钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工中的应用

发表时间:2020/9/1   来源:《城镇建设》2020年5月13期   作者:孙剑
[导读] 公路桥梁是我国交通网络的基础组成部分,
        摘要:
        公路桥梁是我国交通网络的基础组成部分,随着交通事业的建设力度不断加大,我国的公路桥梁工程也随之增多。在公路桥梁工程当中,钻孔灌注桩施工技术是主要的施工技术之一,这一施工技术的应用将会直接关乎公路桥梁工程的整体质量和施工进度。简要分析了钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁工程中的应用情况,并针对常见的技术问题提出相应的预防措施,希望能为推动我国交通事业的发展带来一定的技术参考。

        关键词: 钻孔灌注桩施工技术;公路桥梁施工;应用
前言
        在公路桥梁建设中,钻孔灌注桩施工技术具有较低的成本投入,并且该技术具有良好的环境适应性,便被广大工程人员青睐。在公路桥梁施工工程中运用钻孔灌注桩施工技术,对提升公路桥梁质量,提高公路安全性具有极其重要的意义,施工技术的质量对公路桥梁使用年限具有最直接的影响。

1.钻孔灌注桩施工技术的相关概述
1.1 钻孔灌注桩施工技术特点
        钻孔灌注桩主要是指在施工现场,通过钻孔的方式,可以是机械钻孔,也可以是钢管挤压钻孔,在地基上打造成一个桩孔,然后将钢筋笼放置孔内,在用混凝土进行灌注,形成地桩。该技术的特点是使得地基结构更加的牢固,使得桥梁更加的稳定,从而延长了桥梁工程的使用寿命。

1.2 钻孔灌注桩的施工要点
1.2.1 做好施工前准备
        在应用钻孔灌注桩技术时,要做好施工前的准备工作。首先要对施工现场进行勘察、评估。然后在设计图纸、施工方案、施工工艺等。最后在对方案进行评估,做好应急预埋处理。该阶段的注意事项是机具、泥浆地、应急预埋方案。其中机具要选择断面小、振动幅度小的,避免破坏桥梁的基础。泥浆地可以采用泥浆船配合泥浆车的形式,来保证泥浆地的质量,为后面的钻孔打好基础。应急预埋方案,要保证其有效性,因为施工场地会有很多的限制,会出现各种各样的问题,因此必须要做好安全、环保等各种预案。

1.2.2 保证施工要点
        做好充分的施工准备后开始施工,施工需严格地按照施工计划来执行,保证各个施工要点。加强对施工现场的检查工作,对每个环节进行测量、评估、审核,保证每个环节的施工质量。该阶段需要注意施工材料、施工技术。其中施工材料要准确、充足、设备要到位。施工技术,就是轴线、控制点、深度、污泥状况等要跟保证跟计划一样。如果有差异的地方,需及时进行调整,避免后期出现塌孔现象,如果施工中出现冒浆的现象,需立即停止施工及时进行补救。

2.钻孔灌注桩施工技术的应用
2.1  工程概况
        某市政桥梁工程,桥梁的净宽度为 3.5 m,高程设置在118.59~120.35 m,桥梁的长度为 48.6 m。该工程施工难度比较大,而且施工要求比较高,因此考虑应用钻孔灌注桩技术。本文根据多年工作经验,设计其应用方案如下。

2.2  钻孔灌注桩施工技术的应用方案
        在施工前要准备好相应的机械设备明细数量见表1。
       
表1  钻孔灌注桩技术所需的机械设备


2.2.1  场地平整及放样
        在施工前,需要施工人员对现场的杂物进行清理,如落叶、垃圾等,然后对场地进行压实,保证场地平整。如果压实中需要更换软土,需要通过夯填的方式来进行更换,避免破坏地表土的质量。
        场地平整后,需要对墩位、桩位进行测量、放样等,将误差控制在5 mm 以内。放样时,要注意对地表土的影响,避免桩位发生变化,增加误差的范围。

2.2.2  护筒埋设及钻孔
        放样结束后,进行护筒埋设。选择钢板材质的护筒,要注意钢板的直径,最小为 6 mm,最大应为 10 mm。埋设时,可以增加护筒的长度,使其高出施工水位1.5 m,避免护筒出现悬空现象,影响埋设质量。
        在钻孔之前需要准备好泥浆、准备好钻机。然后再按照施工要求,将钻头进行吊起,再慢慢的放到护筒里,保证跟桩位对正。启动泥浆泵,开始钻孔,每钻孔2~3 m,就需要对钻孔的孔径进行检测,控制其误差,保证其钻孔的进展和质量。

2.2.3  清孔及钢筋笼施工
        整个环节会有2个清孔的环节。第一次清孔,是在钻孔后。需要注意孔内水头的一致性,避免出现塌孔的现象。清孔后,还需要对孔的深度用测量绳来进行测量,保证清孔的质量。清孔结束后,对钢筋笼进行施工。钢筋笼,选择直径为5~10 m 的箍筋。钢筋的尺寸误差要控制在 10 mm 以内,长度误差要控制在5 mm 以内,钢筋的转角误差要控制在3°以内。完成钢筋笼的制作后,将其用平车运到桩孔旁边,再采用吊放的方式,将钢筋笼跟孔位进行对应,避免增大施工误差。


2.2.4  插入导管二次清孔
        插入导管时,要选择无缝钢的钢管,直径要选择300 mm的钢管,厚度要选择 3 mm 的钢管,在钢管的接头上安装胶垫,避免钢管渗漏,影响导管施工。插入导管后,需要进行二次清孔。清孔之前需要对孔内的沉渣进行测量,测量其厚度,如厚度在100 mm 以上,必须要二次清孔,完全将这些沉渣清理干净。

2.2.5  混凝土工程施工
        首先要准备施工机械,如漏斗、搅拌车、储料斗等,打好施工基础。为了保证混凝土的施工质量,需要将储料斗的容积设为2 m3。
        然后在浇筑,采用泥浆下直升导管法来进行施工,在应用压球满管法进行开浇,在开浇过程中,要做好记录,将每一个参数控制在计划中,保证施工质量。在浇筑中,还需注意混凝土的温度、坍落度等,选择一些内阻小、初凝时间长、润滑性强的混凝土进行施工,保证浇筑质量,这样混凝土可以密实的灌注到钻孔内。此外,还需要在混凝土中加一些缓凝剂,然后再不断地搅拌,以此来提高混凝土质量。

3.钻孔灌注桩施工技术应用的质量控制措施
3.1  完善施工准备
        (1)做好原材料的采购、检验,保证施工材料的质量。要严格按照合同规定来进行采购、检验以及管理。
        (2)勘察施工现场,合理地设计图纸、地质报告以及相关方案等,保证施工方案的合理性。并且做好应急预警处理,保证施工质量。
        (3)清理施工现场,准备好施工设备,如安装钻孔机、准备好枕木、安装钻孔机作业平台等。
        (4)施工前,需要专业的技术人员进行再一次的检查,避免设备、现场、原材料有损坏、丢失等现象。

3.2  控制好钢筋笼上浮
        在钻孔灌注桩施工中,需要控制好钢筋笼上浮的现象。施工中,引起钢筋笼上浮的原因有很多,如钢筋笼位置、顶托、混凝土等,其中钢筋笼的位置不准确,会引发上浮,其顶托不准确会引发上浮,上浮钢筋笼时如果用力太大,会导致水泥混凝土出现快速下沉的现象,从而产生一个非常大的反冲力,引发钢筋笼上浮。
        钢筋笼是整个工程中的主要框架,其长度要合理,避免出现长度太长浪费材料,还需后期进行截取。并且质量好的钢筋笼灵活性、承载力也比较好,可以准确地到达指定的位置。此外还可以在水泥混凝土中加入缓释剂,或者降低浇灌周期、降低灌注的速度等,来控制钢筋笼上浮。而且安装钢筋笼时,还需要跟孔口进行固定,合并导管中心、钻孔中心,接头处也需要进行防挂处理,以此来避免出现钢筋笼上浮的现象。

3.3  做好混凝土灌注
        混凝土灌注也是桥梁施工中应用钻孔灌注桩技术中一个非常重要的环节,因此必须要做好混凝土的灌注,保证桥梁施工质量。
        首先要对钻孔进行二次清理,保证泥浆的检测指标、保证底部沉渣的厚度符合施工标准,保证其不会影响灌注的 质量。
        在水下灌注混凝土时,还需要对混凝土的坍落度进行不间断的测量、搅拌,检测水灰比、初凝时间以及级配等,保证其符合施工要求。
        灌注时,要避免漏水现象,需要灌注的主导管保持平直状态,在进行透水测试,以此来避免漏水现象。

3.4  控制钻孔质量
        在钻孔中,孔壁塌陷、孔底沉渣都是常见的质量问题。对于孔壁塌陷,在桥梁施工中,由于成孔速度过快,在还没有形成泥膜的情况便拔出钻头的操作,从而会导致孔壁塌陷的现象。因此需要合理控制上提速度,在确保泥膜成形之后再拔出钻头。并且对于已经塌陷的孔壁、孔洞等,需要及时清理,二次加固,避免塌陷现象再次发生。孔壁塌陷也有可能是钢筋笼焊接不牢固造成的,因此在置入时,需要以顺直的方式,不断地纠正参数,来避免钢筋笼倾斜、孔壁塌陷。
        孔底沉渣,如果施工泥浆过程中加水量太高的话,会影响携渣能力,从而导致沉渣。因此施工过程中,需要不断地增加新的泥浆,进行二次清孔,利用泵吸的方式,来对钻孔进行循环的清理,以此来降低孔底沉渣率。

3.5  控制好钻孔倾斜
        如果钻孔倾斜的现象,就需要在钻孔之前清理施工场地,保证钻杆处于一个垂直的角度,检查钻孔杆的连接情况,避免钻孔再次倾斜。在清理钻孔时需要孔中底部和孔壁的清洁度和平整度,同时还需要对清孔现象进行科学检测,避免清理出现不彻底现象。此外,如果钻孔灌注桩架机不稳定,也会导致钻孔倾斜的现象,因此要保证钻头、钻杆的无缝隙连接、保证各个零件的正常运转、保证零件没有老化、松懈等现象、保证护筒埋放位置的准确性,以此来避免钻孔倾斜的现象。而且如果钻孔位置不准确,可以用粘土填平的方式,调节钻孔的位置,然后在进行施工作业。

3.6  强化断桩问题
        在应用钻孔灌注桩施工过程中,断桩也是常出现的一个现象,因此施工中需要强化该问题。导致断桩的原因有很多,如孔壁的坍落度太大、混凝土的配合比不合适、浇灌水泥混凝土间断等,从而在水泥混凝土凝固后出现断桩的现象。因此需要严格地按照施工标准来进行调配,保证坍落度的高度、混凝土的配合比,如果在水泥混凝土浇灌中,无法保证连续浇灌的话,就需要控制交换过程,保证浇灌的连续性,也避免出现卡管、埋管等现象,影响着施工质量。

结束语:
        综上所述,在市政桥梁施工过程中,钻孔灌注桩技术以其施工工艺简单、施工成本低等特点被广泛应用。然而受一些因素的影响,该技术在应用中常常会出现一些问题,如孔壁坍塌、钻孔倾斜、断桩、钢筋笼上浮等现象,严重地影响着施工质量和施工进展。本文通过分析其施工要点以及其在工程中的应用,总结出其在应用中,需要通过合理的方式来完善施工准备工作,需要做好混凝土的灌注工作,需要改善孔壁坍塌的现象,还需要控制钢筋笼的上浮等,以此保证施工质量,保证钻孔灌注桩技术的有效应用。随着我国市政桥梁规模的不断扩大,相信未来钻孔灌注桩技术会更加有效的应用到其项目中来,保证桥梁的使用寿命,促进经济的发展。
参考文献:
[1] 张卿. 钻孔灌注桩施工技术在市政桥梁施工中的应用 [J]. 居舍,2019(26):70–71.
[2] 马骏,李沙沙,李寅啸,等. 超长抗压桩施工关键技术研究 [J]. 建筑技术,2018,49(7):703–705.
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