钻孔灌注桩技术在公路桥梁施工中的应用研究

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谢晓东1 薛江朝2

陕西交通控股集团有限公司靖富分公司 陕西省延安市 716000

摘要

钻孔灌注桩作为公路桥梁建设中常用的桩基形式,主要通过钻头反复冲击土体形成钻孔,利用泥浆循环清除孔内钻渣,并在钻孔内设置钢筋笼、灌注混凝土,从而形成桩基。其施工工序较为复杂,质量控制难度较大,任何环节控制不当,均会影响成桩质量。为此,该文结合实际工程案例,系统分析了公路桥梁工程中钻孔灌注桩施工技术应用情况。


关键词

钻孔灌注桩技术;公路桥梁施工;应用

正文


1钻孔灌注桩施工技术的优势

1)可有效提升桥梁工程结构的总体抗震性。在桥梁工程施工中应用钻孔灌注桩施工技术,可保障桩体结构和桥梁整体结构形成一个有机的整体,以提升桥梁工程的总体抗震性,保证施工质量。(2)可大幅度提升桥梁工程的承载力。近年来,我国社会经济高速发展,私家车的数量与日俱增,使得桥梁工程承受的压力也在不断提升。钻孔灌注桩具有很强的承载力和稳定性,能够将桥梁上部的荷载更好地传递到地下,从而提升桥梁的承载力和使用寿命。(3)具有更高的性价比。钻孔灌注桩施工技术具有很高的机械化水平,无需投入大量的人力,可降低施工人员的劳动强度。而且后期使用中沉降也不明显,可保障桥梁的稳定性,延长使用寿命,从而获得更大的经济效益。

2工程概况

某桥梁工程设计宽度为31m,分为左右两幅,每幅桥宽15.5m,横断面布置情况为:3.5m宽人行道与防护栏杆+11.5m宽车行道+1m宽栏杆式分隔带+11.5m宽车行道+11.5m车行道,共31m,在右幅桥面设置1.5%的横坡,坡向外侧,在人行道设置2.0%的横坡,坡向内侧。该桥梁上部结构采用钢筋混凝土组合梁,墩身混凝土强度等级为C40,承台与桩基混凝土强度等级为C30。

3钻孔灌注桩施工技术的要点

3.1护筒埋设作业要点

施工单位在实际作业中应严格依照定位开展护筒埋设工作,其偏差应控制在5cm左右,同时保证护筒竖直位置满足设计要求。具体施工过程中,施工人员首先需要挖掘出超过护筒外径80~100cm的圆坑,随后利用厚粘土进行填筑,并对其进行了分级加固;然后在钻井桩位周围,按照图纸的设计需要,布置十字形控制桩,对其进行准确的定位,并在坑底标出钻井中心的位置;再慢慢地调入护筒,按照标定的中心位置对护筒中心进行定位,确保钻井中心与护筒中心保持正交。在埋设结束之后,使用水平尺对护筒垂直性展开检查,通过护后填入泥土,并保证护筒周围填土的紧实度。与此同时,还可以使用分层夯实操作,以密实加固护筒周边土层。在进行夯实作业过程中应确保护筒垂直性以及护筒顶端始终在地面0.3m以上,避免后续施工中地面水等杂物顺筒流入,此外还需要保证护筒位与地下水相距2m以上,最大限度地避免塌孔事故发生。

3.2钻进成孔

成孔钻进作业过程分为3个阶段,即钻进前准备、钻进后成孔和成桩。钻进前要做好前期的准备工作,确保施工人员能够掌握作业技巧和操作方法,在钻孔前应先根据工程情况制定好各项施工方案、施工顺序等,同时要做好钻具和泥浆泵的准备工作,确保所用设备能够正常使用,保证操作人员具备良好的安全意识。在钻进过程中要保证孔壁稳定不坍塌、孔底无沉渣残留等,成孔作业时需严格控制成孔深度与转速之间的关系,确保成孔速度均匀。根据钻孔设备提供的数据要求调整钻杆和钻头的参数,确保钻头能够正常使用,同时还需控制钻头与钻具之间的转速关系,同时还要注意控制钻、退杆速度和时间等之间的关系,以防止钻架变形、钻头损坏等情况出现。

3.3泥浆护壁

在桥梁工程施工中,泥浆护壁技术有两种,即水下灌注与地下连续墙灌注技术。水下钻孔是一项具有一定风险的工作,所以必须选择专业的钻探设备、合适的施工人员来进行施工操作。水下作业必须在规定时间内完成,在规定时间内不能完成时要及时报告并采取措施。如果在水下作业过程中出现险情,需立即停止施工并采取相应措施。泥浆护壁施工主要包括泥浆护底和沉淀,一般需2d或3d。由于需要对泥浆进行沉淀和过滤处理,所以需要提前将泥浆进行沉淀处理,并且过滤处理后才能使用。一般情况下,都是先通过导管将泥浆抽到泥浆池内,然后再进行循环使用,在完成钻孔灌注之前,还要对泥浆池内部和周围的土层等相关因素进行检查。

3.4清孔

清孔工作是由专人来完成的,首先通过水下检测设备,对钻孔位置进行检测,确定钻孔位置是否准确且垂直,然后利用风动工具(铁锨)将土渣清除干净以后,再用人工清除孔口附近的杂物及土渣,然后用钻机配合人工将孔口附近泥渣清理干净,进行清孔操作后才可使用高压泵输送泥浆进行灌注作业,并按要求做好标记。在操作过程中要保证孔内始终有一定的混凝土,当泥浆进入孔底后要保证泥浆不会出现堵塞现象,在清理钻渣时要严格控制孔口高度,避免钻渣进入孔口,钻孔完成后要及时安装护筒进行回填及压实工作,使护筒与桩孔紧密结合。

3.5钢筋笼制作安装要点

在该环节的施工中,施工单位必须先制作符合工程要求的钢筋孔,技术人员要根据实际情况设置其参数。其中,主筋间隔应该控制在20mm左右,箍筋间隔应该控制在0~20mm之间,钢筋笼长度误差应该控制在10mm左右,钢筋骨骼直径应该控制在5mm左右。关于钢筋笼保护层的制造,在钢筋笼主筋的外面设置一层防护层,用水泥灰浆混凝土衬垫作为保护层,每个衬垫之间的距离为2~4m,同时利用主筋将垫片固定于钢筋笼上。在钢筋探入孔固定作业中,施工单位按需要设定钢筋笼标高和孔口标高,用钢筋将钢筋笼固定在孔板底座上,并在孔口部位安装定位环,将钢筋笼悬挂在十字对中,以确保钢筋笼能顺利进入孔洞。在浇注过程中,应密切注意混凝土浆液的外溢,密切关注注水孔中的水位和落点,并随时对钻孔内的混凝土进行检测,根据现场测量资料调整管道高度并决定是否要将其拆卸。在拆除管道时,必须严格控制拆除现场,不得将杂物引入钻孔,从而影响施工效果。此外,在浇筑水下混凝土时,要均匀、缓慢地进行,并时刻注意对混凝土的控制,以免钢筋笼随着混凝土表面的升高而影响到后续的施工。

3.6混凝土灌注

该工程桩基所用混凝土的强度等级为C30,施工时其坍落度应保持在180~220mm范围内。混凝土灌注开始前需将导管下放到与孔底相距30cm的位置,在灌注首批混凝土的过程中应使导管实际埋深达到80cm及以上。在下放导管之前应先在地面做好拼装,同时进行水密性试验。经计算该工程的混凝土初灌量为3m3,因桩长的差异有0.2m3左右的浮动;以实际桩长为依据,在实际的混凝土灌注过程中,需要对导管长度予以精确计算和控制。导管的实际埋深一般按照2~6m控制,该工程的桩长在16m左右,结合相关计算结果确定导管长度。在进行水下灌注施工时,必须注意并做好灌注速度控制,包含导管和孔底之间的距离、混凝土自身质量和导管实际埋深等在内的因素都会对灌注质量造成影响,导致塌孔事故发生。

4结语

综上所述,钻孔灌注桩施工作业开展的环节十分复杂,而且施工容易遭受到外界因素影响,施工难度大。因此,在施工时,施工人员要针对桥梁工程具体情况对采用的施工技术进行确定,控制好桩基础钻孔灌注桩施工质量,提高桥梁工程整体质量,改善交通环境。

参考文献

[1]杨联国.钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工中的应用[J].建材发展导向,2022,20(20):184-186.

[2]杨铁军.桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用[J].黑龙江交通科技,2022,45(10):103-105.

 


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