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。