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摘要:钻孔灌注桩在整个施工过程中有重要的作用,涉及到的工序比较多,在后续设定过程中,必须对技术形式和质量控制结构进行分析,按照具体指标的要求,落实质量控制系数。在具体管理阶段要做好材料、施工人员和设备的管理工作,把握好每一道施工程序。本文对市政桥梁工程基础钻孔灌注桩施工技术进行了探讨。
关键词:市政桥梁工程;基础钻孔灌注桩;施工技术;
桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术在实际的应用中具有诸多优点和实用性,主要有施工简单,适用范围广,对周围环境影响小等。然而,在具体工程的实施过程中,其每一步流程的控制和掌握的准确性和严谨性对工程的质量的影响十分重要。
1桥梁工程钻孔灌注桩的主要施工工序
1.1埋设护筒工序
设置护筒时,护筒内径应比桩径大20cm~40cm,护筒中心线应与桩中心线重合,平面允许误差为50mm,竖直线倾斜不大于1%,旱地、筑捣处可采用挖坑埋设法,护筒底部和四周所填粘土必须分层夯实,护筒宜高出地面30cm(如桥梁建在水上,则护筒需高出水面1.0m~2.0m),埋设深度应根据桥梁的具体设计要求或桩位的水文地质情况确定,通常应为2m~4m。
1.2制浆、钻孔工序
钻孔时宜采用泥浆护壁,泥浆通常由水、粘土和添加剂按适当比例配制而成,钻孔开始时,必须准确定位开孔的位置,开钻时均应慢速钻进,并开动泥浆泵进行循环,待泥浆均匀后才能开始钻进。钻进过程中要适当控制进尺,在护筒底部,应采用低挡慢速钻进,待导向部位或钻头全部进入地层后可采用快速钻进的方式钻进,在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时还要注意保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。
1.3清孔工序
钻孔深度、孔深、孔径检查符合设计和相关建筑规范要求后方能进行清孔工序,清孔方法有换浆、抽浆、掏渣、砂浆置换、空压机喷射,不论采用哪种方法必须注意保持孔内水头,防止塌孔,清孔后应从孔底提出泥浆试样进行泥浆性能指标试验。这里需要注意的是,不能用加深钻孔的方式来替代清孔工序。
1.4钢筋笼制作、吊装工序
钢筋骨架制作要符合设计要求,长骨架宜分段制作,分段长度应根据运输和吊装条件确定,确保不变形,接头应错开,骨架外侧应设置控制保护层厚度的垫块,其间距竖向为2m,横向四周不少于4处,骨架顶端要设置吊环,钢筋制作和吊装后应达到主筋间距±10mm,箍筋间距±20mm,外径±10mm,倾斜度±0.5%,骨架保护层厚度±20mm,骨架中心平面位置20mm,骨架顶端高程±20mm,骨架底面高程±50mm。变截面桩钢筋骨架吊放按设计要求施工。
1.5导管安装工序
在下导管前,要对导管进行水密承压和接头抗拉试验,严禁用压气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力,也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力的1.3倍。
1.6混凝土的生产及灌注工序
混凝土的配置应根据设计要求的混凝土强度由试验室根据现场材料等情况设计出混凝土配合比,然后按配合比的材料数量进行搅拌。水泥的初凝时间宜不少于2.5h,强度等级不宜低于42.5,集料优先采用卵石,同时控制集料的最大粒径不大于导管内径的1/6~1/8和钢筋最小净距的1/4,同时不大于40mm,细集料优先采用级配良好的中砂,另外混凝土的坍落度宜为180mm~220mm,水灰比宜为0.5~0.6,每立方米混凝土的水泥用量不宜少于350kg,当掺减水剂或粉煤灰时不宜少于300kg。
2桥梁工程基础钻孔灌注桩施工中的常见问题与解决方法
2.1孔壁坍落的原因与预防解决方案
造成孔壁坍落的主要因素有以下几方面:第一,护壁泥浆比重不足,这达不到护壁的效果。第二,护筒埋深位置不当,埋设在砂或粗砂层中。第三,成孔速率过快,在孔壁上还未形成泥膜,孔内水头高度不合理,降低了静水压力。第四,安放钢筋笼时触碰了孔壁,导致泥膜损坏等。
孔壁坍落的预防方法。如果在松散砂土或流砂中钻进时,应控制进尺的速度,选择优质的泥浆。当地下水位变化幅度大时,要通过升高护筒、增大水头等方案。成孔速度要按照当地的地质特征选择。在钢筋笼的绑扎、吊插与定位垫板的安装等步骤中都要予以重视。孔壁坍落的解决方案。出现坍塌时,首先要了解坍塌的具体方位,然后将砂和粘土混合物回填到坍孔1~2m以上,如果坍孔较大的话,要全部回填,直至全部填充密实后方可进行钻孔。
2.2桩孔偏斜的原因及预防解决方法
桩孔偏斜的原因:钻杆弯曲或连接不到位,使得钻头与钻杆中心线不在一个中心轴上。钻孔时遇到较大的弧石等使得钻杆偏离原来的方位。钻头受阻力不均匀而导致的偏斜现象。地面不平或不均匀沉降导致钻机底座的偏斜。
桩孔偏斜的预防与解决方法。首先要使场地保持平整,钻架就位后要及时调整,使得钻盘与底座保持水平状态,要经常进行检查与调整。其次初步探明地下障碍物的具体情况,并提前处理干净。然后当遇到要从倾斜状的软硬土层钻进时,应严格控制进尺的速率。最后要对钻杆、接头处进行仔细的检查,存在问题及时更换与调整,在桩孔偏斜部位吊住钻头,多方位重复扫孔,保持孔径竖直状态并回填粘土,等沉积密实后进行钻孔。
2.3避免钻孔深度和孔径误差的有效措施
在施工过程中,应将数值换算在同一单位中,以防出现钻孔深度的误差,此外在孔深测量时要选用丈量钻杆的方法,将钻头的2/3长度处切除并作为孔底终孔界面,不要用测绳来测定孔深。钻头直径小于设计桩径30~50mm是切实可行的。每根桩孔开孔前,应该先检查钻头的规格是否符合要求,满足后方可办理签证手续。
2.4防止灌注过程中混凝土堵管的预防措施
灌注导管安装前应有专人检查,可采用肉眼观察和敲打听声相结合的方法进行检查,检查项目主要有灌注导管是否存在孔洞和裂缝、接头是否封闭、厚度是否合格。灌注导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验,严禁用气压。进行水密试验的水压不能小于孔内水压1.3倍的压力,也不应小于导管壁和焊缝能承受混凝土灌注时最大压力的1.3倍。严格按照规范的要求进行混凝土的拌合、运输等,防止混凝土由于塌落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌合不均匀以及运输过程中离析等造成因混凝土本身质量问题而引起卡管事故的发生。
2.5防止桩身混凝土夹渣或断桩的预防措施
导管的埋置深度控制在2~6m之间,混凝土灌注过程中拔管应有专人负责指挥,并分别采用理论灌注量计算孔内混凝土面和重锤实测孔内混凝土面,取两者的低值来控制拔管长度,确保导管的埋置深度大于1.0m,单桩的灌注时间宜控制在1.5倍混凝土初凝时间内。
3结语
在市政桥梁工程中,钻孔灌注桩已经是很常见的方法。钻孔灌注桩有很多优点,它的操作简单,噪音小,对周围的环境影响相对较小,投入不大等等。但是钻孔灌注桩有很大部分的施工是在水下进行,不容易进行观察,容易引起质量问题。在今后的施工实践中,应逐渐完善钻孔灌注桩的施工技术,加强质量监控,这能很大程度的避免工程事故,提高经济社会效益。
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