桥梁施工中的基础施工技术与应用研究

桥梁施工中的基础施工技术与应用研究

郑小虎

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摘要：本文以具体桥梁工程为例，研究了钻孔灌注桩技术的施工过程及质量控制问题，分析结果表明，钻孔灌注桩施工技术具有承载力大、节能环保、噪音低等技术优势。为保证桩基成孔质量，必须加强护筒埋设、泥浆配置、钻孔清孔等施工环节以及孔壁塌落、混凝土灌注堵管、桩身混凝土断桩的控制。

关键词：桥梁；基础钻孔灌注桩施工技术

0引言

时代的发展进步促进了桥梁施工技术的完善，为了满足人们日益提高的工程建设需求，必须促进加固方式的多样化处理，目前已经诞生了多种多样的处理方式，例如换土垫层法、排水固结法等。在工程实践中，钻孔灌注桩技术以自身较高的性价比优势得到了建筑工程的普遍。为了解该技术的运用情况，文章结合桥梁施工实践详细分析基础施工技术的要点难点，并优化钻孔灌注桩技术在实践当中的运用价值，为工程建设进度和经济效益提供良好保障。

1.工程概况

本项目线路正线起讫里程为-K0+680～K10+336.812，其中全线共设桥梁6245.5m/11座（主线7座，狮桥枢纽4座），砼15.12万方，钢筋2.43万吨，钢箱梁4211吨。桥梁累计共有761根桩基，741根陆地桩，20根水中桩，均按柱桩设计，施工时桩长不得小于设计桩长，并要求桩底嵌入W2（中风化灰岩）内不小于设计图纸嵌入深度。桩径共有1.2m、1.4m、1.7m、1.8m、2m、2.2m、2.4m七种桩径，桩长范围15～43m。设计图纸中桩径桩基采用超声波透射法检测桩基，桩基均使用C30水下混凝土。宁安高速公路线路平面图见下图：

图1宁安高速公路线路平面图

2. 施工技术要点

    施工流程如下图所示：

图2钻孔灌注桩施工工艺流程图

2.1护筒埋设

施工前设置坚固、不漏水的钢制护筒，护筒在钢模生产厂家定制，用δ=6-12mm钢板加工制成，护筒内径比桩径大20cm，长度3m一节。施工时埋设护筒至少两节长度为6m。具体护筒埋设长度根据现场地质实际需要进行增加。首先以施工桩位中心，用十字交叉法沿桩位四周测放四个护桩，护桩距桩中心点的距离根据现场实际情况确定，以埋设护筒时控制桩不受影响为原则，具体方法为：以桩位中心点为交点，拉出两条相交直线，在直线个终点适当的位置，用4根一定强度的钢筋垂直打入地下，作为护桩，护桩间直线距离必须比护筒直径大40～50cm；随后需要处理钻头中心，与桩位中心保持对准，通过钻头挖出圆孔，直径与桩直径保持相等，同时完成桩中心线的复核，如果与设计方案存在偏差，必须对其进行适当的校准，各项工作准备完成，再进入底部夯实整平工序，随后用钻机安放护筒。在此过程首先需要关注钢护筒圆心和桩中心，保持两者的重合，保持护筒壁垂直。在埋设护筒的时候，需要对其进行精准定位，严格控制护筒中心和桩位中心的平面偏差，不得超过50mm，而且需要根据设置方向控制护筒的倾斜度，不得超过1%。安放护筒后要在护筒周围对称、均匀地回填最佳含水量的粘土，并分层夯实，护筒顶端要高出原地面不少于0.3m。钢护筒埋设后的顶标高要高于地下水面，以便保证钻孔时孔内的水头压力。钢护筒底部穿过松散回填土、流朔状淤泥等不良土层深度不小于1m。埋设钢护筒的同时，挖一条深不小于0.4m的泥浆循环沟，沉渣池和钢护筒的溢流口通过泥浆循环沟连通。

2.2制浆及泥浆性能要求

（1）为了防止塌孔，稳定孔内地下水位及便于挟带钻碴，采用膨润土或优质粘土制备成泥浆进行护壁，充分发挥泥浆护壁的作用，避免可能的缩孔和塌孔现象，旋挖钻泥浆相对密度控制在1.03～1.10，对于易塌地层，选用冲击钻泥浆相对密度控制在1.20-1.40。（2）泥浆采用膨润土或优质粘土造浆。为防止泥浆水分流失，泥浆池、沉淀池需铺设地膜。泥浆池的容积为钻孔容积的1.5～2.0倍（具体施工时根据施工进度需求设置泥浆池大小，本容积为单根桩基施工时所需的泥浆池的大小），泥浆池设置完毕后，在泥浆池的底部和四周铺设塑料布或采取其它封闭措施，防止泥浆外流；泥浆池周围设置隔离围挡，确保安全性要求。（3）所有工作完成必须对其进行全面检查，确保泥浆的胶体率、密度、黏度等数据符合工程要求。

2.3钻孔及清孔

（1）钻机就位前场地夯实平整，下垫钢板，履带底座必须保持平稳，严禁发生倾斜移位，将钻机行驶到要施工的孔位，调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻。（2）旋挖钻机就位停稳后，对位经复测后，保持钻杆竖直，注入调制好的泥浆后即可开始钻进。旋挖钻机钻头不断在压力下旋转，将泥土等挖进钻头筒内，仪表自动显示筒满时，钻斗底部关闭，提升钻斗清淤，然后重复向下进行挖孔，通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。挖出的土方由铲车进行打堆处理，再由弃土车辆外运至指定弃土场。钻机施工过程中，由于旋挖钻机不能自身造浆，应直接及时向孔内补充新浆，保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。作业过程必须采用分班连续作业法，工作人员需要按照钻孔作业要求，对其施工记录进行详细填写，为了保持钻孔作业的连续性，需要采用分班处理的方法，交接时需要重点关注其中的注意事项，掌握钻孔作业的相应要求。同时还需要做好钻孔泥浆以及钻机对位的检测，一旦出现数据不达标的情况，就需要立即完成纠正。（3）冲击钻开钻时，首先需要按照工程设计要求准备泥浆，将其注入孔内，工作人员需要关注孔内是否存在积水，有水的情况下可直接将粘土投入其中。开孔和钻进时，需要对孔内水位进行严格控制，超过地下水位1.5~2.0米。同时低于护筒顶面0.3米，掏渣后需要做好水分的及时补充。钻进作业涉及淤泥层、粘土层冲击时，冲击将采用中冲程(1.0～2.0m)冲击；砂层冲击过程，必须做好护壁管理，适当增加小片石和粘土，采用小冲程(0.5～1.0m)完成反复冲击；冲击漂石和硬岩层冲击时，冲击时需要更换重锤小冲程(1.0～2.0m)。对于石质地层而言，需要做好冲击过程管控，如果石子钻渣浮出时，需要观察其粒径变化，泥浆浓度合适时，其粒径应该保持在5~8mm。如果粒径相对较小，说明需要进一步提高泥浆浓度，确保整体的工程质量。机手在冲击钻进过程中，需要做好主钢丝绳的管理，冲击过程需要保持拉紧。同时需要控制最大冲程，保持在6.0米之内。同时需要关注泥浆的补充以及净化工作，工作开始前就需要按照要求完成泥浆的调制，不能因为泥浆配置不足而影响后续的问题，所以需要根据工程需求适当的完成补充。

2.4制作钢筋笼、安装导管

钢筋组中有一长一短两根钢筋，施工过程需要错开接头。对于1号钢筋笼而言，钢筋加工都采用加长丝头，而2号钢筋笼则采用3cm丝头，钢筋准备完成后，需要让每组钢筋头保持对齐，套筒需要拧到三cm一侧，形成整个，并且一一连接，根据工程设计要求完成钢筋笼的加工。同时做好标记，将找钢筋笼的一组钢筋设为1号钢筋。钢筋笼完成运输工作后，需要根据工程要求对其进行管理，采用二次对接方法，做好后期的调整工作，1号钢筋笼需要尽可能保持钢筋接头对齐，然后以此为中心，分别向两边对齐钢筋套筒，并将其拧紧，拧到3cm一端。如果钢筋能够对齐，必须全部连接，未对其可以暂时不处理，随后按照要求对吊起的1号钢筋笼进行适当调整，对齐钢筋头，然后做好拧紧工作。如此1号和2号钢筋笼已经形成整体，符合下方的要求。根据桩基声测管安装需求，必须对侧管第2节与2号钢筋笼进行绑扎，而且需要绑扎到对应钢筋。在此过程需要做好绑扎操作，既不能绑扎的过紧，也不能绑扎的过松，否则会影响整体的施工效果。完成对接工作后，需要打开声测管挂钩，通过上下滑动对接两节声测管，上紧套筒，观察其密封性。下放钢筋笼时，必须按照要求控制声测管的间距，并将其绑扎到对应钢筋，确保整体牢固。

2.5灌注混凝土

由于混凝土的运输量大，运送过程中必须保证混凝土不产生分离、泌水，并保证坍落度不能有较大的损失，所以需要计算混凝土运输时间及气温情况，又要求尽快地运达浇筑地点，并浇注入模，以免发生凝结。混凝土到达施工现场后，应及时检测其塌落度，对于不合格产品应尽快退场，防止影响桩基灌注质量。灌注过程必须对混凝土量进行严格控制，尤其是在首批封底时，灌注过程伴随着冲击能量，能够促进泥浆的排出。想要冲开桩底沉渣，冲击能量需要达到相应要求，尽可能方便后续工作的开展，避免出现沉降问题。

3.结语

本桥梁工程基础钻孔灌注桩施工过程及运行结果表明，基础钻孔灌注桩施工技术作用明显，不仅能够缩短工程建设周期，而且具备很强的承载能力，外界因素对其造成的干扰也会相对较小，正是因为有了这么多的工程建设优势，该技术在工程实践中得到了人们的普遍青睐。值得注意的是，任何技术的运用都有自身的局限性，钻孔灌注桩施工技术也是如此，原因是该技术具有很强的隐蔽性，面对复杂的地下作业环境，想要进行工程控制的难度非常大，所以技术人员在掌握技术要点难点的同时，还需要根据工程需求做好现场管理，例如优化泥浆配置质量，加强钻进工程管理，检测返泥浆性能参数等，通过各项技术的运用，最大程度的保证工程建设的效果，促进建筑工程行业的繁荣发展。

参考文献

［1］陈贤涛.市政桥梁工程基础钻孔灌注桩施工技术研究［J］.广东建材，2020（4）：59-60.

［2］李晓磊.桥梁工程施工中钻孔灌注桩施工技术要点分析［J］.中国室内装饰装修天地，2020（8）：369.

［3］吕智敏.钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工中的应用分析［J］.中国房地产业，2019（19）：203.