桥梁桩基施工技术与质量控制分析

发表时间:2021/8/5   来源:《建筑实践》2021年3月(下)第9期   作者:陈雷
[导读] 对桥梁桩基施工技术与质量控制进行了分析,以期为确保桥梁工程的施工质量提供参考。

        陈雷  
        北京市政建设集团有限责任公司  100089

        摘要:为了提高桥梁桩基工程的施工质量,结合项目实际,对某桥梁工程桩基所处的地质环境进行了分析,从施工准备工作、护筒埋设、泥浆制备、钻孔及清孔施工、钢筋笼制作与安装、混凝土浇筑等方面,对桥梁桩基施工技术与质量控制进行了分析,以期为确保桥梁工程的施工质量提供参考。

关键词:桥梁;桩基;施工技术;质量控制

1.桥梁桩基施工技术准备
        首先,进行钻孔平台的搭设工作,这是为了给桥梁桩基施工的钻孔环节提供便利。在进行钻孔搭建工作的过程中,相关技术人员应该以当地的地形以及实际施工需要作为基础因素,充分体现出钻孔平台搭建的便捷性和有效性。在进行平台搭建工作的过程中,除了保障其基本稳定性以外,还应该对其重量的支撑因素进行考虑,也就是说要保障钻孔机械设备应该对其基本重量进行有效支撑。使用钢管桩作为平台搭建的基础,再配合木料和各种杆件设备,在平台的顶部进行纵横梁以及支撑架的搭建工作。除此之外,若是进行谁上的钻孔平台搭建,那么还应该考虑泥浆循环和排放系统的影响。
        其次,要进行测量放样工作,这是整个桥梁桩基施工过程中比较重要的一个环节,与孔位的准确性息息相关。在开展这项工作的过程中,需要安排专业技术化人员进行负责,根据设计单位所要求的测控点,遵循相关建设规定和要求,对控制网进行布设,并且以此为基础开展相关放样工作。在正式放样工作进行的过程中,首先对桥梁墩位的中心线进行测量,在后再逐步测放其他墩位的中心线,在保证基本稳定的基础上进行护桩的设置。接下来是护筒的埋设工作。若是工程项目进行过程中所需要的护筒为钢护筒,那么这一工作环节的质量将对钻孔施工总体工作产生直接影响,所以说需要严格按照相关要求进行钢护筒的埋设工作。一方面,钢护筒的内径应该略大于桩内径,并且当使用旋挖钻机进行施工的过程中,钻头直径应该小于钢护筒内径20cm左右;若是使用冲击钻机进行施工,那么钻头直径应该小于钢护筒内径大约40cm左右;除此之外,在进行施工的过程中,应当保证钢护筒接头的耐压性和密封性,保证其不会漏水,同时桩位中心与钢护筒的中心轴线的偏差不能超过5cm。
        最后是制备泥浆环节。对于钻孔灌桩施工来说,泥浆的质量高低影响着护壁的效果,并且还可能对成孔的质量产生一定影响。因此在进行泥浆的制备过程中,需要对其质量和性能进行严格把控,这样才能够保障以后成孔环节的质量。在材料的原则上,粘土应该选择水化速度较快、粘性较强并且成浆能力强的膨润土。在进行正式的泥浆制备之前,需要将粘土中所有大块的土块打碎,这样能够有效提升成浆速度,降低进行搅拌工作的时间,提升泥浆的质量。若是工程项目对泥浆的要求相对较高,那么在进行旋挖钻孔环节的过程中,可以先将部分粘土放入到孔底,然后利用钻头对其不断进行冲击,进而通过搅拌制作泥浆。

2关于桥梁桩基施工技术的分析
2.1对于旋挖钻孔技术的分析
        在桥梁桩基施工技术中,旋挖钻孔使用的设备是正反循环旋转钻机,该钻机适用于多种土层,其实际的施工步骤如下:在进行正式的钻进之前,要在钢护筒之中存入适量的泥浆,使用低档缓慢钻进,直到钻进至护筒下的1.0m之后,就可以使用正常的速度进行钻井作业了。如果土层较为松软,为了防止塌陷,就应该使用低速钻进,并且要提高泥浆的比重,加大孔内水头;如果是对于砂类土层进行钻进时,可以使用平底钻头,而且要严格控制进尺。在对于砾石类型的土层进行钻进之时,为了防止钻头跳动,影响成孔质量,要使用低档、慢速、大泵量、优质泥浆进行钻进。在进行正反循环旋挖钻孔的过程中,应该使用减压钻进的方法,这样才可以使得钻杆一直是竖直方向的受拉状态,钻头在孔内会平稳旋转。在进行钻进的过程中,要实时的对于孔深进行测量,要结合工程状况进行钻孔参数的实时优化,当完成设计的孔深打钻之后,及时的进行孔内清理。

2.2冲击钻孔以及钢筋笼制作和安装的分析
        在桥梁桩基施工中,如果遇到了卵石类型的土层,就需要使用冲击钻孔技术,一般来说都会运用冲击钻机进行钻孔操作。实际的操作过程是,开孔的时候要运用小冲程,当钻进的深度超过钻头的高度之后,就可以使用正常的冲程进行钻孔,冲击钻进要保证孔内的水位高于地下水位1.5-2.0m,而且要低于护筒顶面30cm,要在取渣的过程中补充浆液。对于钢筋笼的制作,其使用钢材不仅仅要质量合格,还应该有相关的检测报告,在使用之前进行抽样检测,保证合格之后才可以进行制作。依据设计长度,对钢筋笼进行下料,短桩的钢筋笼应当制作成整体,通过吊装的方法进行就位,而长桩的钢筋笼则可在施工现场,以焊接、机械连接的方式进行组装,主筋C20及以上宜采用机械连接,并严格按照钢筋连接规程进行操作,确保连接质量。而对于钢筋笼的安装来说,主要是使用汽车吊进行吊装就位,钢筋笼要进行分节段吊放,保证钢筋笼的入孔垂直度,并且要避免碰撞孔壁,如果在下放的过程中遭遇阻碍,不能强行下放,找出原因并解决后,才可以继续进行安装。



3.桥梁桩基施工技术与质量控制
3.1埋设桩基护筒
        施工现场水文地质条件是影响钻孔灌注桩施工质量和效率的关键。在钻孔灌注桩施工过程中,通过埋设护筒来抵御孔外静水压力对钻孔灌注桩的影响,降低了孔壁坍塌的几率。护筒的使用同时也将地表水与孔壁有效的隔离开,确保了孔柱位置以及钻头的导向始终处于可控的状态下。另外,为了确保钻孔灌注桩施工的质量,在埋设护筒时,必须切实做好护筒底部附近土层的夯实处理,避免因为护筒出现淹水、浮沉等问题而影响钻孔灌注桩的施工质量。

3.2钻孔泥浆的制作
        施工人员在钻孔灌注桩施工过程中,常用的钻孔泥浆主要以膨润土、水、添加剂等为主。由于这些材料发挥着冷却、润滑、隔断孔内外渗流以及提高静水压力的作用。施工过程中,必须按照施工现场的水文地质条件控制泥浆的密度,避免因为泥浆黏稠度过稀或者过稠影响钻孔灌注桩的施工质量。施工人员在钻孔施工过程中,必须仔细检查孔径、孔深以及垂直度等参数。

3.3验孔与清孔
        验孔时,将测量绳捆绑于栓孔器顶部,用钢丝将栓孔器放入井底,在栓孔器到达井底后,用米尺测量桩基中心与钢丝间距离,再除以测绳读数求出孔斜率。其中,要利用钢尺确定桩基平面位置,确保孔中心平面位置不超过50mm;倾斜度<1°;孔径应大于设计桩径,孔深超过设计深度50mm以上。在验孔合格后,采用换浆法进行清孔,向孔内压入密度为1.03~1.10g/cm3的泥浆,置换原有泥浆,并保证置换后泥浆黏度为17~20Pa·s,胶体率>98%。置换过程一般需要3~5h,最后检测比重,确保含砂率<2%。清孔完成后,立即进行钢筋笼下放施工。

3.4钢筋笼制作与安装
        为了保证钢筋笼在运输和吊放过程中不产生变形,制作钢筋笼时,在每道加强箍筋处设置三角撑。钢筋笼四周设置非金属定位装置,以确保保护层厚度满足要求。在主筋的外围设置加劲箍筋,加固了钢筋笼,同时降低了施工难度。为了方便检测工程质量,保证桩基质量,可以在钢筋笼内侧安装声测检测管。由于检测管不能直接进行对接焊接,因此要通过套螺纹或密封胶进行连接,避免焊渣堵塞导管。按设计图纸要求将声测管固定在钢筋笼内侧,接头连接采用钳压式连接。钢筋笼对接好之后严格检查接头连接质量,钢筋笼下放过程中,应及时拆除笼内加固支撑。为保证声测管完整性,须检查接头位置是否严密,以防水泥砂浆和泥浆渗入管内。在钢筋笼安装过程中用水管向声测管内注入清水。待钢筋笼下放到设计标高后,检查其平面位置并进行固定。

3.5灌注混凝土
        混凝土灌注是桩基施工中的一项重要工序,混凝土灌注质量直接影响桩基整体质量。在进行灌注桩施工时,应严格控制灌注混凝土配比,同时也要避免混凝土灌注过多,以保证后期使用效果。首先,混凝土搅拌需依照标准技术规范要求,搅拌时间不少于1.5min。在搅拌结束后要进行坍落度与和易性测试,测试合格后方可进行混凝土浇筑。其次,浇筑前需要清理孔道中的残渣,测量沉积厚度,并将导管设置于井孔中央,在保证其稳定性的前提下进行水密、承压等试验。进行浇筑时,采用溜槽与串筒来保证桩心混凝土的聚合性,但不得在10m范围内钻孔,而且要在浇筑6h后才能进行回填。灌注混凝土的施工技术要点有:首批混凝土灌注要使其能够满足导管埋入深度要求,应大于1m,灌注过程要做到持续性与有序性,避免出现导管被压漏的情况,注意控制灌注时间不应超过首批混凝土的初凝时间。

3.6成桩质量检测
        桥梁钻孔灌注桩施工结束后,必须对成桩进行质量检测,检测内容包括对砼试块的强度检测与桩身检测。桩身检测主要是对桩长、缩径的测量,还要估算出砼强度,并按照1%~2%的比例进行抽样检测。在桩基检测过程中,应考虑到桩长、桩端等要素的影响。桩长是重要的桩基参数,它和桩基的承载力直接相关,如果记录桩长和检测桩长有较大的区别,说明在施工的过程中存在弄虚作假的现象,也表明桩基的质量达不到使用的标准。桩端的持力层的判断准确性与试验桩的安全性紧密相关。如果是风化岩的持力层,可以采用钻芯取岩的方法,如果是强风化岩,应该采用贯入试验的方法。

总结
        在进行桥梁桩基施工的过程中,需严格制定桥梁桩基施工技术和质量标准。施工人员要对整个施工过程进行严格的管控,每一个环节都要按照相关规定标准实施。这样才能从根本上保障桥梁桩基施工建设的质量,促进我国桥梁桩基技术的健康、稳定发展。

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