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钻孔灌注桩施工是指先采用钻机在设计桩位进行钻孔,经检验确认桩孔直径、深度与垂直度等满足设计要求后,进行钢筋笼吊放,然后通过混凝土灌注形成实体桩,为桥梁上部结构提供可靠支承。目前钻孔灌注桩在桥梁工程中得到了广泛应用。为了达到预期的质量目标,有必要结合工程实际情况,对钻孔灌注桩技术的具体应用进行深入分析。
1工程概况
某桥梁工程起讫段为K1+815.697—K2+303.697,桥梁全长约488m,宽26m。桥梁基础采用钻孔灌注桩,桩径分别为1200mm,1500mm,2000mm,桩长在40~90m范围内,各墩钻孔灌注桩基础基本情况如表1所示。为便于该桥梁钻孔灌注桩施工,保证施工质量并加快施工进度,该桥梁工程配置了如表2所示的机械设备。
2施工技术
2.1测量放样
先以设计单位提供的各中心桩对应的坐标与方位角为依据,使用全站仪确定中心与控制桩具体位置,再据此对桩位中心与其攀线桩进行准确测放。对于桩位的中心和法向控制桩,必须得到监理复核确认后方可使用。以桩基放样精度要求为依据,结合施工图中计算确定的桩基位置,借助经纬仪及中心和法向控制桩准确放出桩位,同时还需借助水准仪在控制点上准确放出高程。平面放样时,应严格检核测站点及后视点距离与角度。桩基施工前,先对放样点所在位置(包括平面位置和高程位置)和距离予以检核,判断相互之间的距离能否达到要求,也可在换测站中进行检测,并根据检测结果计算放样点位误差。
2.2护筒埋设
该钻孔灌注桩的护筒采用壁厚为3~5mm的钢护筒,内径不能比设计桩径小。护筒要有足够的刚度与强度,且接头与接缝部位不能漏水,同时要经得住反复使用[1]。护筒根据桩位埋设,且保持垂直。将护筒埋设到位后插入钢筋,为桩架就位和对准创造便利,同时利用经纬仪与钢尺测量护筒中心和桩位中心间的偏差。对于护筒埋设深度,通常按照1~4m严格控制。若护筒底部土质相对较差或底部容易产生渗水,则要进行换土和分层夯实,之后才能进行护筒安放。将护筒安放到位后,还需在四周进行分层填土,同时将黏土夯实。在夯填过程中必须保持对称和均匀,以免护筒发生偏移。在夯填结束后,需再次检测各项技术指标,经检测确认合格后,开始后续施工。完成埋设的护筒,其顶部应比地下水位略高,避免地面上的雨水进入护筒[2]。
2.3钻机就位
钻机安装前,将其底座固定平稳,并严格控制机头钻杆实际垂直度与机架平台实际水平度,确保钻机顶端、钻盘中心和钢护筒中心处于同一条铅垂线,偏差不超过2cm。在钻进开始前需对钻杆及钻头的长度进行准确量测,并在钻杆上做好标记,对各节段的长度进行记录。在钻进过程中,需在下放钻杆之前进行长度复核,确保钻孔深度准确[3]。将钻机安装到位后,尽快复测平台和钢护筒顶部实际标高,将复测结果作为日后孔深与孔底沉渣厚度检测的参考依据。
2.4成孔
该钻孔灌注桩施工主要采用自然造浆。当采用正循环法施工时,因泥浆上泛很慢,所以对泥浆指标提出了很高的要求,需引起足够的重视。钻进时按照2h的时间间隔对泥浆指标进行检测,并密切注意土层变化,通过和地质图之间的对比,对钻进速度和钻压等各项技术参数进行适当调整。钻进开始后,先采用低速挡,确保刃脚部位形成紧固可靠的泥皮,发挥护壁的作用,在钻进到护筒下部1m的位置后,根据土质采用正常速度进行钻进。将钻具下入到桩孔内后,与底部表面保持50~80mm的间距,然后启动泥浆泵,先对冲洗液进行一段时间的循环。循环完成后启动钻机,将钻头缓慢放入钻孔底部,在轻压一段时间后,逐步提高转速与钻压,同时对钻速进行适当控制[4]。在正常钻进过程中,应对各项钻进参数进行合理的调整,不可随意变动钻具。实际操作过程中,应随时确定钢丝绳的实际松紧程度,并结合地质条件对泥浆技术指标予以随时检查。在钻进过程中所用泥浆的密度不能超过1.15,且黏度应保持在18~22″范围内。从桩孔中排出的泥浆密度不能超过1.30,且黏度应保持在20~26″范围内。成孔需一次完成,中途不允许停顿,为保证成孔的顺利完成,应严防设备故障,在施工现场备好各类配件[5]。
2.5终孔
钻进至设计要求标高后,及时开始终孔检查,包括孔深、孔径与垂直度检查。经检查确认满足要求后,开始一次清孔,将混凝土灌注导管安装到位后,开始二次清孔。完成二次清孔后,钻孔底部的沉渣厚度不能超过30cm。由监理人员检查确认孔底沉渣厚度达到要求后,方可进行混凝土灌注。经检测确认孔底沉渣厚度及排出到孔外的泥浆的各项指标均达到要求后,需在30min之内开始水下混凝土灌注施工,否则需对以上各项参数进行重新检测。在清孔过程中,孔内水头高度应保持在1.5~2.0m范围内,并需要对泥浆的各项指标予以严格控制,防止由于泥浆密度不足导致坍孔事故的发生。完成清孔后,泥浆密度不能超过1.15[6]。
2.6钢筋笼安装
将钢筋笼加工完成后需按照规范及设计的各项要求做好检验,检验结果不合格的应进行修正,检验合格后才能吊放到桩孔内。在钢筋笼安装过程中,需使用起重机进行分段安装。每一段钢筋笼吊装都必须缓慢进行,并防止和其他物体之间发生碰撞,而导致钢筋笼发生弯曲和变形。在钢筋笼不断下放的过程中,必须始终保持垂直,与桩孔对准后缓慢下放,如果下放过程中遇到障碍,注意不可强行下放,而要查明原因,待解决后继续下放。将前一段钢筋笼放入桩孔后,开始起吊下一段,与桩孔位置对准,并经验收确认合格后,将钢筋笼逐段吊装至孔内要求的标高位置[7]。焊接孔口处的钢筋笼时,需将主筋上的焊接处清理干净,并将上下节所有主筋对正,使钢筋笼整体保持垂直。在焊接过程中应保证对称性,所有焊缝都应达到饱满。在焊接结束后将焊接处的箍筋补足,经验收确认合后开始正式下放,对下一节钢筋笼进行安装。在钢筋笼施工过程中,应注意防止主筋偏心相连。
2.7导管安装
导管是进行水下混凝土灌注的主要工具,其直径为25cm,壁厚为3mm,单节长2.5m,第一节长度需达到4m。使用前要认真检查导管的规格、质量与连接构造,确保橡胶密封圈有良好的密封效果,且螺纹丝扣保持完好。导管连接应牢固,避免漏水和漏气,将导管安装好以后,需进行必要的闭水试验。经试验确认达到要求后,需在导管的外表面标记编号,同时注明长度尺寸等信息,为之后的使用做好准备。在吊放导管的过程中,应确保导管所在位置完全居中,且轴线保持顺直,避免与钢筋笼发生卡挂或与孔壁发生碰撞。
2.8水下混凝土灌注
考虑到该工程钻孔灌注桩的孔径较大,所需混凝土方量较多,为保证工程质量,应使用有良好和易性与流动性的混凝土。混凝土坍落度按照18~22cm范围控制,粗骨料粒径不得超出40mm,同时不能超过主筋最小净距25%[8]。二次清孔完成后到开始灌注混凝土的时间应控制在30min之内。混凝土初灌量必须达到要求,根据初灌量要求确定储料斗体积。通过对该工程初灌量的初步计算,对于桩径为2000mm的钻孔灌注桩,其初灌量需达到6.3m3;对于桩径为1500mm的钻孔灌注桩,其初灌量需达到3.7m3;对于桩径为1200mm的钻孔灌注桩,其初灌量需达到2.4m3。整个灌注过程必须保持连续,中途不允许停顿,并密切关注混凝土下降与水位下降或上升情况。伴随桩孔中混凝土液面的不断提高,要做好导管上拔,逐节拆除。对于所有拆下的管节都要及时冲洗,并在现场整齐堆放[9]。在混凝土液面上升到钢筋笼的下部后,适当增加导管实际埋深,同时减慢灌注速度,避免钢筋笼发生上浮。在桩孔中混凝土液面达到钢筋笼底部1~2m以上的位置后,开始向上提升导管,但要注意此时导管的实际埋深仍应达到3m以上。桩孔内混凝土实际灌注高度需要比桩顶部的设计标高略高0.5m,用于保证桩顶处混凝土强度达到设计要求。在实际混凝土灌注施工中,必须严格按照规范提出的要求对混凝土的坍落度予以实时检测。对于混凝土的充盈系数(即实际灌注的混凝土体积和按照设计桩身计算得到的体积之比),需达到1.05以上,但注意一般情况下不可超出1.3,施工中要做好检测与控制。
3结语
钻孔灌注桩是当前桥梁工程最常用的一种基础桩形式。该桥梁工程钻孔灌注桩基础施工已经完成,且经检验确认钻孔灌注桩基础各项指标均满足要求,说明所用钻孔灌注桩施工技术合理可行,值得类似桥梁工程参考借鉴。
作者:杨芳 单位:河北高速公路集团有限公司青银分公司
钻孔灌注桩技术的应用篇2
钻孔灌注桩施工技术作为公路桥梁工程建设的主要操作方式,其会应用钢管挤土、机械钻孔、人力挖掘等操作方式,在所规划区域内的地基上进行桩孔的钻取,为加固灌注桩会在其中放置钢筋笼,利用混凝土灌注的方式,形成对应的桩。因此,在公路桥梁工程中,钻孔灌注桩施工技术对工程质量具有直接的影响,也可被规划为工程的运行关键。所以,更应重视此技术的施工方案,确保施工人员遵守工作流程,掌握技术要点,以展现出良好的施工效果。
1公路桥梁工程钻孔灌注桩施工的优势
在公路桥梁工程钻孔灌注桩施工环节,可结合成孔方式之间的差异,把灌注桩分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩以及挖孔灌注桩等多种类型,且钻孔灌注桩主要有以下优势。
1.1环境污染程度较小
钻孔灌注桩施工技术在应用过程中,由于施工机械的运行频率较低,在施工阶段不会产生过多振动,使该技术在应用过程中存在较小的噪声,而且可以适用于建筑相对密集的区域,不会对人们的工作以及生活带来过多的干扰。同时,由于钻孔灌注桩施工技术主要的应用材料为混凝土,所以不会对周围环境带来过多的影响,可满足对保护环境工作的开展要求[1]。
1.2节省施工成本花费
钻孔灌注桩施工技术在实施阶段,会通过对原料质量的控制方式,使施工人员严格遵循施工流程开展后续操作,使其可以运用相对先进的施工技术,避免在混凝土灌注桩的操作环节出现断桩、卡钻等问题,降低了二次返工的概率,有效规避在工程运行阶段的质量风险。另外,钻孔灌注桩施工技术的主要成桩方式为钻孔灌注成桩,其不仅可以满足施工现场的操作需求,更可以应用正确的方式实现对钢筋的配置,有效地避免配筋率升高的问题,不仅可以为企业节省不必要的支出,更可以控制该部分的成本造价,促使钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁工程内的施工效果更加显著[2]。
1.3提升工程整体质量
钻孔灌注桩施工技术应用过程中,其入土的深度较大,且具有更高的稳定性。可通过桩身扩挤的操作手段,从侧方位增强桩体的实际承载能力,避免其在埋设过程中出现自身负荷增大的问题。通过灵活的桩长布置,实现对不规则成桩的控制,以避免其在应用过程中出现无法控制的沉降,让桩基础结构更加稳定,确保在公路桥梁施工环节,其整体质量可以得到一定的提升,展现出钻孔灌注桩施工技术的应用效果[3]。
2公路桥梁工程钻孔灌注桩施工技术要点
为保证公路桥梁工程的顺利开展应严格遵守清孔—验孔—拆除钻架—安装钢筋笼—灌注水下混凝土的施工工序,掌握其中的技术要点,确保前期设计规划能够满足工程运行需求。
2.1工程施工准备
在公路桥梁工程施工开始执行后,可准备粗细骨料、水泥、减水剂以及砂石等相关材料,确保采购人员能够正确选购材料,通过对其培训的方式,让采购人员的综合意识能力可以得到相应的提升。例如:在某公路桥梁工程中,为确保材料质量可公路桥梁工程钻孔灌注桩施工技术研究王丽琼(上饶市德兴公路事业发展中心,江西德兴334200)摘要:为控制公路桥梁工程的施工质量,避免在施工环节中出现纰漏,结合实际思考,首先分析公路桥梁工程钻孔灌以满足钻孔灌注桩施工要求,可在原材料出厂前,与供应商进行对接,出示合格证明,在完成二次自检后,方可应用于施工领域内(见图1)。同时,更应检查施工区域的地质状况,选择合适的施工机械设备,应用调试其性能的方式,保障施工机械设备要求得到满足,进而开展技术交底工作,简化施工的流程,策划钻孔灌注桩施工方案,开展清孔以及验孔操作。首先,通过清理孔中杂物的方式,保证孔内可以定向地排除或被抽出泥浆,用手摸去无明显的2~3mm的颗粒即可,实行验孔操作,确保泥浆的实际比重为1∶1,使其黏度被控制在17~20s,含砂率为2%。其次,在上述操作执行完毕后,可通过声测管的制作以及安装的方式,控制其内径为40mm,壁厚2.5mm,根据工程需要合理规划其数量,确保前期设计工作可以顺利开展,以辅助后续钢筋笼的制作工作,促使声测管可以提前预装在钢筋笼上,简化在接头处丝扣连接的流程,确保管口可以高于护筒顶端10cm,维持不同声测管的高度,以完成前期的准备工作。
2.2护筒埋设
护筒埋设工作的实施更有利于后续钻孔施工的稳定性,有效避免孔壁出现不稳定的现象,让其不会出现崩塌等事故。这样,则可隔离地表水,确保孔口处有所保障。同时固定桩孔的方式,规划出其应用设置的位置,确保护筒能够长久应用于公路桥梁中,控制其内径距离为20~40cm,筒支梁的高度在20cm以上,使护筒高于水面的距离为1~2cm。这样,则可压实护筒,确保其底部的泥土以及周边的泥土不会出现分层的现象,通过正确的填筑防水,缩小护筒埋设环节倾角误差,维持垂直埋设,确保护筒在埋设过程中不会出现问题,以满足后续施工操作的要求。
2.3泥浆制备
通过对泥浆制备工作的重视,确保钻孔灌注桩施工质量可以得到相应的提升。首先,应明确泥浆材料的选取,等比例调和膨润土、水泥、膨润土以及软土,应用合理的混合方式,促使泥浆的制备工作可以顺利开展。其次,应加强在施工地带工程概况的重视,行施工现场的勘察工作,了解在工程实施阶段的钻机性能以及泥浆材料等多种因素。严格遵循公路桥梁工程的施工标准,提供相对合理的配比混合料的应用方式,促使泥浆的制备工作能够满足质量需求,为后续钻孔施工奠定良好的基础。
2.4钻孔施工
钻孔施工项目是钻孔灌注桩施工技术的关键。首先,施工人员需严格遵循施工标准,贯彻落实质量控制计划,确保所执行的每项工序都是合格的。避免在工程实施过程中出现孔位倾斜、缩颈以及塌孔等现象。这样,仅需应用隔空作业的方式,就能完成成孔作业方面的工作。一方面可以提高作业环节的安全性,另一方面可以控制工程质量(见图2)。其次,可开展对成孔阶段的质量检测工作,设置专业的监测人员,检查孔位是否保持垂直,将误差范围缩小到1%以内,确保孔位的设置是合格的。在此基础上,更应规划出泥浆的配合比,加强在此方面的设计,提高钻孔高度以及施工效率,这样可规避在施工环节的质量风险,促使工程的整体质量可以得到相应的提升。
2.5钢筋笼的吊放及其制作
加强对钢筋笼制作环节的关注。首先,可通过提高原材料质量的方式,执行对钢筋材料的检测工作,促使其质量可以在合格范围内。遵循钻孔灌注桩施工技术的操作要求,定向开展绑扎、焊接等操作,增强钢筋在连接阶段的牢固性。这样一来,可确保钢筋笼在运输阶段不会出现损坏问题,从而以卸载、吊装的方式完成钢筋笼的制作。其次,在钢筋笼吊放环节,应严格遵守位置容差规定,执行对应的加固措施,控制工作人员的吊放速度,让其可以通过垂直控制的方式,使钢筋笼的安装操作更加稳定、可靠。由此方式,则可执行以下操作:其一,避免钢筋笼与桩孔中心点位置出现偏离,控制二者间的实际偏差在100mm以内。其二,加强对钢筋笼底面高程的分析,使偏差值<100mm,对准钻孔位置,维持垂直的状态,缓慢将其放入预设孔内(见图3)。在入口后期切记不可进行左右旋转,以避免孔口处出现崩塌的问题。若遇到阻碍,可通过停止下放的操作方式,保证工作人员可以审查周围,在明确其原因后执行下一处理计划,由此可避免出现强制下放以及猛落等问题的出现。同时,可在接口处执行上下主筋位置的规划,让其能够对正介入,保证二者能够在同一直线上,避免其在应用过程中出现转折的问题,这样在钢筋笼安装过程中,各个部位皆可安装到位,促使孔口处的支撑以及固定条件能够得到满足,避免钢筋笼出现下沉以及上浮的问题。
2.6水下混凝土的灌注
在水下混凝土的灌注环节,可监测导管的状态,开展接头抗拉试验以及进行水密承压的试验,保证在灌注工作执行前期,钢丝导管的质量可以满足要求。首先,在灌注混凝土时,可控制导管与钻孔底端的距离,让二者间距控制在30~40cm,特殊孔跨的距离为10cm,导管深度在常规情况下应为2~6m。若在施工区域内出现异常现象,则需对施工阶段所执行操作进行二次检查,准确地测量井的深度,适当修正导管预埋深度,以保证导管在埋设过程中的深度要求得到满足,进而提升水下混凝土的灌注操作的精准度。其次,需根据混凝土材料的应用特点,控制其实际坍落度,让其保持在180~220mm以内,使混凝土材料可以均匀且缓慢地进行灌注,应用连续的操作方式,确保水下混凝土的灌注工作能够满足工程要求。切记在混凝土灌注阶段不可停顿,由此可提升水下混凝土灌注工作的整体质量,使钻孔灌注桩施工技术可以在公路桥梁工程中被顺利应用[4]。
3公路桥梁工程钻孔灌注桩施工质量控制措施
为保证钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁工程中的合理应用,应制定合理的施工方案,在工程开展前期,让施工人员对现场进行勘察,细化分析工程施工区域的情况,遵循项目施工的技术实施标准,促进公路桥梁工程的进一步开展。首先,做好技术交底工作,合理安排施工现场的材料、机械设备,促使施工人员的目标更加明确,满足对工程质量的控制要求,以完成对钻孔灌注桩的指导操作。其次,应加强在施工环节原材料的采购,由于钻孔灌注桩施工技术的施工方式相对复杂,需使用大批量的原材料,所以为控制工程质量,更应加强在砂石、水泥等材料方面的检测,控制好相关材料的综合性能,让其可以满足工程需求,以为后续的钻孔灌注桩施工做好铺垫。最后,应提高施工人员的综合技术能力,确保其具有较强的综合素养,创建出一支专业性较强的施工队伍,给予钻孔灌注桩施工技术应用环节相应的人才保障。在领导人员的带领下,保证可以引进大批量的优秀人才,完善并健全后续的施工机制,创设多种培训方式,以确保每道施工工序都能满足工程所需。
4结语
综上所述,为保证公路桥梁工程的顺利开展,应加强钻孔灌注桩施工技术的应用,执行施工质量监理计划,以保证在钻孔灌注桩施工环节不会出现问题。若未落实到位,势必会制约公路桥梁工程的开展,无法保证施工企业的经济效益。因此,在现场施工环节,工作人员应明确技术要点,严格把控工程质量,完成对公路桥梁工程的质量验收以及检测,达到延长公路桥梁使用年限的目的。
作者:王丽琼 单位:上饶市德兴公路事业发展中心
钻孔灌注桩技术的应用篇3
1引言
20世纪60年代起,管柱和钻孔灌注桩开始广泛应用[1]。随着我国公路桥梁工程建设的高速发展,修建了大量的桥梁工程[2-3]。钻孔灌注桩施工技术应用极大提升了公路基础结构的稳定性、牢固性和可靠性[4],提升了结构的耐久性,延长了结构的使用寿命,是当前公路桥梁、桩结构建设中普遍采用技术之一[5]。其冲击式钻孔灌注桩技术具有适应性强、穿硬土层能力强、承载力高,施工噪声小,可以建造较大直径柱体、对地基地质条件应用范围较广、对周边建筑物影响较小等优点[6-8],但也存在孔洞位置偏移、塌孔或缩孔、隐蔽工程质量难以查验等不足。由于公路桥梁工程与房屋建筑工程存在差异,其桥梁的柱基础施工需要特殊的施工工艺。根据需要桩基础常常设置于河床上,以抵当冲击力作用和防止河道冲刷。另外,桥梁的桩基础对沉降较为敏感,在施工过程中需要严格控制施工机械组合和施工工艺[9]。本文以实际工程为例,通过对冲击式钻孔灌注柱技术进行分析,总结出切实可行的施工方案,为冲击式钻孔灌注桩工程施工提出参考。
2工程概况
本文工程实例位于湖北恩施某在建高速公路,其中桥梁共计17座,包括拼宽桥123.42m/1座,主线大桥1789.25m/6座,互通主线桥1165.5m/1座(长度取左右幅平均值),匝道桥1782.7m/9座。
2.1水文情况
施工场区内水系较为发育,河网紧密呈树枝状分散。主要河流有忠建河及其支流,自南西向东北径流,经咸丰县城、宣恩县,至恩施入干流,主河道全长117km,流域面积188km2,多年平均流量48.8m3·s-1。场区内雨量充足,汛期主要出现在4~8月的丰水期,9月至翌年3月径流量较小,变化不大,为地下水供给了较为充沛水源。
2.2地形地貌情况
本文工程实例地处鄂西山地南缘至湘西山区地带,地势总体西北高东南低,山体高程在500~1200m内。其地貌基本特征是:地貌发育呈现阶梯状,大部分区域降起成山,小部分区域断陷,沉积构成多级夷面与山间河谷断陷盆地。境内显现出层状地貌,从东到西呈现剥蚀侵蚀构造、溶蚀侵蚀地貌。
2.3地质情况
根据勘察资料显示,场区内无明显构造痕迹,其野外地质特征自地表往下,由新到老分布见表1。结合水文地质情况综合考虑,设计桩基共计626根,均为端承桩和摩擦桩,其中钻孔灌注桩共计504根,施工采用以冲击钻孔为主,旋挖钻机为辅助施工。
3冲击式钻孔灌注桩施工工艺
3.1施工工艺流程
公路桥梁冲击式钻孔灌注桩的施工主要包括成孔、清孔、钢筋笼下放、导管下放及二次清孔、浇灌水下混凝土、成桩等几个工序。本文以导管法的方式进行水下混凝土的浇筑工作,施工时采取跳桩法,其流程见图1。
3.2施工准备
测量人员根据轴线及桩位布置情况,在场地内建立测量控制网,并根据控制网精确测放各桩位点。另外,还需按照现场施工作业面环境,将场区整理、清扫,然后将场地夯打密实,并用宕渣填筑出钻机作业平台。平台比原地面高约1m,以保证孔内水压力,同时铺筑钢板,增大受力面积,防止平台、塌陷和避免钻机产生不均匀沉陷。
3.3泥浆制备
本文通过高粘度黏土或膨润土来配制泥浆,以自然造浆的方法护壁,由试验获取其配合比和配制方式,泥浆的制作性能指标为:相对密度1.1~1.2,粘度18~24s,胶体率≥95%,失水量≤20mL(30min)-1,泥皮厚≤3mm·(30min)-1,静切力1~2.5Pa,PH值8~11。泥浆的各相指标见表2。通过试验仪器测试在钻进时泥浆的各项性能指标,依据泥浆性能和地层情况实时调配泥浆的浓度,根据需要可添加外加剂。
4施工过程控制
4.1埋设护筒
冲击式钻孔灌注桩均使用钢护筒,根据实际情况进行护筒埋设,具体过程如为:①护筒内径比钻孔桩设计直径大20cm,护筒长度为6m。②为确保护筒有足够的刚度且不漏水,两节或多节护筒相接时,选择电焊加密水性材料连接,焊接处用钢板加强,使用前还需进行水密性实验。③埋设护筒时,控制坐标放样准确性,精确放样定准并设立保护桩,埋设深度不小于1.5倍桩径,护筒顶面按照平台填筑高度超出约0.3m,护筒埋设示意图见图2。④在护筒周围填黏土夯实,填埋十字护桩,并采用砂浆或混凝土加固。
4.2钻进成孔
在护筒埋设结束后即可开始钻机成孔作业,其具体流程如下:①找出桩孔中心,通过护桩检查桩孔的中心是不是准确,调节钻架,让钻架上的起吊滑轮线、冲击锥中心和桩孔中心三者处于统一铅垂线上,其误差不大于20mm。②钻机就位,首次钻时采取小冲程,使孔洞竖直、圆顺,避免孔位置偏移、孔口塌陷。开始平稳钻进后,使用4~5m中、大冲程,但最大不可超出6m。③钻进时实时排除残渣,维持泥浆的密度和粘度。同时留意地层变化,在地层变化处取出渣样,通过渣样判定地质的类型,并与相应的地质剖面图对比。
4.3检孔与清孔
本文的成孔检测内容包括孔径、孔深、稳定性和垂直度,其具体过程如下:①用钢丝测绳进行孔深检查,且检孔前测绳必须经过钢尺校核。②用井径仪和探孔器进行孔径和孔垂直度检查,其桩孔垂直度检查为倾斜度≤1%的孔深,即桩长的百分之一的允许倾斜偏差且不大于500mm。在冲孔达到标准后,为了减小孔底的沉淀层厚度,进而有效的提升桩底部的承载力,都会清孔。本文的清孔采用换浆法进行,具体过程如下:①泥浆泵管从平台上向桩孔内接入,直至孔底清孔过程中,保持钻头在孔底的小冲程运动,以防止钻碴沉淀。②泥浆泵抽取泥浆并泵入孔底,而后吸出孔底沉渣,并向孔中注入新泥浆或清水,直至孔内全部换为新鲜泥浆。③清孔工作一直到孔内的泥浆、沉淀达到规定,然后查看桩的位置、成孔的倾斜角度以及复核完孔径要求后,可下放钢筋笼。
4.4钢筋笼下放与声测管安装
本工程采用整体式钢筋笼下放,钢筋笼台座能够克服钢筋笼下放时的安全性问题,而且周转方便,导管安装下放同步进行,具体过程如下:①通过护筒顶标高反算钢筋笼顶的标高,偏差控制为±50mm。②护筒下将钢筋笼固定,并保证两者中心处于同一铅垂线上,使得钢筋笼得以支撑并避免混凝土在浇筑时钢筋笼随泥浆浮动。③声测管的安装与钢筋笼同时开始。声测管按等边三角形(或四方形)随钢筋笼分段安装,并将其中一根声测管对齐路线前方方向,确保两管之间相互平行,定位无误,并埋至于桩底。④声测管接头及底部密封好,顶部用木塞或别的材料密封,避免砂浆、杂质堵住管道,底部加焊盲盖或钢板保证密封,每埋设一节都向管道内加注清水。
4.5导管下放及二次清孔
水密承压和接头抗拉实验需要导管在下放前完成,导管水密性试验见图3。导管下放完后便可进行二次清孔,清孔过程中实时向护筒内补给泥浆,保证护筒内水头,泥浆指标、沉渣厚度、孔深检测达到标准后,撤除风管及吸泥弯头,随后进行水下混凝土的浇筑。
4.6灌注水下混凝土
混凝土的浇筑的好坏对桥梁桩基础施工质量极为关键,其中要把握好混凝土浇筑的好坏就是要把控好原材料和浇筑中每道工序,本文的水下混凝土浇筑流程如下。①初次浇灌混凝土量按照实际桩径给出。混凝土浇筑时,在漏斗颈部安置一个隔水木球栓,下设一个隔水球,避免混凝土与泥浆水的掺和接触,以保证水下混凝土的质量。②首批混凝土灌注成功后,每车混凝土在浇注之前均需要在现场对其检测坍落度,在混凝土浇注时保持护筒内泥浆面超过水位2m。③混凝土浇筑时,快速量出混凝土面高度,精确算出导管深入混凝土内的长度。导管埋深要求在2~6m界限内,当导管埋深大于此界限时,立即拆除导管。④为了保证桩顶混凝土强度,混凝土浇筑时,其顶面要超出浇筑设计标高1m,其余部分在承台(桩系梁)施工前拆除。当混凝土的顶面标高达到规定位置后,不再灌注,立即拆除导管。
5成桩质量评价
根据《公路工程基桩检测技术规程》(JTG/T3512-2020)规定,公路工程基桩应进行100%的桩身完整性检测,待桩身混凝土龄期满28d后对桩基进行超声波检测法进行检测[10]。根据规程已对满足龄期的桩基进行声波检测,检测结果见表3。
6结论
本文依托在建高速公路工程,对山区公路桥梁基础施工中冲击式钻孔灌注桩的施工方法进行详细阐述,并通过超声波法对桩基的桩身质量进行检测,为桩基的成桩质量评价提供依据,得出主要结论如下:(1)钻进成孔时,结合实际地质条件,分阶段的采用小、中、大冲程钻孔。同时,在此过程中应立即进行排渣,以维持泥浆的密度、粘度不变。(2)混凝土灌注前孔中泥浆指标至关重要,各相指标都与混凝土的浇灌质量关联。成孔后的清孔与浇灌前的二次清孔要严格控制,避免沉淀层厚度过大,在一定程度上影响桩底部的承载能力。(3)依据超声波法的检测试验,通过对声波传递中的声速、波幅进行成桩质量判别,其判定结果均Ⅰ类桩,桩身结构完整,满足设计及规范要求。
参考文献
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作者:赖大勇 莫轻文 伍仕涛 单位:湖北省路桥集团有限公司