浅论钻孔灌注桩的施工过程技术

浅论钻孔灌注桩的施工过程技术

薛大伟

浙江省第一地质大队310000

摘要:在桥梁施工建设过程中,桥梁桩基础是整个桥梁的重要组成部分,稳定夯实的桥梁桩基础对整座桥梁起到了重要的支撑作用,桥梁桩基础的质量好坏对整座桥梁的工程质量具有直接的影响。然而在实际施工过程中,桥梁桩基础位于最低端,由于不可预见的因素较多,施工难度较高且存在的问题也较多,因此一定要做好桥梁桩基础的施工工作。本文主要以某桥桩基施工为例,详细介绍了钻孔灌注桩的施工技术,以及需要注意的重要问题,以保证桥梁桩基础施工的顺利进行。

关键词:桥梁；桩基础；钻孔灌注桩；施工技术

桥桩基施工是一个综合性、复杂性的系统工程,本文主要结合桥桩基的具体施工过程,探讨探讨桥桩基钻孔灌注桩施工技术,以供同行参考。

一、施工准备

在进行钻孔灌注桩施工之前,应当完成以下几点准备工作:

（一）场地及机具选择

选择一块平整开阔的施工场地,对钻孔灌注桩来说十分重要,以便安装钻机。若桥位1～4#墩位于水中,且水深常年在4～6m左右,应当利用土袋围堰筑岛,然后用砂性土修筑一条E形岛,（长约80m,顶宽约9m）努力压实。而平台要高于长水位1.5m,在外部按1:1.5放坡填土并用编织袋砂性土进行填筑,以免砂土被冲刷,然后在1#台和2#台之间留一条5m宽的泄水道。目前施工常用的钻孔器具主要有三种:旋转钻、冲击钻、冲抓钻。

（二）埋置护筒

埋置护筒是施工准备工作的重点,应采用钢板制作的护筒,该护筒要坚固、耐用、不变形不漏水,装卸方便且能重复使用,这样采用满足严格的施工要求。在埋置护筒时应注意以下几点要求:护筒直径为1.5m,每节护筒长度不超过2.5m,护筒平面位置埋设要准确,偏差保持在50mm之内,护筒顶部标高至少要高出地下水位和施工水位1.6至2.5m,护筒溢浆口要高出地面0.2至0.5m,护筒埋置深度至少要超过3m。

（三）制备泥浆

修建泥浆池是桥桩基钻孔灌注桩施工中的必要步骤,最好使用优质纯粘土或膨润土,以保证泥浆的优良性能。若桥桩基处于卵石及岩层中,可使用比重在1.1至1.4之间的泥浆,该泥浆粘度在22至30Pa/S之间,含砂率≤4%。在钻孔过程中,泥浆能够在孔内产生较大的静水压力,能有效防止坍孔,再加上泥浆不断向孔外土层渗透,使孔壁表面形成一层胶泥,因此具有良好的护壁作用,而泥浆又及时阻断孔外水流,从而起到稳定孔内水位的作用。

（四）安装钻机

安装钻机是施工准备工作的最后一步,钻机成空中心应对准桩位中心,保持钻机平稳,在钻机安装之后,应当仔细测量放样,且钻机底座应用枕木垫实塞进。

二、钻进成孔

在钻孔之前,应先启动泥浆泵和转盘,当孔内慢慢积聚足够多的泥浆时,才开始钻进。在钻进过程中,一开始速度要慢,然后转为中速,若遇到砂层,再变为慢速,但要注意提高泥浆的浓稠度,然后利用钻锥进行提锥、落锥活动,且反复冲击孔底及周围土层,将土层中的粘土泥沙等打成碎渣,浮于泥浆中,再通过泥浆泵的循环作业溢出钻渣。钻孔是一项十分细致复杂的工作,在钻孔过程中,应当要注意以下几点要求:首先要保持空内外水位差和泥浆的浓度,以防止坍孔;其次随着钻孔深度的不段增加及地址环境的改变,要及时控制钻进速度和泥浆浓度,防止出现钻孔偏斜、卡钻等情况;最后钻孔速度要平稳,迅速、准确,且尽量避免中途停钻,防止因坍孔导致重钻情况的出现。

三、清孔及吊装钢筋笼

清孔是钻孔灌注桩施工中的重要环节之一,清孔的主要目的就是清除孔底衬垫的钻渣和泥浆,保持灌注的质量和承载力。一般情况下,清孔的方法应当根据实际施工要求决定,主要有换浆清孔、抽浆清孔和掏渣清孔三种方法,其中换浆清孔是最简单最方便的一种,当钻孔完成后,继续循环换浆清渣,直到清理后的泥浆比重低于1.05,才算真正满足清孔要求。在清孔的过程中应当注意以下几点要求:首先要使孔内水头保持在一定的高度,在灌注砼前使孔底的沉积厚度低于规定标准,孔底沉淀厚度不大于设计规定,且尽量不再加深孔底。在吊装钢筋笼之前,应预先将钢筋笼分段焊成钢筋骨架,再利用吊车或卷扬机器吊入钻孔内,最后校正并固定住钢筋笼的位置,以免灌注砼后钢筋笼出现上浮的情况。

四、灌注水下砼

灌注水下砼是桥桩基钻孔灌注桩施工最后一道关键性工序。在钢筋笼安装完成后,首先安装导管。该导管是内部直径为30cm、壁厚4mm的钢管,通常除了调整节为0.5至1m长、最后一节为4.5至5m长之外,其余每节为2m长,且每段导管都用法兰盘及螺栓连接,然后垫上橡皮圈,以防止漏水。其次在浇注砼之前要检查一下导管的密封性,以防止导管渗水。然后应仔细将导管居中插入到距离孔底0.3至0.4m的位置,在导管上方放入漏斗,同时设置隔水栓,当漏斗中已储存足够多的砼时,要立刻放开隔水栓,这次砼会迅速落入导管内,并将导管内的水全部压出,注入孔内,此时孔内的砼、水、泥浆等将会被顶托,然后升高,直到钻孔灌注砼完成。

灌注水下砼是钻孔灌注桩施工最重要的步骤,该施工质量将对桥桩基的质量产生直接的影响,因此在进行灌注水下砼时,必须要注意以下几点要求:

1、砼材料的选择。由于在水下进行灌注作业,砼必须要有良好的流动性和和易性,且使碎石粒径保持在1至3cm之间,最大不超过4cm,以防止出现卡管现象。然后应认真做好水下砼配合设计工作。C25水下砼的主要成分包括E032.5级水泥、河沙碎石、水、减水剂等,各种成分的比例保持在1:1.82:2.51:0.44:0.03,坍落度是200mm,每立方米需要用420kg的砼水泥,采用42％砂率和0.44的水灰比。

2、首批砼的要求。为了确保首批砼能顺利压出导管内的水,且能达到导管初次埋入的深度,应当仔细计算漏斗的最小容积,以保证首批砼的数量满足以上要求。其次一定要将砼搅拌均匀,且尽量避免颠簸,以防止砼离析而产生卡管情况。

3、灌注桩顶的设计。在原先设计值的基础上,灌注桩定的标高要有一定的预加高度,范围控制在0.5至1m之间,以清除该部分的浮浆和砼,提高桩顶的砼质量。当灌注完成后要及时拔出护筒,并清理干净多余的砼,使灌注桩顶的标高仍然超过设计标高约20cm,直到砼的强度满足桩顶的要求,才能将多余的砼全部清除。

4、灌注砼的过程。在灌注砼的过程中要随时测量并记录入孔的深度及砼的高度,避免因导管过快升高而使管底埋置深入不够导致导管内进水,最终产生夹泥断桩的现象。其次要时刻观察导管埋置的深度是否超标,一旦出现此类情况,则可能导致因砼埋住导管而使导管不能升高或者无法压出导管内的砼,从而可能中断灌注过程引起断桩。

五、结束语

总而言之,随着我国基础设施建设的不断发展,桥梁工程对施工要求越来越高,影响桥梁施工质量的因素也越来越多,因此必须提高桥梁施工技术水平,尤其是要提高桥梁桩基础的施工技术水平,充分利用钻孔灌注桩施工技术的优点,不断加强对施工过程的质量控制,提高桥梁桩基础的施工质量,以保证桥梁工程建设的顺利完成。

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