1.湖北省丹江口市公路管理局湖北丹江口442700;
2.湖北工业大学工程技术学院15gb湖北武汉430068
摘要:随着我国经济社会的快速发展和城镇化进程的不断加速,桥梁工程在基础建设过程中所占的比例也越来越大,投入施工的桥梁工程规模和数量也随之日渐增长。而在桥梁工程的施工中最常见的技术是钻孔灌注桩技术,其对桥梁工程的改善具有举足轻重的作用,能够达到良好的稳定效果。另一方面,钻孔灌注桩技术本身具有适应性强、对周围环境影响较小、以及经济成本低的优点,在交通公路行业中得到了广泛使用。
关键词:桥梁工程;工程施工;钻孔灌注桩技术
1钻孔灌注桩概述
灌注桩是通过机械钻孔、人工挖掘或钢管挤土的方式对施工现场进行作业,在地基土中形成桩孔,然后沉入预先制作好的钢筋笼,最后灌注混凝土而形成的桩。依据成孔方法的区别,灌注桩的分类有钻孔灌注桩、沉管灌注桩以及挖孔灌注桩等几种类型。能够适用于各种各样的地质类型的是钻孔灌注桩,因为其具有操作简单、震动小、无噪音、承载力高等优点,在各种工程建设项目中得到了非常普遍的应用。
2钻孔灌注桩优点
2.1施工方法简单,使用设备易搬运
钻孔灌注桩技术在施工过程中,首先是通过机械设备或是人力等方法在地基中打造出相应大小和位置的桩孔,相比于其他较为复杂的施工类型,该方法施工方法较为简单,所需的设备较易搬运和移动,因此该方法具有较大的施工优势。
2.2适用范围较广
打孔技术对于不同的地基,较硬或是较软的地基都较为适用。相较于其他施工方式中对于地基软硬情况,地基土质构成,所处地区环境因素的要求较为严苛的情况,钻工技术对于这方面的要求较低,一般对于较为平整的路面(可后期进行铺平加工)都较为适用,根据不同的地基情况可选择不同的钻孔工具和孔的位置的分布,以达到最好的施工效果。
2.3施工过程中对周边环境影响较小
桥梁工程的实施过程中,需要详细考虑对周边的环境的影响,尤其是针对处在居民区,办公区等周围的施工工程来说这一点的考虑尤为重要。钻孔灌注桩技术在实施过程中,由于其本身的施工过程较为简单,相较于其他的施工方法,布孔,钻孔,桩的布置等步骤所产生的噪音,震动,粉尘等不良因素往往较少,对于保护周围环境中人们的正常生活具有较好的作用。
3钻孔灌注桩技术的施工工序
3.1护筒的埋置
护筒采用4mm~6mm厚钢板制成,护筒高1.5m~2.0m,护筒上部宜开设1~2个溢浆口。为增加护筒刚度、防止变形,在护筒上、下端和中部的外侧各焊一道∟50*50加劲肋,并在护筒顶部焊接一对吊环。为了校正护筒及桩孔中心,在挖护筒之前采用“﹢”字交叉法在护筒以外较稳定的部位设4个定位桩,以便在挖埋护筒及钻孔过程随时校正桩位。埋设前通过定位桩拉线放样,把钻孔中心位置标于坑底;再把护筒放进坑内,用十字架找出护筒的圆心位置,移动护筒使其圆心与坑底钻孔中心位置重合,用水平尺校正,使其直立。埋置好的护筒平面位置偏差小于5cm,护筒倾斜度偏差小于1%。
3.2泥浆的制备与护壁
钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具,增大静水压力,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流的作用。因此,在施工过程中,需要按照施工场地的实际情况做好泥浆的调配工作,泥浆的粘稠度不能太稠也不能太密,在泥浆的制作过程中,首先需要将碎土打破,之后在将黏土放到护筒中,最后在采用冲击椎对其进行施工,等待那黏土变成泥浆的时候就可以进行下一步施工。
3.3钻孔、清孔
在钻进的过程中,首先需要对各项内容进行细致检查,在将钻机稳定的安装在钻孔的旁边,如果在施工钻进的过程中遇到凹凸不平的石头,可以采用黏土对其进行垫平之后在进行施工,同时,在施工的过程中需要做好施工记录,要做好泥浆与土层的变化情况登记。此外,在钻孔完毕后,要全面的对孔径与孔深进行检查,同时可以采用换浆法、掏渣法进行检查。要及时的做好孔洞的清理工作,可采用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔或高压风从孔底向孔口、清除浮渣,确保孔径、孔深符合要求,防止堵孔。
3.4钢筋骨架的制作和安放
在钢筋骨架的制作过程中,采用的材料必须是满足国家规定检测标准,并且在钢筋骨架制作时要严格的按照规定的施工规范进制作,在制作完毕后使用吊车进行安装,在实施过程中,可以结合工程项目的情况,使用单点或者是双点吊的方式进行安放,要控制安放的速度与安放率,减少变形的情况出现。
3.5灌注
在完成钢筋笼的安装完毕后,就需要进行混凝土灌注,在灌注的过程中,要将孔洞中的泥沙彻底清理干净,还需要做好孔洞的二次清洁工作;在检测泥浆指标与空底沉淀的厚度满足施工要求后,就可以进行混凝土的灌注,在灌注的过程中,要控制好导管下口至孔底距离,一般情况下相互间的距离控制在40cm。并且在混凝土灌注的过程中,需要做好混凝土顶面高度的控制,要保证导管的埋深满足2-6m之间,此外,在混凝土进到钢筋笼大于整体灌注量1m时,需要及时的提起导管,当混凝土与钢筋笼的距离为2m时,需要对混凝土灌注的速度进行控制,要控制混凝土对钢筋笼产生的冲击力。最后,在即将结束灌注时,需要提升导管的高度,从而保证混凝土的压力与密实度得到保证。
4施工技术过程中遇到的问题及应对措施
4.1卡钻问题及应对措施
在旋挖钻机钻进过程中,钻具被孔壁卡住,使提钻或钻进无法正常进行,称为卡钻。主要卡钻事故形式有:当钻斗转速过快带动泥浆冲刷孔壁或一次钻进超深,钻斗内的碎石从排水口挤出甩至孔壁间隙造成卡钻、孔壁探头石导致径向卡钻、钻齿磨损导致卡钻、孔斜导致卡钻、塌孔埋钻、缩径导致卡钻、地层构造情况、钻井液性能不良、操作不当等。必须针对具体情况进行分析,以便有效的解卡,可以通过在卡钻初始位置上下反复的提放钻斗,同时正反循环转到钻斗使异物脱离松动掉落后在提起钻斗或采用钻斗周围疏通法,即用水下切割或反循环等方法,清理钻筒周围沉渣,然后起吊即可。
4.2偏差问题与应对措施
在施工的过程中进行灌桩的操作时,桩的位置会发生偏差。发生这一情况的原因有很多种,主要是因为施工设备在施工的过程中会受到来自各个方面的压力,使得设备的位置发生偏差。如果此时再碰触到地下岩层,桩就会发生严重的倾斜,使得桩与施工设备不在同一个水平面。如果施工场地凹凸不平,也可能会导致钻机底座发生偏移。以上状况,可采取如下措施进行一定的调整,即:保持地面的平整和坚实,对钻架进行调整,使其底座和钻盘保持适当的位置,对桩孔也要定期进行检查,保证重滑轮和护筒位置统一。
4.3桩身缩颈、夹层和断桩问题及应对措施
在施工的过程中常常会出现一系列的问题,施工人员要及时地处理这些问题,也要提前做好预防措施。施工人员要加强对混凝土在施工过程中正确使用的理解,避免由于混凝土导致的钻孔崩塌现象的发生。施工人员应该设计出快速钻孔的方法,防止钻好孔出现损坏。施工人员为了更好地对桩进行操作,可以通过设备仪器判断出地下水的水位,通过一定的抽水设备把孔内部的水抽干。施工时如果遇到较大的钻孔障碍物,要根据施工时的实际情况进行处理,不同施工设备及施工水平对于障碍物的处理方式存在着较大的差异。
4.4保护筒存在的问题与应对措施
钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时,在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持比地下水位高的水头,增加孔内静水压力,能为孔壁、防止坍孔。保护筒除起到这个作用外,同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。保护筒要求坚固耐用,不漏水,其内径应比钻孔直径大(旋转钻约大20cm,潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm),每节长度约2~3m。一般常用钢保护筒。
4.5孔壁坍塌问题及应对措施
由于施工过程中保护筒埋设深度的不足或是操作程序不恰当,都会造成孔壁的坍塌问题,对工程的施工建设造成一定的安全隐患,因此为了避免这种问题的再次发生,施工人员应该按照施工规范与标准进行施工操作,要保证施工设备处于正确的、合理的位置,还要保证保护筒填埋工作的顺利。
结束语
钻孔灌注桩在桥梁施工中是一种常见的基础施工技术,成本低、适应范围广、技术成熟、施工简单等是其优点,对与软弱土质或者基础条件恶劣的情况可以进行有效地处理,以至于可以提升桥梁基础的承载能力和强度,也就保证工程的施工质量,因此更应该得到施工技术人员的重视和推广。
参考文献
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