广西南宁530000
摘要:钻孔灌注桩是当前路桥施工中常用的桩基形式,本文在概述性介绍该技术的基础上,重点探讨了泥浆制备、成孔、水下混凝土施工这三大关键工序的施工技术要点,同时以表格的形式对施工中重点控制的环节及措施进行了总结,有一定参考价值。
关键词:钻孔灌注桩;路桥工程;施工
路桥工程中桩基础作为与地面直接接触的部位具有相当重要的作用,实践中,钻孔灌注桩因具有承载力高、施工方便、适应性强、操作程序化等诸多优点,成为当前路桥施工中常用的桩基形式。然钻孔灌注桩技术工艺繁多,流程复杂,施工难度也较大,且属于地下隐蔽工程范畴,一旦完工后若发现质量缺陷修复难度较大,因此,强化钻孔灌注桩施工工艺的规范性,提高钻孔灌注桩施工技术含量和路桥工程整体质量,意义深远,本文就此进行粗浅探讨。
1钻孔灌注桩技术概述
灌注桩主要是通过深入地下土层,将作用于桩顶以上的结构物传来的荷载传到较深地基持力层中去的一种柱状结构,其成孔方式主要有钢管挤土、机械钻孔以及人力挖掘三种,而基于以上成孔方式的不同,灌注桩也被相应划分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩以及挖孔灌注桩三种类型。沉管灌注桩应用历史较早,我国上世纪30年代已经出现,而钻孔灌注桩直到50年代在钻孔机械发展下方得到大范围应用,我国路桥施工中钻孔灌注桩的应用可追溯到上世纪六七十年代。进入21世纪以后随着钻孔技术的发展以及钢筋、水泥的规范化生产,钻孔灌注桩技术在稳定性、耐久性方面越发成熟,应用范围越来越广。实践中,钻孔灌注桩施工工艺繁多,主要包括三通一平、放样定位、埋设护筒、钻孔、清孔、钢筋笼制作与安置、混凝土灌注、桩基检测等,具体工艺流程大致如图1所示:
2钻孔灌注桩在路桥施工中的技术应用要点
如图1所示,钻孔灌注桩技术工序多而繁杂,且各道工序的施工流程之间环环相扣,鉴于篇幅问题,下面笔者具体探讨泥浆制备、成孔、水下混凝土施工这三大关键工序的施工技术要点:
2.1泥浆制备。钻孔泥浆主要由水、粘土(膨润土)和添加剂等配比而成,其作用主要体现在稳定护壁、悬浮钻渣、冷却钻头以及增大静水压力等几大方面,泥浆制备是否符合标准化需求是保证钻孔过程顺利开展的有力保障。泥浆制备应在遵循钻孔方式基础上,结合施工现场的地质条件、气候条件确定稠度,过稠或过稀都不适宜,前者会降低钻头冲击及钻进速度影响到施工正常进度,后者则会降低排渣能力及护壁效果进而影响施工安全。
2.2成孔。钻孔灌注桩施工中,孔形成的状态与桩形成的状态休戚相关,因此必须加强成孔质量控制,尤其是成孔垂直度的控制,以确保基荷载能力。实践中一般采用回转钻钻孔技术,初始进尺应轻压慢转,待钻头入护筒底口1m后逐渐加大钻速及钻压以保证垂直钻进。钻进过程中,为确保钻杆垂直度无偏误,应时刻注意钻机仪表的各项参数,以便及时对垂直度作出合理调整。同时,每进尺5~10m时测定泥浆各性能指标(比重、黏度、含砂率等)等,不满足要求及时进行适当性调整,以达到护壁效果及成孔要求。钻进层为松散易坍地层时,为预防坍塌应适当增大泥浆比重及粘度,保持孔内水头高度以减小对孔壁的冲刷,必要时可适当掺加外加剂以改善泥浆质量。待钻到孔深符合设计标高后以抽浆法进行清孔作业,抽、换原钻孔内泥浆,检测成孔后泥浆比重、粘度、含砂率等符合灌注水下混凝土要求时清孔结束。
2.3水下混凝土施工。首先,严格按照设计要求提前制作好钢筋笼,尤其要严格控制好钢筋笼的调直、截断、弯折、焊接等,安放前严格检查其分段骨架是否完整,确保其性能完好无损。钢筋笼安装目的是为了加固地基,提高地基的承载力,因此安装时必须确保钢筋笼中心和桩基中心一致,如此才能让钢筋笼起到强化地基的作用。安放好钢筋笼之后,最后的环节也是最关键的环节就是混凝土灌注,先要根据孔深选择合适的灌注方式,通常情况下若孔深≤2m采用直接灌注法,若孔深>2m则采用垂直导管灌注法。应用垂直导管灌注法时,要先根据混凝土用量确定导管直径(250~300mm左右)和壁厚(3mm左右),根据实际施工情况规定导管长度,管节底管可适当放长(4m左右),其余导管以2.65m一节为宜,最好采用法兰盘接头加锥型活套拼接法,但为预防钩挂钢筋笼底部不设法兰盘。拼接完成后预先进行水密承压试验,压力测试合格后方可进入下道工序。正式灌注水下混凝土前再次测量孔深,以确定沉渣厚度,首批混凝土灌入孔底后仔细量测孔内混凝土面高度,计算出导管埋入深度,一般首批混凝土导管底部埋入混凝土面深度应控制在1m以上,若符合要求即可正常灌注。首批混凝土灌注成功后以小料斗替换大料斗进行连续性正常灌注,直至完成整根桩的浇筑,此时混凝土导管底部埋入混凝土面深度应控制在2~6m,以免埋入深度太小拔管时拔出混凝土面,埋入深度太大则可能造成埋管不能拔出。此外,灌注过程应结合现场实际情况确定灌注及振捣的分层厚度,并确保灌注以及振捣连续性进行,如此才能确保灌注施工质量。灌注过程中混凝土拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底会导致泥浆性质发生变化,影响混凝土面探测的准确性,因此要严格控制混凝土浇筑速度及孔内泥浆流量情况,及时测量孔内混凝土面高度,以确定抽拔导管的时间及拆除导管的长度。
3钻孔灌注桩质量控制要点
钻孔灌注桩施工具有较强的隐蔽性和特殊性,实践中在多种因素影响下很容易产生一些质量问题,如坍孔、缩颈、扩径、断桩、沉渣、钢筋笼上浮等,既影响桩基承载力又危及桥涵结构安全,严重时甚至可能因桩基无法满足上部结构承载力要求而废弃。因此,为确保钻孔灌注桩施工能按期且高效地完成,施工中必须加强各关键工序的质量控制,同样鉴于篇幅问题笔者以表格形式简要进行概述,施工中重点控制的环节及措施如表1所示:
表1钻孔灌注桩施工控制环节及措施
总之,钻孔灌注桩在路桥施工中应用优势明显,但因成孔后操作属于隐蔽工程范畴修复难度较大,因此我们应严格把握施工中的质量控制,结合实践经验对易出现问题的环节采取预防性措施,从而为路桥施工质量的全面提升保驾护航。
参考文献:
[1]张庆军.路桥施工中钻孔灌注桩技术的应用及实施要点分析[J].建筑规划与设计,2016(5):131-132.
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[3]周文卿.路桥工程中钻孔灌注桩施工的应用分析[J].科技传播,2014(7):186.