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钻孔灌注桩技术在公路桥梁桩基施工中的实践

2020-11-26黄爱军

商品与质量 2020年39期
关键词:冲程清孔成孔

黄爱军

贵州省安顺市绿色空间生态园林有限公司 贵州安顺 561000

公路桥梁桩基础施工当中,钻孔灌注桩是一种非常常用的桩基础形式,当然由于技术方法上的差别,钻孔灌注桩存在多种类型,比如冲击钻孔灌注桩、旋挖钻孔灌注桩、正反循环钻孔灌注桩等等,针对公路桥梁桩基施工而言,钻孔灌注桩的任何一种形式都能使用,关键是要匹配施工现场实际,因此,本文重点从具体工程探讨钻孔灌注桩技术的实际应用[1]。

1 工程概况

某桥梁工程桩基础分项,根据地勘报告,设计方案中选用钻孔灌注桩,施工单位集合地勘报告、设计要求以及以往相似项目的成功经验,依据设计方案编制了正循环冲击成孔灌注桩施工方案。

基于工程实际,现场部分桩基础处在3m 以上深水区,施工当中需要构建施工平台用于钻孔,整体施工平台先搭建一条钢栈桥,前伸出浅水区,深水区则用浮箱搭建浮吊,设置钢管桩支撑,搭建深水区钻孔平台。

2 施工准备

钻孔灌注桩施工前期的准备工作相当关键,由于桥梁部分桩基处在水中,部分处在3m 以上深水区,因此搭建施工平台是非常关键的一环。桥梁工程桩基础施工最大的难点就在钻孔平台。项目中先构建钢栈桥作为施工便道,并在钢栈桥一侧设置平台作为钻孔平台,钢栈桥搭建中需要先设置钢管桩,整体全部用钢材搭建,可承受巨大施工荷载。深水区部分先用浮箱搭建浮吊,再用钢管桩支撑,配合型钢组成水上钻孔平台,平台可用桁架结构,用万用杆拼装,承受荷载大,刚度合适。拼装质量必须要控制住,钢管桩必须要能够支撑稳固,确保平台不会位移、沉降以及倾斜。

当水上平台构建完成后,结合建设单位、设计图纸、以及控制点,对现场进行测量放样,针对全线控制点复核闭合,核对图纸上的坐标,确保实测成果误差不超过2mm。

钻孔平台上放样后,在平台钢板上切割出与护筒外径适配的圆形孔,用于埋设护筒。护筒在钻孔灌注桩技术中是非常重要的装置,缺少护筒,成孔难度异常高,成孔质量也会非常差,因此用钢护筒,依托放样后切割的圆形孔埋设护筒,上端高出钻孔平台流出溢流口和导管口,在平台上固定,下端应当高于地下水位。垂直度,位置必须要满足要求。

泥浆在钻孔灌注桩技术中,某些成孔方式并不需求,但是正循环冲击成孔是一种湿作业法,泥浆是必须的材料,泥浆应按照实际需求的性能进行配置。泥浆用于造泥浆壁,清孔排渣,所用材料一般为水、粘土、添加剂,水要求PH 值在7-8 之间,粘土塑性指数25 以上,粒径小于0.005mm 颗粒物含量多于总量的50%,相对密度在1.1-1.5 之间,添加剂可以用无机添加剂,如纯碱,有机添加剂如丹宁液。添加剂不同泥浆性能不同,添加纯碱可以使颗粒分散,防止凝聚下沉,丹宁液等有机添加剂可以降低粘度[2]。

3 施工技术

基于项目来论,项目设定正循环冲击成孔方案,施工技术流程除成孔方法与其他钻孔灌注桩(如旋挖、常规钻孔等)稍有不同外,包括清孔、钢筋笼制作安装、混凝土灌注等技术环节则基本相当。

从成孔方法上来讲,正循环冲击成孔,核心是使用冲击钻,在具体操作中,重点是根据地勘报告揭示的地质条件调整冲击钻冲程,一般粘性土应使用低冲程,多次冲击造壁,砂卵石则应当使用中冲程,基岩则要使用高冲程。项目现场上层结构为卵砾石覆盖层,基岩与覆盖层交汇处存在一定倾角,因为土层性质不同,冲击成孔有难度,基岩下部则是强风化层和中风化层,桩基下端要求以中风化层作为持力层。覆盖层的冲击成孔因为结构松散比较接近粘性土,在冲孔时需要先用低冲程,反复冲击造孔,需要加入泥浆循环(正循环)保证孔口稳定,在进尺过程中如果遇到孤石,可适当提高冲程,破碎孤石,当然应注意孤石出现的位置,如果在孔壁,则需要明确具体位置,然后将成孔回填后冲孔,循环往复几次,消除孔壁孤石。进尺达到下部较密实的土层,则适当提高冲程,当进尺至护筒下端面,需要注意防止出现塌孔、串孔,应当通过反复回填再冲孔,加强此处的孔壁稳定性,如果效果不佳,则可以通过调整泥浆性能来造更稳固的孔壁,可通过添加水泥来实现。因为基岩和覆盖层交汇位置有倾角,可能导致钻具抖动,出现偏孔,因此需要降低冲程,循环冲击不进尺,使孔底面倾角变为零,再提高冲程进尺。一般可根据钻具钢丝绳抖动程度判断。进入基岩下部后难度就不高了,按照要求冲击至设计孔深即可。注意冲孔过程中要随时关注泥浆性能[3]。

冲孔完成后,对成孔进行测量检验,包括孔径、孔深与垂直度三个指标,满足要求后注入泥浆清孔。在进尺达到设计孔深时,要持续循环泥浆,排渣,检测钻渣含量低于4%后,提钻。继续注入泥浆保持孔内水头平衡。此时为第一次清孔,因为清孔以后还要安装钢筋笼需要一定时间,可能导致孔底出现沉渣,因而需要第二次清孔,此次清孔可在钢筋笼安装完成后进行,此时需要检查孔内的沉渣厚度,如果超过要求,则开启泥浆泵注入泥浆清孔,如果未超标则可不用进行第二次清孔,注意第二次清孔完成后应在30 分钟内灌注混凝土。

钢筋笼的制作与安装一般要求有专业钢筋加工厂或现场具有资质的钢筋工加工制作。制作质量应满足规范要求和设计要求,进场安装的钢筋笼必须检验质量。确定合格后,采取吊装方法,安装钢筋笼,要求轻吊轻放,避免破坏钢筋笼也避免破坏成孔。

钢筋笼安装完毕,护筒导管口插入混凝土导管,由专业搅拌站提供配合比合格的商混,泵送浇筑,要求一次成型,并超桩顶面设计标高,方便后续切除后保证顶面标高误差处在合理范围。

4 结语

综上所述,钻孔灌注桩拥有较多技术类型,主要区别在于成孔方式和是否需要泥浆以及泥浆如何循环,正循环冲击成孔是钻孔灌注桩技术中的一种,除成孔方式外,其余技术流程基本上都与其他钻孔灌注桩技术相当。根据针对实际工程施工细节上的分析,对正循环冲击成孔灌注桩的技术方法进行了明确,同时也相对详细地对正循环冲击成孔灌注桩技术的细节做了讨论,可在相似工程中直接借鉴。

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