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摘要:对现阶段的桩基础施工技术进行分析,可以发现钻孔灌注桩是最为常见的一种。钻孔灌注桩技术优势明显,可以有效地优化桩基础施工质量,因而备受业界的青睐。现阶段,钻孔灌注桩技术已经在我国的桥梁桩基础施工中得以推广。文章从钻孔灌注桩技术的相关理论出发讨论,并详细论述了桥梁桩基础施工应用钻孔灌注桩的步骤,希望能为我国广大桥梁桩基础施工人员提供帮助,提升我国桥梁的施工质量。
关键词:桥梁;桩基础;钻孔;灌注桩;施工技术
近些年来,在桩基础施工中应用钻孔灌注桩的施工技术已经成为我国桥梁桩基础施工人员的共识。钻孔灌注桩技术不仅能够有效提升桩基础的施工质量,对于提升桥梁建筑施工企业的经济效益也有着非常重大的现实意义。因此,利用钻孔灌注桩技术完善桩基础施工,已经成为现阶段一个紧迫且重要的任务。现阶段,钻孔灌注桩技术已经在我国的桥梁桩基础施工领域中得以推广,然而想要全面提升桥梁施工水平,施工人员不仅要保证桥梁的桩基础施工质量,还要对相关的技术进行深入的研究、分析,尽可能地优化桥梁桩基础施工技术,只有这样,才能将钻孔灌注桩的施工技术优势发挥到最大。
1钻孔灌注桩技术的相关理论分析
二十一世纪,是科技生产力时代,先进的工业化生产技术、手段优化了各个领域的生产工作,桥梁桩基础施工领域亦不例外。现阶段,在桩基础施工中应用钻孔灌注桩技术已经比较普遍,因为钻孔灌注桩技术能够有效地提升桩基础的施工质量,因而备受业界的青睐。钻孔灌注桩技术是桩基础施工工艺中的一种,因具备较强的优势,所以有了更多的实践机会,在实践的过程中钻孔灌注桩技术得以不断完善。
钻孔灌注桩技术能够以更科学的方法处理各种地基,不仅避免了传统桩基础施工工艺中锤击法的严重噪音,通过制作出更大的桩基直径而使承载能力也大幅提升。正是上述这些特有的优势,使得钻孔灌注桩技术更符合人们的生产需求,也使得钻孔灌注桩技术得以在桥梁的桩基础施工中快速的推广。
在应用钻孔灌注桩技术时,工程人员应先做好包括地质勘测等在内的准备工作,随后依次落实打桩定位、钻进成孔、清孔、安装钢筋笼、二次清孔及灌注混凝土等环节的施工,并最终制作出合格的桥梁桩基。钻孔灌注桩技术的优势无庸赘述,当然钻孔灌注桩技术也并非没有缺点,如坍孔、堵管、钢筋笼上浮等也都是容易出现的问题,都会对桥梁的桩基础施工质量产生不利的影响。另外,桩基础施工存在较强的隐蔽性,很多问题都无法及时被发现,加之野外现场施工极易出现很多不可控因素,因而施工者在进行钻孔灌注桩施工的时候一定要怀以高度的责任心,及时地发现和处理问题,为桥梁桩基础施工的顺利完成夯实基础。
2桥梁桩基础钻孔灌注桩施工
虽然我国的钻孔灌注桩施工技术已经趋于成熟、完善,然而对于钻孔容易出现的施工质量问题,还会给施工者以及施工企业带来不利影响。因此,施工人员应根据施工的实际情况,合理安排,消除隐患,提高施工质量。钻孔灌注桩的原理是施工者首先通过导管将大量混凝土迅速一次灌注到充满泥浆的孔底,随后将高流态的混凝土注入到桩孔中去。
灌注的过程中及时测定混凝土顶面位置,提高导管的同时控制好导管在混凝土中的埋深,这样才能够通过压强将接下来的混凝土灌注到之前的混凝土中去。毋庸置疑,桥梁桩基施工是一个综合性、复杂性的系统工程,需要各个步骤的严密配合才能保证最终的桩基质量,现就钻孔灌注桩施工的施工步骤展开详细的论述。
2.1施工前的准备工作
准备工作是工作质量的保障,这句话对极具优势的钻孔灌注桩技术同样适用。在桩基础施工之前,施工人员要做好充分熟悉设计图纸和地质资料情况等准备工作,这样才不会对后续的施工落实产生不利影响。施工准备阶段的工作大体可以分为四个部分:
第一,准备施工场地。
第二,根据实际情况选择包括旋转钻、冲抓钻、冲击钻在内的各种钻机。
第三,测量放样、埋置护筒。
第四,制备泥浆并安装钻机。
在准备施工场地阶段,若桩位在陆地上时,可在原地进行平整作业,并填筑压实形成工作平台;若桩位位于浅水区时宜采用筑岛法进行;如果在深水区时则宜搭设钢制作业平台,而且施工平台的面积应满足钻孔成桩作业的需求,还应进行专门设计且牢固稳定,能承受钻孔桩施工期间的全部动静荷载,对各部件的安装偏差进行控制,并做好人员救生措施、平台防撞措施以及在通航河道设置警示装置;当水位变化不大时也可采用浮式工作平台,水位变化大时则尽量选择钢制平台,因为水流速度过大、水位变化频繁均会对浮式平台的稳定和准确定位造成不利影响。在选择钻机阶段,施工人员需要充分的考虑工程的桩基直径、长度以及工程的地质状况,并在此基础上选择最佳的机具。例如,在对岩土类地质进行施工的时候可以考虑冲抓钻,冲抓钻的成孔直径可以控制在0.8m到2m之间,而深度可以控制在50m以内;在对砂土砾石、粘质土、淤泥、卵石等地质进行施工的时候可以根据钻深以及钻孔直径及成分组成考虑应用旋转钻和冲击钻。在测量放样、埋置护筒阶段,施工人员首先要保证测量数据的准确性,利用坐标法确定桩位与墩台的安置中线,利用其他工具、仪器对数据进行复测,并设置护桩。最后,充分考虑桥梁的实际需求,安装护筒,护筒不仅要坚固、耐用、装卸方便,还要不容易变形,不容易发生漏水等状况。
当然,护筒的设置也比较重要,护筒的竖直度控制在1%以内,除深水基础外水平偏差应控制在50mm以内,护筒顶宜高出地面0.3m以上;水中护筒顶应高于水面1~2m,若水位变动较大则应高出最高水位1.5~2m,并有稳定孔内水头的措施;埋置深度在陆地或筑岛时为2~4m,在水中时按设计文件要求或桩位的水文地质情况进行计算,若遇冲刷影响的河床则宜在冲刷线以下1~1.5m并采取防护措施防止施工期间河床冲刷过大。在制备泥浆并安装钻机阶段,泥浆配比和配置方法宜通过试验确定,要以优质纯粘土或膨润土等为其准备泥浆,过程中宜进行循环处理后重复使用,减少排放量,并防止污染环境和水域;随后安装钻机。钻机的安装包括安装钻孔支架、安装钢筋笼支架以及安装灌注砼支架等,在支架安装完毕之后,还需要对安装的细节进行检查,避免因安装导致钻机的沉陷、偏移问题发生。
2.2施工过程的细节
想要保证桥梁钻孔灌注桩施工的质量,施工人员需要严把施工过程,从细节出发控制施工的每一个环节,以保证施工环节的有效控制。现就此展开详细的论述。
2.2.1施工过程中的钻孔和成孔
在此阶段施工人员如果根据情况采用正、反循环回旋钻机(含潜水钻)钻进时应减压钻进,就是利用主吊钩始终承受部分钻具的重力,使得孔底钻压不超过钻具重力之和(扣除浮力)的80%,这样利于钻杆在整个过程中维持竖直状态,钻进回旋平稳,避免或减少斜孔、弯孔和扩孔。若采用旋挖钻机钻孔时,应根据不同地质选用相应钻斗,泥浆初次注入时应垂直向桩孔中间进行注浆,并控制泥浆面不低于护筒底部50cm以上,严格控制
钻进速度,避免钻进过快造成坍孔埋钻事故,钻斗升降速度宜控制在0.75-0.8m/s;若在粉砂层或亚砂土层中应更加缓慢。值得一提的是,所有开孔作业都应准确,慢速开钻,等导向部位或钻头全部进入地层后正常钻进,过程中施工人员一定要密切关注钻进速度、泥浆指标、孔内水位的等问题,对之进行及时的调整,以防止影响钻进质量,还应及时检测、观察孔位以及成孔状况,在处理孔内事故或因故停钻时,必须将钻头提出孔外,防止坍孔埋钻事故发生。
2.2.2施工过程中的清孔以及钢筋笼吊装
钻孔、成孔工作完毕之后,需对钻孔进行及时的清理,反复利用掏渣清孔、抽浆清洗以及换浆清洗等办法,直至成孔内没有浮渣或是其他污物,在此过程中,孔内的水头高度必须控制在合理范围之内,确保孔底的沉淀厚度符合设计要求,不允许加深孔底进行清洗。另外,钢筋笼的吊装工作必须在焊好的钢筋骨架支撑下完成,并配合大吨位吊车调整、固定钢筋笼。
值得一提的是,吊车配置应能够承载钢筋笼,如果实际操作过程中无法满足,可以分段安装钢筋。
2.2.3施工过程中的二次清孔、混凝土灌注
吊装完钢筋笼之后,施工人员首先需要再检查孔内泥浆指标和沉渣厚度是否需要二次清孔,检查合格后以钻孔的整体数据为依据,把提前经过密封性检查良好的导管安装就位,随即进行浇筑混凝土步骤。当然,此过程中施工人员还应严格控制导管的位置,最佳的深度为距孔底30cm到40cm之间;首批混凝土数量应满足导管埋深1m以上,应选择流动性以及和易性强的混凝土并进行现场检测、检查。为导管安装隔水栓、漏斗,在备好足量首批砼之后,放开隔水栓,确保砼经过导管快速的进入孔内。在灌注砼的过程中,施工人员应随时关注砼的灌注情况和供应情况,使整个灌注时间不超过首批混凝土的初凝时间,有步骤的提升和拆除导管,直到砼灌注完毕的实际高程高于设计0.5m以上。
3钻孔灌注桩常见质量问题及防治措施
钻孔灌注桩在施工过程中也容易发生质量问题,如:灌注桩偏位、桩顶高程偏低、钢筋笼上浮、断桩等,应该从以下方面着手,第一应增强施工人员责任心,确保测量放样精度,准确定位合适型号的钻机以及控制好钢筋笼位置;第二注意保障浇筑时的预留高度和灌注结束时准确测量混凝土高程,以及避免欠凿和超凿现象;第三严格控制钢筋笼加工质量,随时观测混凝土面位置,接近钢筋笼底时,控制混凝土浇筑量和浇筑速度,确认导管与钢筋笼之间无挂带现象,注重钢筋笼的固定质量和加强检查工作,及时处理钢筋笼松动问题;第四注意护筒埋深,严格控制导管的埋深和上拔速度,准确计算可提升高度,保证导管的连接质量,注重起重设备的配置和检查工作,通过材料控制或添加缓凝剂等保证混凝土浇筑的连续性等。施工人员应加强对钻孔灌注桩常见的质量问题分析和认真做好各项措施,才能保障钻孔灌注桩的成桩质量。
4结束语
为了匹配社会的需要,钻孔灌注桩技术应运而生。利用钻孔灌注桩技术可以有效地提升桥梁桩基础的施工技术水平,控制施工过程的质量,为桥梁工程建设的顺利完成打下坚实的基础。然而随着时代的发展,对我国基础设施建设的要求也越来越高,因此,施工者在应用钻孔灌注桩技术的过程中,还应不断的创新、研究,相信一定能使桥梁的桩基础建设发挥出更大的作用。
参考文献
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