,防止出现断桩现象;
3、在钻孔灌注桩施工过程中,要保护好声测管,声测管是桩身完整性检测的重要依据,通常也可用于桩底灌浆,加强桩尖地基承载力;
7结语
总而言之,在桥梁工程施工中,钻孔灌注桩是非常重要的组成部分,做好钻孔灌注桩施工质量的管控工作,严格按照施工步骤进行操作,能够切实提高钻孔灌注桩的施工质量,也可以强化桥梁工程整体的施工和使用安全,保证其整体质量的提高,有利于推动我国桥梁事业的长远健康发展。
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