钻孔灌注桩在桥梁工程中的施工技术探讨

钻孔灌注桩在桥梁工程中的施工技术探讨

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  钻孔灌注桩在桥梁工程中的施工技术探讨因钻孔灌注桩施工简便、易操作掌握、承载能力较大等优势,而被广泛地应用在桥梁施工中。本文结合某桥梁工程中所采用的钻孔灌注桩为例,提出对公路桥梁钻孔灌注桩施工技术要点,以及本工程施工中所采取的施工质量控制技术,旨在能为类似工程提供参考借鉴。  关键词桥梁施工;钻孔灌注桩;施工技术  U445A1674-6708(2011)46-0186-02  1工程概况  某公路桥梁含引道路线设计长222m,其中东西引道110m,桥梁112m。该桥梁宽为20.5m,该桥梁的桥幅范围为0.3m(栏杆)1.95m(人行道)2×8m(行车道)1.95m(人行道)0.3m(栏杆)。本桥上部构造采用5跨20m后张法预应力空心板,下部构造采用柱式墩,基础采用钻孔灌注桩。设计洪水频率为1/100,设计荷载标准为城-B级,人群荷载-3.0kN/m2,桥面横坡:车行道2.0%,人行道-0.5%。  2钻孔灌注桩施工   2.1护筒埋设  本项目基桩桩径分别取1.2m和1.3m,因此所采用的护筒直径宜分别为1.4m和1.5m。一般地基处护筒长度为2.5m,河床含软泥层处,护筒长度根据软弱层厚度采用3m~8m护筒。护筒由8mm钢板卷制,外圈外加三道1cm钢板腰带以加固。  在开钻前场地应筑岛围堰并清除杂物,经整平场地并压实或夯实。本工程采取人工挖坑方式埋设护筒,埋设后护筒周围采用粘土分层夯实,其顶端要采用砂浆进行处理,以有效地防止水渗入护筒外侧。对于护筒顶端高程,结合本工程实际情况,高出地下水位1.8m,同时还要求其满足高出地面0.3m。护筒底端的埋置深度为1.5m,对于本工程的特殊地段还采用加长护筒。对于本工程中河床含软弱层处,护筒应穿透软弱层,嵌入持力层1m以上。  2.2钻孔准备  根据本工程要求配制了优良的钻孔泥浆。采用膨润土、优质粘土一级Na2CO3等材料,按照规范要求配置泥浆,其采用的配合比为水:膨润土:纯碱=100:8:0.4。钻孔前先认真分析本工程的地质情况,制定本工程钻进控制参数以及钻进速度,从而调节泥浆参数等。   制作满足要求的泥浆循环池、开挖泥浆沟,制作满足要求的循环系统。对钻机进行安装定位,并确保其位置准确、水平、稳定,钻头中心与桩径中心线重合,且与桩位中心偏差不得大于20mm;钻机就位后经复检后并且报监理工程师检查认可签认后,才能开始钻孔。  2.3钻孔工序控制  1)本工程的钻头采用四翼双腰带螺旋刮刀钻头,钻头锥形角120°,前角30°。钻孔前先检查钻头焊接强度是否满足要求,对于检查不合格的应该及时采取加固措施;  2)严格控制本灌注桩钻孔过程中的技术参数,根据工程地质勘察资料预先判断地层,及时调整钻进参数,以有效地控制钻进速度;  3)开孔钻进时应轻压慢转,采取较小泵量。待导向部位全部进入土层后才使用正常钻进参数。为了有效地避免孔斜,不得采用弯曲钻杆,并随时检查钻头的垂直度及钻机平台的水平及稳定情况;  4)钻进施工时泥浆的相对密度、粘度结合钻进过程中地质的变化而作出相应调整。钻孔泥浆相对密度控制在1.30~1.50,粘度18~25Pa.s,含砂率<4%,胶体率>95%;  5)钻进施工时应该保持护筒内水头稳定,确保护筒内外水头差应一直不少于1米。钻孔时在土层变化处捞取渣样,以方便与地质剖面图进行核对,当发现与设计图纸不符时,应及时报告工程科。施工过程中,必须做好泥浆的维护管理工作,每3~4小时测一次泥浆的稠度和相对密度;   6)钻孔过程应采取连续施工方式,同时应保持泥浆稠度和孔内水位以防坍孔。在钻孔过程中,如发现流砂层,应及时采取有效措施防止坍孔。钻进施工中,应该不断补充泥浆量,以维持护筒内应有的水位和泥浆相对密度及粘度,从而避免孔壁坍塌;  7)为了有效便于桩基灌注混凝土,本工程设置临时蓄浆池。在桩基灌注施工中,泥浆临时存放到蓄浆池内;  8)加接钻杆或提升钻具时,应停止进尺,将钻具提至离孔底2m左右,维持泥浆循环1min~2min清洗孔底,并将管道内钻渣携出排净;  9)在钻进施工中对于孔壁不稳定地层,在提升前应要降低排量,保持泥浆循环,吸尽孔底沉渣。避免盲目加大排量,而且不得在孔中供浆量不足的情况下使用砂石泵。同时,为了有效地避免扭矩过大而引起钻杆断裂,应该经常检查钻头、钻杆的焊口焊接情况。  2.4清孔  1)第一次清孔。钻孔达到比设计深度不小于5cm后,将钻头提至离孔底10cm~20cm,空转不进尺,以相对密度较低(1.03~1.10)的优质泥浆将孔内钻渣和密度较大的泥浆换出。清孔完毕后,泥浆相对密度要在1.03~1.10范围内,粘度17Pa.s~20Pa.s,含砂率98%。第一次清孔完毕后,经验收后进行钢筋笼入孔;   2)钢筋笼入孔完毕后,进行导管拼接入孔,导管接头采用螺旋连接套联接,连接套内加橡胶密封圈。使用前应试拼,并经水密承压试验确保不漏水。现场拼接时要保持密封圈无破损,接头严密,管轴顺直。导管在使用过程中,注意轻抬轻放,防止将螺纹碰坏或导管变形。  2.5钢筋吊运、焊接及安装  桩基的钢筋笼视其长度分3~4节制作,采用拖盘运至现场进行吊装、搭接。孔口处钢筋笼的主筋竖向连接采用搭接双面焊的连接方式。钢筋笼每6m设置一层导向鼻,每层布设3个导向鼻,上下应错位60°角。为了有效地保证钢筋笼吊放时有足够的强度不变形,钢筋笼箍筋内圈采用三角形钢筋加强。钢筋下放时,对中孔口缓缓下入,避免挂伤孔壁。钢筋笼孔口搭接时要上下找正,上下连接不得错位,为了有效地保证定位时有足够刚度,在钢筋笼顶部加焊φ20钢筋箍。同时搭接接头应错开断面,在连接时应确保主筋顺直,连接牢固。  2.6混凝土灌注施工  灌注混凝土前,必须进行二次清孔,应清除桩底泥砂沉淀层,否则易造成灌注过程中泥砂夹杂在水下混凝土中,从而导致灌注桩长达不到要求。当孔底沉淀层厚度、泥浆指标检测达到要求后,立即灌注水下混凝土。   混凝土浇注采用砼搅拌车配合漏斗,浇砼前罐车提前启动,砼从搅拌车内流出前先逆向加速旋转,然后正转,防止砼出现离析现象。灌注首批混凝土时,导管下口距孔底距离宜保持为40cm左右,并采用足够大的集料斗,保证料斗内混凝土始终在1m3以上,保证导管内充满砼,且首批混凝土的数量须能够满足导管初次埋入混凝土中深度不小于1.0m。  混凝土灌注过程中,随时检测混凝土顶面高程,使导管埋深控制在2m~6m。当混凝土面离钢筋笼2m时,应放慢灌注速度,以减小混凝土对钢筋笼子的冲击力。当混凝土进入钢筋笼1m以上,应适当提升导管以使钢筋笼在导管下口有一定的埋深。在最后灌注时,导管要保持一定的高度,使混凝土产生较大的冲击力,以增加混凝土的压力,提高混凝土密实性。  3结论  本文结合某桥梁工程中所采用的钻孔灌注桩为例,提出对公路桥梁钻孔灌注桩施工技术要点,以及本工程施工中所采取的施工质量控制技术,旨在能为类似工程提供参考借鉴。    

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