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摘要:现如今,我国交通业发展迅速,市政道桥施工项目随之增多。为研究道路桥梁钻孔灌注桩技术,论文对道路桥梁钻孔灌注桩施工原理进行了详细的阐述,并重点研究了施工中存在的问题及解决措施。研究结果表明,采用钻孔灌注桩能够有效地解决地面下黏体、软土等地基的承载力较低的问题,且施工简单,经济性高,是一种良好的提高软土地基承载力的途径。
关键词:市政;道桥施工;钻孔灌注桩;施工技术;应用
引言
钻孔灌注桩是进几年广泛应用的施工技术,道路桥梁在施工过程中也经常应用该技术。由于道路桥梁施工工艺具有一定的复杂性,而钻孔灌注桩施工,通常是隐藏在地表下,所以,如果灌注桩一旦出现问题,这些问题也是不容易被发现的,而这样就会影响道路桥梁整体的工程质量。因此,道路桥梁工程要想提高工程施工质量,还需要不断提高钻孔灌注桩施工技术,通过对其施工技术进行不断的加强,进而提高道路桥梁工程施工的安全性和稳定性。
1钻孔灌注桩施工原理
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。
桥梁钻孔桩施工是在地面向下直接钻孔,经放置钢筋和浇灌混凝土后形成桩体。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,对于道路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。
2钻孔灌注桩技术与施工要点
2.1埋设护筒
钻孔前埋设壁厚8mm钢板制护筒。护筒内径较钻头直径大20cm。护筒埋置深度≮3.0m,必要时在埋设护筒位置挖除软土换填或在挖除软土后把护筒周围夯填密实。护筒高出地面0.3m,还需满足孔内泥浆面的高度要求,孔内水位以高出护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.5-2m。
2.2泥浆护壁
泥浆护壁即对已经完成成孔操作的孔径采用泥浆方式进行保护,避免由于保护不当导致成孔出现坍塌等质量问题。在泥浆护壁操作上技术人员需要把控好以下施工要点:①做好泥浆比重与泥浆粘合度控制。在泥浆护壁作业过程中做好泥浆粘合度与密度控制,使得泥浆可以更好地与土壤相结合,确保护壁质量;②优化配置泥浆。泥浆属于泥浆护壁施工环节的主要材料,泥浆本身质量高低直接影响着保护效果,技术人员需要对泥浆进行优化配置,确保配置的泥浆可以满足工程钻孔灌注桩实际施工场地土壤等需求,为后期施工打下良好基础。
2.3钻孔
钻机就位前钻机底座应垫平,保持稳定,不得产生位移和沉陷。确保钻孔施工过程中,钻机不产生位移和沉陷。开孔的孔位要准确,使初成孔壁垂直、圆顺、坚实,开孔施工应轻压慢进钻头速度不宜大于10r/min,待主动钻杆全部进入孔后,方可加速进行正常钻进。在实施钻进操作的过程中,当完成停钻以及取渣处理之后,需要及时向孔内补充大量的泥浆,以此确保泥浆与孔内水头的粘度和比重。
在进行钻孔操作期间,起、落钻头的速度非常均匀,并不会出现骤然变速或者过猛的现象,孔内在出土时,需要及时将其运走,不得出现钻孔周围堆积现象,减小对孔壁的扰动避免造成塌孔事故。钻进过程中经常检查孔直径、垂直度和钻孔的地质情况并记录土层变化情况,并与地质剖面图核对,并定时定人记录观测数据,如地质情况、钻进速度、泥浆情况等。
针对不同土层采用不同的钻压、钻速、泥浆量以及泥浆比重;针对软土或者砂土等均非常容易引起塌孔现象,针对土层中的钻孔时,均建议以非常缓慢的速度轻柔的钻进,同时对泥浆的比重与孔内水头的适当提升。
施工时如发现钻孔偏斜或扩孔、缩孔等异常现象应及时找出原因并及时采取措施处理。围护钻孔桩施工时,采取跳孔法施工。
2.4清孔与吊入钢筋笼
在钻孔完成之后,还要进行清孔工作,及时地清理掉孔内的沉渣,这样才不会影响道路桥梁的质量。然后再把钢筋放在合适的位置上,并匀速缓慢地将钢筋笼吊入到钻孔中。如果在下降的过程中,出现下降较困难的情况,这个时候可对其角度进行适当的调整,然后再进行二次下降。
2.5成桩
成桩施工属于钻孔灌注桩施工工艺最后一个环节,此环节灌注质量对成桩的承载力、抗震性等影响较大。技术人员需要注意以下技术要点:①严格把控灌注所需要的混凝土原材料。技术人员在施工之前需要对混凝土材料进行检查,确保混凝土材料配比符合要求,杜绝来自材料方面引发的质量问题。②严格控制混凝土搅拌时间,保证混凝土可以搅拌均匀。③浇筑过程中避免周围护壁与钢筋笼出现较为严重的冲突,控制好成桩坍落度,确保桩体强度。
3施工常见问题及解决方式
3.1钻孔坍塌
坍塌是钻孔过程中常见的事故之一。究其原因主要有:泥浆的配比不合理,对于钻孔的护壁效果不明显;对孔内加水过程中的流速较大,对已修好的孔壁起了冲刷的效果,造成坍塌;操作过程中出现了严重失误,没有对护筒进行科学合理的预埋,造成护筒埋放的位置深浅不一。
针对以上问题,目前施工中主要的解决方式及预防措施有:
1)根据地层层级的变化,改变泥浆的指标,控制好不同地层对于护壁泥浆的需求;
2)若塌孔位置较浅,夯实周边土层,同时增大护筒埋深;
3)地下水位过高时,应适当升高护筒;
4)严重坍塌时应该探明塌孔的位置,采用砂石黏土等进行回填,或掺入≥5%的水泥泥浆黏土填至坍塌孔段以上1~2m处,并重新钻孔。
3.2卡管
在浇筑水下混凝土时,混凝土不可流入管内,这种现象就定义为卡管。卡管有两种情况,包括混凝土在浇筑过程中因分水失败而堵塞,或是由于混凝土自身原因,如流动性差,搅拌不均匀,运输过程中离析等,造成混凝土中水和粗细骨料离析,堵塞管道。管道内混凝土可用长圆棒清除,若混凝土还不能下落,则只能弃管并复位导管重新施工。
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。
结语
在道路桥梁施工时要选择科学合理的施工工艺,施工单位还需要根据图纸进行选择,凭借自身优势,推动路桥建设事业持续向前。我国幅员辽阔,在工程建设过程中,可以科学地应用不同的钻孔灌注桩技术,提高工程施工质量,降低成本。在增加工程收益和经济收益的同时,拓宽技术的应用范围。钻孔灌注桩技术,它能够提高道路桥梁的作业质量与效率,可以采用人工挖掘和机械打孔相结合的方式,全面提高道路桥梁的稳定性。
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