钻孔灌注桩基础施工在桥梁工程中的应用

钻孔灌注桩基础施工在桥梁工程中的应用

关键词:钻孔灌注桩;基础施工;桥梁工程;混凝土浇筑

【引言】桩基础是桥梁工程施工的主要内容,施工技术是否合理、施工质量是否达到直接关系着桥梁工程的整体施工效果。因此,在实际施工中,要严格控制按照施工工艺流程和相关规范进行施工。钻孔灌注桩是桥梁桩基础施工中常用的基础,具有良好的适用性,值得大范围推广应用。

1、工程概述

某桥梁工程,上部结构为预应力钢筋混凝土箱梁,下部结构为单桩式墩、双柱式墩和钻孔灌注桩,桥台结构总体为U形,2016年6月开始施工建设,于2018年4月完工,同年5月开通运行,至今无任何沉降、裂缝、结构变形等质量通病产生,表明在桥梁工程施工中应用钻孔灌注桩基础施工技术,具有良好效果。

2、钻孔灌注桩基础施工施工要求

钻孔灌注桩基础施工结构图如图1所示:

图1钻孔灌注桩基础施工结构图

大量桥梁工程应用实例表明,在桥梁桩基础施工中应用钻孔灌注桩施工技术,具有性价比高、适用性好、抗震性能优越、承载能力强等优势,可有效满足桥梁桩基础对承载力、强度、硬度等方面的需求。在施工中的具体要求主要体现在以下几个方面:

第一,骨架的存放和运输。钢筋骨架要存在在相对平整和干燥的环境中,为避免地面潮气侵蚀,在存放期间加强筋和地面接触的位置要做好上遮下垫,并且各界要按照施工顺序进行合理摆放,以便后期装卸使用【1】。在运输过程中,要加强对骨架的保护,避免运输碰撞引发骨架变形。

第二,护筒方面。在护筒埋设时要确保护筒埋设的垂直度和准确性,并做好防水保护,避免土层中的水分侵蚀护筒。

第三,骨架起吊和安装方面。在骨架起吊和安装过程中,要确保骨架不会损伤,并确保安装效果,避免发生倾斜。

3、钻孔灌注桩基础施工在桥梁工程中的应用

3.1做好施工前的准备工作

充分的准备工作,可为钻孔灌注桩基础施工提供更为便捷的条件,并确保各项工作能顺利开展,因此,在施工前必须切实做好如下准备工作;

第一,对施工现场进行全面系统的勘查,包括:桥梁工程所在区域的地形地貌、气候环境、水文地质条件、周围环境等,再根据勘查结果制定施工方案,为后期施工提供指导。

第二,按照桥梁工程施工方案的要求,对施工现场进行清理,如果存软土基础,则要先做加固处理。就本工程而言,施工现场存在小范围的软土基础,经过强夯法处理后满足了施工要求。

第三,对桥梁工程施工用到的机械设备、材料、人员配置情况进行系统化检查,确保资源配置的合理性,避免在施工中因为机械设备性能、材料质量、人员不足而停工现象。

第四,根据施工图纸确定每根钻孔灌注桩的具体位置,并进行3~5次检验,确保桩基础分布的精度。

第五,通过全站仪进行钻机定位,并用水平尺来检查钻机定位点的水平度,确保后期工作能顺利开展。

3.2护筒制作和埋设

护筒钻孔灌注桩基础施工中主要的作用是定位和导向,为满足施工要求,钻孔灌注桩的桩径要略小于护筒内径,差值控制在20cm左右,护筒高度控制在3~5m左右。如果在施工中发现桩基处地质条件比较差,可适当增加护筒高度。此外,为便于泥浆循环还要在护筒顶部设置宽20cm,高40cm的出浆口【2】。通过挖空埋设法来埋设护筒,但钻孔深度达到设计标准后,采用吊运的方法将护筒垂直放入钻孔中,采用黏土填充护筒壁和基坑之间的缝隙,此后在对桩位进行检查,桩位偏差控制在±4cm以内,倾斜度偏差不能超过1.2%。如果护筒需要埋入水中,则要通过专业的机械设备将护筒压入河床中,避免在后期钻孔中发生漏浆和坍塌等问题。

3.3钻孔

在钻孔前,需要对钻机的平稳性、性能、运行参数等进行全面检查,确保钻机在钻进过程中,不会发生下沉和移动。为确保成孔质量,避免发生塌孔和倾斜等质量问题,需要切实做好以下几点工作:

第一,钻机钻头和护筒中线位置的偏差控制在4.0cm以内,每钻进2~3m检查一次钻机的垂直度,以免发生较大偏差。

第二,钻孔过程要具有连续性,并对钻孔参数进行全面记录,检测泥浆性能,超出钻孔标准时要及时更换,以保证成孔质量。

第三,护筒底口位置严禁超过水头,二者之间的距离控制在50cm左右。

第四,如果在钻孔过程中发现倾斜,或者护筒周围发生冒浆等问题,要立即停止钻进,并及时找到原因,制定处理方法,在问题没有处理之前不能进行钻进,以提升钻孔质量。

3.4清孔

当钻孔深度达到设计标高后立即停止钻孔,然后借助专业的测量工具,对钻孔的直径、深度、倾斜度等进行检查,发现问题及时处理,确保钻孔所有的参数均达到设计标准后,才能继续施工。成孔以后,还要进行清孔作业,清除孔底沉渣,清孔完成后提升钻机锤的高度,在清孔时孔底和钻机锤之间的距离控制在10~15cm之间,并确保泥浆始终处于正循环状态【3】。沉渣清理完成后,压入纯度比较高的泥浆。在进行混凝土浇筑前,还要进行二次清孔,促使钻孔中的泥浆比重在1.0~1.18之间,含沙率控制在1.72%以下。

3.5放置钢筋笼

放置钢筋笼是钻孔灌注桩基础施工的主要步骤,对提升桩基础的稳定性和承载力有重要意义。因此,在钢筋笼放置前,需要严格检查钢筋笼的质量和性能,确保各项标准均达到设计标准后,用吊车吊运到指定位置进行安装。当钢筋笼进入钻孔中以后,还要对钢筋笼的放置位置、水平度、垂直度等进行全面检查,控制钢筋笼地面高程偏差小于±50cm。达到要求后,再加固钢筋笼,每隔1.5~2.0m设置一道加强筋,如果钢筋笼上浮比较严重,则还要设置防浮钢管,避免混凝土浇筑时发生钢筋笼上浮现象,否则会影响桩基础施工的承载力,难以桥梁施工对桩基础的要求。

3.6混凝土灌注

混凝土灌注是钻孔灌注桩基础施工的核心环节,其施工质量直接决定了桩基础的稳定性和承载力,在灌注混凝土之前,要先埋设导管,导管厚度不能低于2.5mm,直径控制在25cm左右,每节长度控制在2.5m左右,通过法兰盘连接导管接头。导管连接完成后,要先进行试压操作,压力控制静水压1.5~2.0倍之间,确保导管安装质量,避免在后期混凝土灌注时发生导管脱落现象。

在混凝土配制时采用高级配中粗砂和325号水泥,水灰比控制在1:2左右,坍落度控制在15~20cm之间,通过专业的设备配制混凝土,并对混凝土的强度和硬度进行试验,确认达到设计标准后,才能开展混凝土灌注。在灌注时要确保灌注的连续性,并对钻孔中混凝土的标高严格测量,根据测量结果调整导管的埋深,避免发生浇筑不均匀情况【4】。如果浇筑5h后仍然没有灌满,则要降缓混凝土灌注速度,避免发生缩孔和塌孔问题。在实际浇筑过程中,水下混凝土的高度要略大于桩顶设计高度,二者偏差控制0.5~1.0m之间,灌注完成对混凝土的坍落度进行测量。当混凝土质量和其他性能都达到设计要求后再拔出导管,严格控制拔出力度,避免破坏混凝土质量,然后进行下一个钻孔灌注。

【结束语】

综上所述,本文结合实际案例,分析了钻孔灌注桩基础施工在桥梁工程中的应用,分析结果表明,桥梁工程对桩基础的硬度、强度、承载力等方面有严格要求,传统桩基础施工技术具有一定的局限性,很难满足目前桥梁工程建设事业的发展。而钻孔灌注桩基础施工技术,在很多地质中均能很好适应,而且在性价比、适用性、抗震性能、承载能力等方面都有明显优势,符合目前我国桥梁工程事业发展相关标准和规范的要求,值得大范围推广应用。

参考文献:

[1]李蒙.钻孔灌注桩基础施工技术在市政桥梁工程中的应用[J].工程建设与设计,2018(12):123-124.

[2]谢晨光.桥梁工程中钻孔灌注桩基础施工技术的探讨[J].中国公路,2018(05):116-117.

[3]于忠泽,郭咏,宋剑.钻孔灌注桩基础施工质量监控要点分析[J].中国标准化,2018(04):77-79.

[4]滕飞.跨既有线路公铁立交桥钻孔灌注桩基础施工分析[J].建筑技术开发,2017,44(19):113-114.

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