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桥梁桩基础施工中的钻孔灌注桩技术

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：何瑞娜

[导读] 摘要：随着我国经济水平的提高，对交通运输业的需求也逐渐扩大，因此近些年来公路桥梁的建设也呈现逐渐递增的态势。

        枣庄市道桥工程有限公司山东枣庄
        摘要：随着我国经济水平的提高，对交通运输业的需求也逐渐扩大，因此近些年来公路桥梁的建设也呈现逐渐递增的态势。公路桥梁是人们生活、生产所必不可少的出行路径，保证其质量也成为项目建设的最终目的。桩基作为桥梁的基础非常重要，经过桩基施工技术的不断改进与完善，钻孔灌注桩技术成为目前桩基施工的主要方法。
        关键词：桩基础；钻孔灌注桩；桥梁工程
        引言
        随着城市人口密度越来越大，交通道路压力也在不断增强，我国对公路桥梁修建质量的重视度也越来越高，政府对城市交通道路的投资越来越大。目前我国公路桥梁的数量在不断上涨，大部分的施工单位已经开始重视钻孔灌注桩技术的运用，不断更新发展技术，但是由于钻孔灌注桩位于道路内部，一旦该环节出现问题时，补救难度大，直接对人们的出行安全造成一定程度的影响，所以施工单位需要密切注意钻孔灌注桩这一环节的准确度以及质量，从而保证公路桥梁的质量安全。
        1当前钻孔灌注桩技术的不足
        1.1实际钻孔位置与图纸位置出现偏差
        根据目前我国公路桥梁施工中钻孔灌注桩技术的运用来看，大部分的施工单位在钻孔这一环节出现错误的情况较多，主要是实际钻孔位置与设计图纸中标注的钻孔位置有所偏差，而造成该错误的原因主要有：①相关钻孔设备放置时平衡性较差，导致相关工作人员在实行钻孔时出现大幅度的晃动，在这种晃动的影响下，相关人员在操作时容易出现偏差；②由于钻孔对外部环境要求较高，并且当钻孔过程中出现大块不易破碎的石头时，相关工作人员会适当地调整钻孔区域，最终导致实际钻孔位置出现偏差；③从土壤地质层面来说，一般在土壤层下方的地质多为坚硬、牢固的岩石，且这些岩石坡度较大，所以当钻孔超出土壤层时，遇上这些岩石，就会在一定程度上产生倾斜。
        1.2卡钻、掉钻频繁
        相关工作人员在进行钻孔的过程中，容易出现卡钻和掉钻的现象，这种现象出现的主要原因是钻杆部分出现失误，没有完全无缝隙的组装好，所以当在钻孔中出现晃动时，容易出现卡钻或者掉钻。针对这种问题，相关工作人员在钻孔前的准备过程中需要严格地检查好钻杆各个组装部位的情况，并且及时更换已经生锈或者质量较差的零件。
        1.3钻孔偏斜问题
        当施工过程中的钻孔如果出现位置偏差，那么施工的质量会大打折扣。之所以会出现钻孔偏斜的现象，最有可能是在施工过程中，钻机的稳定性校准不到位或者钻孔的深度太深。所以在施工过程中，要重点注意钻机的稳定性及安装的准确性。
        2桥梁桩基础施工中的钻孔灌注桩技术
        2.1埋置护筒
        埋置护筒作为钻孔灌注桩施工的重要环节，大多采用硬度较大的钢制护筒，该材质的护筒容易加工且牢固不易破坏，护筒通常是选择厚度为10~12mm的钢板合成，护筒安放前应挖坑，坑的直径与深度要满足护筒的直径和长度的需求。护筒安放后要在其周围填埋黏土并进行夯实，防止在后续作业过程中由于护筒周围土基不稳而造成塌方的现象。还要准确测量护筒顶部距地面的高程，按照护筒顶的位置计算出所需孔深，从而满足实际的施工需求。
        2.2泥浆制备及护壁
        泥浆的制备及护壁的施工也是成桩过程的重要环节。通常情况下，泥浆可以直接选择前期准备阶段已经预备的黏土或者膨润土，实现良好的护壁效果。实际施工时，会将所要用到的黏土在室内实验室进行相关的性能测试，检测其性能是否满足施工需求，防止其黏度、浓度较低使泥浆过量渗透，从而发生塌方等事故。另外，泥浆保护液应确保有一定的储存量，满足填充所需的量。

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无论是膨润土还是黏土，其有效水化都要经过一个过程，因此新制成的泥浆应当至少放置24h使其有效水化，或者添加一定的催化剂加速泥浆的水化过程，确保泥浆的浓度满足施工的需求，从而提高桩基的施工质量。
        2.3钻孔和清孔
        在施工时，钻孔、清孔作业质量直接影响到后续环节的施工。
        （1）钻孔作业。冲击钻孔桩是桥梁核心结构之一，在展开此环节施工时，以冲击钻机为基础设备，经由机架与卷扬机的辅助将冲击锤提升至特定高度，靠自由下落的冲击力冲击土层及切削破碎岩层钻进，重钻头击松土层或击碎岩层后，利用吸泥机不断循环，带出钻渣，从而成孔。（2）清孔作业。基于正（反）循环旋转钻机展开施工作业，配合吸泥机全面清理残渣，此方式可提升工程效率，推动工程以高效方式开展。终孔且通过验收后，便进入清孔环节，该环节的实际操作时间尽可能短，以免出现塌孔等不良问题。基于清孔，可将残留于孔内的残渣全面清理干净，增强混凝土与基岩稳定性，桩底承载力也可满足工程要求。做好上述工作后，提升吸泥机并与孔底保持0.2~0.3m距离，以便将孔底钻渣全面清理干净。当遇到特殊地质环境时，可添入适量纯碱，基于此材料，可以提升泥浆胶结能力，从而提高施工效率。钢筋笼下沉且稳固后，分析孔洞各项指标，与既定标准对比。当沉渣厚度偏大时，需利用抽渣筒处理。
        2.4钢筋笼放置
        放置钢筋笼时应与孔位相对应，其底部距离孔底按设计要求至少保持100mm，钢筋笼主要起到竖向支撑及抗拉的作用。由于混凝土具有较强的抗压性，但是其抗拉性能较低，而钢筋笼的设置能解决这一问题。钢筋笼可以增强桩身对黏土等填充材料的固定性，使桩身在水平方向的抗拉力明显增强，钢筋笼下到位后与钻机焊牢，防止钢筋笼上浮和掉笼现象发生。因此在桥梁或其他建筑工程的桩基施工中大多对设置钢筋笼进行加固。
        2.5严格细致地进行混凝土的灌注
        混凝土的灌注这一环节对于细节把控的要求较高，需要相关工作人员严格、细致地进行灌注作业。首先，在混凝土灌注前，需要对钢筋笼、导管的放置位置进行严格核对，以防出现差错，并且要在放置后及时进行二次清孔，保证孔部的清洁度；其次，相关人员进行混凝土的灌注时需要严格把握好导管铺设位置与灌注的速度，每一部分的灌注结束后，及时做好检查工作，保证铁丝、隔水栓到位，依次进行多次灌注作业，直至混凝土灌注结束。
        2.6施工原料质量控制
        影响桥梁钻孔灌注桩施工的重要因素在于原料，管理人员应严格控制原料的入场，确保合格的材料流入施工场地，避免因施工原料问题而出现质量问题。如砼原料则应当选择卵石或石子含沙量小于2%，这样便可以提高砼的流动性，否则将极易出现堵管问题。通常情况下，砼初凝的时间在3～5小时，这种方式只能够达到浅孔小桩灌注的要求；而深桩的灌注时间则为5～7小时，需要增加缓凝剂，确保砼初凝的时间约为8小时。同时，为了让砼能够长时间具有流动性与保水性，在施工过程中需要按照科学合理的比例将石子、水泥、砂子等导入料斗，然后加入30%以上的水并启动搅拌机，向拌合料中加入60%的水进行搅拌，最后出料之前再加入10%的水，并将出料时间控制在最后一次加水后的1分钟内，坍落度需要控制在180+20mm。砼灌注时需距离桩顶5m左右，而坍落度需要将其控制在165mm左右，确保桩顶灌注时的浮浆保持稳定。
        结束语
        在公路桥梁的桩基施工时，钻孔灌注桩技术已经成为了主流，同时影响桩基质量的因素有多种，因此在采用该技术进行施工时应当综合考虑各种影响因素，严格控制每一环节的施工质量，确保成桩效果满足施工的需求，保证公路桥梁建设的整体质量。
        参考文献：
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        [2]朱军．钻孔灌注桩基础施工技术在桥梁工程中的应用[J]．工程建设与设计，2019（2）：90-91.
        [3]王欢．桥梁桩基础钻孔灌注施工技术分析[J]．城市建设理论研究（电子版），2018（30）：135．