摘要:随着经济的发展,桥梁建设工程加大,钻孔灌注桩有着地质适应强,施工简便且噪音小,成本适中等特点,被广泛的应用到桥梁工程建设中。在钻孔灌注桩的施工工程中,因为无法观察,完成以后不能开挖验收,所以也存在着一些问题,可能会影响整体工程的质量。本文主要介绍了钻孔灌注桩的施工控制与流程,提出了施工中常见的问题,探讨了解决的策略等。
关键词:钻孔灌注桩;桥梁施工;应用研究
1.工程概况
江罗高速十一合同段全长8.83km,主要施工内容为特长隧道(王北凹隧道长3.78km)1座,短隧道(围仔隧道长390m)1座,特大桥(围仔特大桥,长1.1km)1座,大桥4座,涵洞6道,路基土石方、防排水工程等,桥隧比长度占路线总长的80%,计划工期30个月。
十一标全长8.83Km,项目包含2座隧道(1座特长隧道3732m,1座短隧道365m,)、特大桥1095.965/1座、大桥1859.66m/4座、涵洞6道(含通道涵)、路基土石方、防排水等。
本人所负责的为围仔特大桥,也是本项目的控制性工程,由于本桥桥墩墩柱均为40m以上,最高墩高高度达到70m。同时本桥桥位桩基所处地为溶洞区域,桩基施工难度较大。
本桥基础设计均为基础钻孔桩基础,直径为1.2~2.0m,均为嵌岩桩,对清孔要求较高,灌注混凝土前,必须清孔干净,要求孔底沉碴厚度≤2cm。
桥台基础钻孔施工前,先分层填土夯实,待台前后填土相对稳定后再进行基础钻孔施工。
一、钻孔灌注桩在桥梁建设中的施工流程
(一)成孔
在钻孔灌注桩的施工中,要使用循环回转钻机,利用泥浆护壁成孔的方法,这样可以提高土质施钻的适应性,加快钻进的速度,保证成孔的质量。施工的工艺一般是先平正好场垫土,并且夯实,防治沉陷。然后埋设护筒并且沉入,护筒的作用很大,能够引导钻头的方向,防治地面水进入井孔,避免孔口发生坍塌,能够保证孔内的水位比地下水位高,这样会形成静水压力。第三,要处理好泥浆,在钻孔中,因为泥浆密度比水的密度大,所以泥浆静水压力大于水,这样泥浆就能保护孔壁,防止发生坍塌,泥浆能够冷却钻头,悬浮钻渣,保证钻进工作的正常运行。第四,要根据不同的岩层性质,调节泥浆的性能,在密度和粘度上满足要求,然后再进行钻进。最后,要选择正确的施钻方法,检查好钻孔前的准备工作,对重要机械设备进行维修和检测,保证机械设备能够正常运行,然后开始进行钻进工作。
(二)清孔
通过清孔能够抽、换原钻孔里面的泥浆,从而降低泥浆的含沙量、粘度和密度等,可以清除钻渣,消减孔底的沉淀厚度,这样能够提高桩的承载力。通过清孔可以为灌注桩水下混凝土提供良好的条件,促使灌注工作的顺利进行,从而保证混凝土的质量,防治发生断桩等质量施工。
(三)钢筋骨架
在钢筋骨架的制作中,可以采用分段制作的方法,使用卡板成型或者支架成型。用混凝土的预制圆柱形块控制钢筋骨架保护层的厚度。钻孔桩的混凝土强度要小于混凝土垫块,在预制后要进行良好的保护工作,防止发生裂缝,导致强度下降。
(四)灌注水下混凝土
利用直升导管法进行水下混凝土灌注,在灌注时,利用导管的下口将混凝土输送到孔底,导管顶端托着隔水栓,保持导管上部的泥浆稳定上升。在混凝土灌注时,要保证施工顺利进行,尽量缩短施工的时间,连续施工作业,保证混凝土在初凝前完成灌注工作。
二、钻孔灌注桩在施工中的控制
钻孔灌注桩的质量决定了桥梁的整体质量,所以在灌注桩时,不但要考虑桩长、桩径以及混凝土的强度等,还要考虑桩与不同土层间的力学性质,嵌岩段硬度等因素,这都会影响桩的质量,所以在施工中必须严格的控制。
(一)合理选择钻进工艺,控制孔径
在成孔时,要轻压慢转,并且及时的加入重块,有效的降低机械的中心,避免机械发生倾斜,钻进时,要根据孔径、孔深以及土层的变化选择合理的钻进参数。一般常见的地质特点有以下几种:第一,杂填土,比较松散。在这一层时,钻进的速度比较快,所以可以追求快速钻穿,使用中等压力的钻进参数,采用大泵量快转速,泥浆护壁要粘度高、密度大。第二,可塑粘土层,在这层时,要选用中等压力的钻进参数,泥浆密度要低。第三,饱和淤泥层,在这层钻进时,要使用笼式钻头,使用低密度的泥浆,并且对孔进行反复的扫描。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第四,中硬塑粉质的粘土层,在这这层钻进时,要用中等压力参数,使用低密度的泥浆。第五,花岗岩层,在这层钻进施工时,用四翼刮刀钻头,中等压力参数,大泵量中等转速,使用优质泥浆,密度要高,在施工过程中,要不断测定泥浆的比重,定期的检测泥浆的粘度和含沙量,调整泥浆指标,在特殊情况下,可使用添加剂,可以有效的保护好孔壁。
(二)鉴定终孔,控制孔底沉渣
渣样是终孔鉴定的重要依据,在化岩层中,通过渣样就可以判断出嵌岩的深度,在终孔时候,要对孔深进行测量,再次判断渣样,查看是否符合工程要求。要及时准确的记录钻孔的原始数据。持力增加桩落在强风化岩层上,要先判断渣样,然后在进入岩层,注意区分强风化岩和残积土,强风化岩一般含有小块的矿物,残积土不含硬块物,只有一些石英。要仔细观察泥浆的循环,钻进的岩土层的阻力,来辅助施工。
嵌岩桩受孔底沉渣的影响较大,所以要严格的控制,在没有灌注混凝土时,要做好清孔工作,调制好泥浆,降低下沉的速度。在确定了沉渣测定符合工程标准以后,灌注混凝土。提高混凝土的初灌量,这样可以重开孔底的一些残余沉渣。
(三)控制好水下混凝土灌注施工
成桩的最后工序就是水下混凝土灌注,这是桩身质量的关键环节。在水下混凝土灌注时,大多使用导管法。要根据桩径来确定混凝土的初灌量,使用剪球工艺,确保第一盘混凝土灌入时,导管埋入的深度在2米以上。随着混凝土的不断灌注,要提升导管,但是导管的最底端不能提出混凝土面,否则可能造成桩的断裂。在混凝土灌注时,抽动导管,增加混凝土密实性。
(四)检测好灌注桩身的质量
基桩的承载力受桩身质量的制约,所以要严格的检查桩身是否完整,桩底的沉渣等情况。在桩身检测中一般使用低应变应力检测,可以准确的检测出桩身的缺陷,评定桩身的质量。原理是施加一脉冲力到桩顶,然后应力就会传播到桩身,如果桩身有问题,就会产生反射波,对反射波进行处理,识别出反射信息的来源,从而确定缺陷的位置,这种方法准确性高,并且操作简单。
三、钻孔灌注桩施工中常见的问题及解决策略
在钻孔灌注桩施工中常见的问题主要来自两个方面,即:钻孔施工中的问题和灌注桩施工中的问题。
(一)钻孔施工中存在的问题及解决策略
在钻孔中,常常发生护筒外侧冒浆的情况,这样护筒内部的水就会下降,可能会引起地表下沉,导致护筒发生位移、倾斜等,造成塌孔而影响施工。这一般是因为在护筒的埋设中,没有夯实填筑的土,或者因为护筒内部的水位差过大的原因。一般这种情况的防治方法是在埋设护筒时,就使用高质量的粘土分层的夯实在坑底以及护筒的四周,从护筒的顶部开个合理的出入浆口,这样就能保证护筒内部水高度。
在钻孔时,要注意孔壁坍塌的发生,注意泥浆中是否出现气泡,或者泥浆迅速上升回落,并且缺失。孔壁坍塌一般是因为土质有问题,比较软弱松散,护壁不好,地下水松软以及成孔以后,混凝土的灌注时间太长。针对这些情况,在松散的土层中要用粘土夯实护筒四周,配置好泥浆,符合施工的标准,在成孔以后,要缩短混凝土的灌注时间。
(二)水下混凝土灌注施工中的问题及解决策略
在水下混凝土灌注施工中,会发生混凝土卡管和堵管现象,这是因为导管埋得过深,埋设时间也太长,导管安装的位置不对等情况。针对这种情况,在混凝土灌注时,要计算好导管埋设的深度,一般在2米到6米间就可以,拔管时间的间隔要控制在45分钟以内。安装导管时,要保证导管居中。要对施工的机械设备进行监控,保证能够正常运行。
在水下混凝土灌注时,最严重的就是断桩情况的发生,这一般是因为导管提升失误,导管漏水,或者混凝土供应中断。针对这种情况一般要先测量好孔位,然后按照要求严格控制导管的提升。做好混凝土的配比,在灌注中要连续工作,灌注前检查好导管内壁,减少阻力。这样就可以有效地避免断桩现象发生。
四、结语
钻孔灌注桩虽然施工比较简单,但是影响因素比较多,所以在施工中,要加强每个施工环节的控制,保证桩的质量,从而保证桥梁工程建设的顺利进行,防止日后发生安全隐患。
参考文献:
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[2]顾燕华,丁玉梅.桥梁钻孔灌注桩施工工艺和质量控制[J].中国新技术新产品.2009(16).
[3]吴有军,李煊华.浅析桥梁钻孔灌注桩施工工艺及注意事项[J].今日科苑.2008(14).
论文作者:林丹
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/5/30
标签:钻孔论文; 混凝土论文; 泥浆论文; 导管论文; 水下论文; 发生论文; 质量论文; 《基层建设》2018年第9期论文;