简析道路桥梁钻孔灌注桩的施工技术与工程质量监督管理技术要点
王力军
朝阳新程公路工程有限公司 辽宁省朝阳市 122601
摘要:随着我国经济建设的快速发展,推动了公路桥梁建设的迅速发展,钻孔灌注桩施工技术也得到广泛的推广和应用。然而,在公路桥梁施工中如何提升钻孔灌注桩施工质量,保证桩基建成后具有良好的稳定性和承载力,成为人们关注的问题。本文通过简述公路桥梁钻孔灌注桩施工技术及其应用特点,分析了施工中常见的质量问题和控制方法。
关键词:钻孔灌注桩;道路桥梁;施工技术;质量控制;处理技术
灌注桩能够穿越多种复杂土质的土层,施工简便,承载力适用范围广,施工安全性强,在公路桥梁基础工程中颇受青睐。但因其属于隐蔽工程,施工质量会受钻孔工艺、地质因素、护壁因素等影响,所以应重视钻孔和混凝土灌注各环节科学施工,严把施工质量关。
1 公路桥梁钻孔灌注桩施工技术
公路桥梁钻孔灌注桩其实是桩基础的一种,应用十分广泛,可以有效地解决道路和桥梁基础承载能力不足等问题。该技术是通过机械钻孔或人力挖掘的方式,在道路桥梁地基中打桩孔,并使用施工钢筋孔灌注混凝土材料,产生能够提升地基稳定性的桩体,实现提升道路桥梁的载荷力和安全性的目的。因公路桥梁施工特点和要求的差异性,钻孔灌注桩技术的实施也具有一定的区别,常见的类型有沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩3种类型,其中,以钻孔灌注桩的应用范围最为广泛。为了能够顺利使用钻孔灌注桩,应充分发挥其优势,结合公路桥梁施工的客观实际进行施工准备和质量监管,严格根据规范流程和施工标准进行以下操作。一是在施工开始之前,应对工程所处区域的地质条件、地理环境和气候状况进行详细的勘测、调查和了解,严格审核施工设计图,保证施工方案与实际条件相符合。二是应充分确保钻孔灌注桩载荷力水平能够满足公路桥梁的要求,满足安全等级,并在已有的基础上进行品质升级。三是对可能影响施工开展的因素进行全面考量,以免影响施工进展和施工质量。
2.公路桥梁钻孔灌注桩施工技术应用特点
钻孔灌注桩的应用特点主要有3点:一是能够有效地提升公路桥梁的基础坚固性和安全性,对深基坑结构承载力和稳定力起到良好保护作用。二是施工操作简便,施工所需的设备和用具等较为轻便,可以构建稳定的桩基础。三是对多种类型土层均适用,能够将桩基础嵌入至基岩中,可有效提升整体施工质量。
3钻孔灌注桩施工技术措施
3.1 护筒埋设
经锤球检测确定护筒竖直后,分层回填含水率处于最佳状态的黏土,及时夯实。夯实时,每一层夯实结束后检查护筒中心有无偏移、垂直度是否达标;且应使护筒顶部高出地面,高度约为30 cm,并在顶部焊接吊耳与加强筋,设置出水口。
3.2 钻孔
3.2.1 机具布置
根据施工需要,准备护壁泥浆,确定数量充足。以吊装方式将钻机安装在要求位置,经过调整,使其正好对准桩孔中心,最后处理风缆绳,固定钻机。钻进期间泥浆通过箱式循环箱循环,应提前进行场地硬化处理,避免泥浆外泄,并准备好专用槽车外运泥浆。
3.2.2 开孔
于钻进前灌注好用于护壁的泥浆,预防钻进期间突发坍孔。该项目泥浆由优质黏土制备而成,直接在钻孔中添加黏土,借助钻锥的冲击力制成泥浆。随着钻进,孔内水位有可能发生变化,应始终控制其高出地下水位1.5~2.0 m,低于护筒顶面0.3 m。掏渣时会带出部分水,需要及时补水。
钻进过程中,遇施工区域土体松散,应向其中混入黏土与小片石,使用冲击锥处理施工区域,使泥浆与片石进入缝隙,提升该区域土壤强度,如处理后效果不佳,可重复冲击。卵石密集区域施工可以提高黏土投入量,减少片石投入,形成坚实孔壁。
3.2.3 掏渣
掏渣采用掏渣筒,冲击一定时间后提出冲击锥,换上掏渣筒,深入孔底将钻渣掏出。掏渣后,应立即补充清水,并添加适量黏土,使水头维持在正常高度,但应控制一次性添加的黏土量,过多会导致卡锥、黏锥。
3.2.4 分级钻进
孔径过大、孔过深时,钻进应分级进行,避免钻机负荷超上限。依据使用钻锥的规格,确定钻机的钻进方式,深度超过1.5 m的钻孔,需分级钻进,使用钻头直径依据孔径确定,一般为孔径的40%~60%;如孔径超过0.7 m,应分级钻进。
3.2.5 检孔
检孔采用检孔器,按照成孔尺寸选择检孔器规格,基于孔径确定检孔器尺寸,且机器外径应与孔径相同。一般来讲,钻进一段距离或更换钻头时,都要进行检孔。
3.3 清孔
钻孔达到设计要求深度后,成孔质量通过检测后开始清孔,此为二次清孔。期间应继续保持孔内水位高度始终高出地下水位1.5~2.0 m,预防清孔时坍孔。
3.4 安放钢筋骨架
钢筋骨架以吊运方式运输至安装位置,汽车起重机规格为25 t,放置于孔内后,应使用钢筋临时固定,待另一段骨架运输至该位置后,再进行焊接,并依据设计方案要求确定位置,检测标高,误差应控制在±5 cm以内,安放后最上面一段挂环应挂在孔口位置,临时将其与桩机焊牢。
3.5 灌注水下混凝土
灌注水下混凝土为施工难点。初次灌注应根据导管埋置深度控制混凝土配制量,导管埋置深度一般不低于1 m。
施工最大尺寸钻孔灌注桩长50.3 m,桩径为1.8 m,经计算,初灌量约为4.7 m3。采用导管法灌注,首灌时导管下口应距孔底20~40 cm,导管埋置混凝土深度≥1 m,漏斗置于导管顶,漏斗底口应高于护筒口。正式灌注前检测混凝土坍落度,以18~20 cm为宜,初凝时间≥6 h。灌注于二次清孔结束后开始,应保证灌注的连续性,并提高操作熟练度,减少拆除导管耗费时间,缩短停顿间隔。
4施工质量的控制及检验
4.1钢护筒的质量控制
精心挑选钢护筒的原材料,制作时控制尺寸;护筒在钻孔灌注桩施工中的作用在于给钻孔提供导向以及防护孔口壁,在埋设护筒时需要严格控制垂直度,用粘土回填护筒周边的空隙,夯击密实;若上层土质条件差,为了发挥出护筒的护壁作用,需将其加长至4~6 m。
4.2泥浆的质量控制
先进行试验,确定泥浆的制备方式,再根据试验确定的方案制备泥浆。例如,泥浆的含砂率<4%,比重为1.05~1.15,黏度为18~27 Pa·s。泥浆随拌随用,以防固结。
4.3导管的质量控制
选择质量达标的无缝钢管,按照尺寸要求制作导管,准确对接相邻两段导管,进行水密性试验和拉拔试验,检验导管的连接效果,确保导管各部位均无渗漏;灌注水下混凝土时,严格控制导管的埋深,根据实际灌注量适量提升导管并拆除管节。
严格检验钻孔灌注桩,判断各项指标的实际偏差是否在许可范围内,根据实测值与设计值的差值评价施工质量。路桥工程中钻孔灌注桩施工后的护筒顶面位置、护筒倾斜度、孔深偏差值、孔位中心偏差值,桩倾斜度均在正常范围值内,表明钻孔灌注桩施工技术达到设计要求,可以通过质量验收。
综上所述,道路钻孔灌注桩施工现场的地质条件和水文条件复杂,对工程人员的施工技术应用水平提出较高的要求,施工单位需要结合现场施工条件做好钻孔灌注桩的结构设计、合理选材、规范施工等各项工程活动,并在施工过程中进行质量检验和控制。例如,保证导管连接的严密性、清孔的全面性、混凝土灌注的连续性、导管埋深的合理性、钻孔灌注桩尺寸的准确性等,保证复杂施工条件下的钻孔灌注桩施工效果,为公路桥梁后续的建设打好基础。
参考文献
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