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桥梁桩基施工中反循环钻成孔技术

2023-11-21张华龚慧敏

运输经理世界 2023年22期
关键词:护筒钻机桩基

张华、龚慧敏

(1.江西省上高县国有资产服务中心,江西 宜春 336400;2.江西省综合交通运输发展研究中心,江西南昌 330000)

0 引言

随着我国桥梁工程建设速度的加快,桥梁工程技术水平不断提升。反循环钻成孔技术是一种新兴的桥梁桩基础施工技术,可以提升桩基础结构性能,更好地满足工程建设需要。因此,有必要对该技术的应用要点进行研究,以更好地发挥该技术在桥梁桩基施工中的作用,推动我国桥梁事业不断发展。

1 反循环钻成孔技术特点

第一,高效快速。相比传统的钻孔方法,反循环钻孔技术能够大幅缩短钻孔周期,提高施工效率。反循环钻成孔技术采用强力的液压循环系统,使钻孔速度较快,能够高效地完成钻孔任务[1]。

第二,适用范围广。反循环钻成孔技术适用于各种地质条件下的桥梁工程,如岩石、砂砾、粉土等。

第三,孔径灵活可调。通过合理设计和选择钻具,反循环钻成孔技术可以实现不同孔径的钻孔,满足不同桥梁工程的要求。

第四,精确控制。在反循环钻成孔施工中,通过先进的钻孔设备和监测系统,对钻孔的深度、角度和方向进行实时监测和控制,能够保证孔洞的垂直度和位置准确。

2 反循环钻成孔施工要求

首先,施工前需要对现场地质进行详细调查和分析,了解地层情况,确定钻孔的位置、深度和孔径等参数。

其次,选择合适的钻具和设备,确保其性能和质量符合施工要求,并进行必要的检测和试验。在施工过程中,需要严格按照设计要求和施工方案进行操作,确保钻孔的位置准确、孔径一致,避免孔洞偏斜或偏离设计位置。同时,要注意钻孔的垂直度,保证桩基的垂直度和稳定性。

再次,在钻孔过程中,要及时清理孔内的碎屑和废弃物,保持孔壁清洁和光滑,以提供良好的桩基接触和黏结条件。同时,施工人员应具备丰富的经验和专业的技能,熟悉反循环钻成孔的操作流程和要点,能够灵活应对各种施工环境和问题,并做好安全措施,确保施工过程的安全和顺利。

最后,施工完成后应及时进行检测和评估,确保钻孔质量符合设计要求,并做好相关记录和档案。

3 反循环钻成孔施工技术应用

3.1 护筒设置

在反循环钻成孔施工中,护筒是重要的施工设备之一,护筒的设置对施工安全性和效率起关键作用。

第一,进行反循环钻成孔之前,需要选择合适的护筒材料,一般选用钢材质的护筒,确保其具备足够的强度和耐用性。

第二,在施工现场,根据设计要求和施工方案,确定护筒的数量和位置。护筒设置应满足孔壁稳定、孔径一致的要求,以保证钻孔的准确性和质量。

第三,设置护筒时,要注意护筒与地面的接触情况,保证护筒的稳固性和垂直度。同时,要根据实际情况调整护筒的长度,以适应不同深度的钻孔需求。

第四,护筒设置完毕后,要进行检查和调整,确保护筒的位置和垂直度符合要求。在施工过程中,要随时监测护筒的状态,确保其不发生位移或倾斜,以保证钻孔的准确性和施工的安全性[2]。

第五,在施工结束后,及时拆除护筒,并进行清洁和维护,以保证下次施工时可重复用性。护筒设置如图1 所示。

图1 护筒设置示意图

3.2 反循环回转钻进泥浆作业

根据施工要求,需要设置沉淀池和储浆池,并将排浆口设置在钻机的同一侧。为了确保施工顺利进行,沉淀池和储浆池的体积应根据成孔后的排渣量进行设置,一般为排渣量的1.2~2 倍。在施工过程中,泥浆净化完成后,需要保持护筒内的水头处于合理状态,以确保泥浆的质量。

3.3 钻进成孔

3.3.1 钻机就位

钻机安装是桥梁桩基反循环钻成孔施工的关键环节,直接影响施工效率和钻孔质量[3]。进行钻机安装施工时,需要注意以下几个方面:

第一,选择合适的钻机和配套设备,确保其质量可靠、性能稳定。根据项目要求和设计规范,选择适当的钻机型号,并对其进行全面检查和测试,确保其各项功能正常,能够满足施工需求。

第二,准确定位和固定钻机。根据设计要求和施工图纸,确定钻孔的位置和深度,并进行准确的标定。在施工现场,利用测量仪器和工具,确定钻机的水平和垂直方向,并进行固定,以确保钻机的稳定性和准确性。在钻机安装施工过程中,要严格控制偏差。通过仪器测量和调整,确保钻机的位置偏差在允许范围内,通常要求偏差控制在±10mm 以内。这样可以保证钻孔的位置准确性,避免施工偏差对后续工作造成影响。此外,钻机安装施工还需要注意施工现场的安全,确保施工区域平整和无障碍物,为钻机安装提供良好的环境。

3.3.2 开钻

在钻进施工过程中,需要按照设计要求和施工方案进行钻孔操作。根据孔径和孔深的要求,控制钻进速度和钻孔的角度,确保钻孔的垂直度和准确性。同时,注意及时清理孔内的岩屑和泥浆,保持钻孔通畅。此外,在钻进施工中,要对钻孔的直径、深度、垂直度等参数进行检测,确保钻孔的质量符合设计要求。如果发现钻孔质量存在问题,需及时采取补救措施,修正偏差或重新钻进,以保证钻孔的准确性和完整性。另外,在操作钻机和钻具时,要严格遵守操作规程,防止发生安全事故。

3.4 钢筋笼制作与吊装施工

第一,钢筋笼的质量和几何参数直接影响桩基的承载力和稳定性,因此制作过程必须符合相关要求和标准。根据设计要求和桩基施工图纸,确定钢筋笼的数量、尺寸和钢筋的规格。在钢筋笼制作过程中,使用专业的切割设备,确保钢筋切割的准确性。弯曲钢筋时,要按照设计要求控制弯曲半径和角度,避免钢筋出现裂纹或变形。钢筋笼的连接点应牢固可靠;扎绑钢筋时,要使用适宜的扎带或钢丝,保证扎紧和固定。钢筋笼制作如图2 所示。钢筋笼制作完毕后,应检查钢筋笼的尺寸、形状和质量,确保符合设计要求和规范。

第二,钢筋笼的吊装下放质量会直接影响桥梁的承载能力和结构的稳定性。因此,进行钢筋笼吊装下放施工时,需要注意以下几个方面。

首先,吊装前,要对吊装设备进行检查和准备。确保吊车或起重机的性能良好,吊具完好,且符合安全要求。

其次,进行钢筋笼吊装时,要根据设计要求和施工图纸,合理选择吊装点和吊装方式,避免出现局部过载或不均匀受力。

再次,吊装过程中,要确保钢筋笼稳定、垂直下放。吊装速度要适中,避免过快或过慢导致钢筋笼晃动或偏斜。在下放过程中,要保持钢筋笼的垂直度,避免其与周围结构发生碰撞或摩擦。

最后,钢筋笼吊装下放完成后,应检查钢筋笼的位置、垂直度和水平度,确保其符合设计要求[4]。如有偏差,应进行适当的调整和修正,确保钢筋笼的下放位置准确、良好状态。钢筋笼吊装如图3 所示。

图3 钢筋笼吊装

3.5 混凝土灌注施工

首先,进行混凝土灌注施工前,需要根据设计要求确定混凝土的配合比,以保证施工质量。例如,某工程采用C30 混凝土,水灰比为1∶0.74,塌落度为18~22cm。

其次,在灌注施工过程中,需要注意导管下口与孔底的距离保持在40cm 左右。灌注施工需持续进行,用灌注管将混凝土均匀地注入孔洞中,确保混凝土能够充分填充孔洞并与孔壁紧密接触,提高灌注质量。同时,进行灌注深度检测,以确保混凝土的灌注深度符合设计要求。

再次,密切关注混凝土灌注施工过程中的温度和湿度。在高温季节,可采取降温措施,如加水降温或采用适当的混凝土添加剂,将混凝土温度控制在合理范围内。同时,保证施工现场的湿度适宜,防止混凝土过早干燥,影响灌注效果。

最后,采取喷水养护或覆盖湿布养护方式,以保持混凝土的湿润状态,促进其早期强度发展和耐久性提升。

4 施工注意事项

第一,钻进速度控制。在桥梁桩基反循环钻成孔施工中,钻进速度直接影响成孔质量和施工效率,因此应合理控制钻进速度[5]。

首先,根据设计要求和地质条件,确定适当的钻进速度范围。钻进速度过快可能导致土层塌方、孔壁坍塌等问题,钻进速度过慢则会延长施工时间。其次,根据土层的硬度和稳定性,调整钻进机的转速和进给速度。对于较硬的土层,可以适当增加转速和进给速度;对于较软的土层,应减小转速和进给速度,以避免过度挖掘和土层塌方。最后,密切关注钻进过程中的反馈信号和监测数据,如钻杆压力、钻进扭矩等,如果出现异常情况,及时调整钻进速度,以确保施工安全和成孔质量。

第二,混凝土灌注施工是桥梁桩基施工中的重要环节,需要进行有效的施工控制,以保证施工质量和结构稳定性。进行混凝土灌注施工之前,需要进行充分的施工准备工作,包括确保混凝土配合比准确,对原材料质量进行检验,准备好混凝土输送设备和抗漏筒,并对施工现场进行清洁和润湿处理。在施工过程中,需要严格控制浇筑工艺,以确保混凝土的均匀性和密实度。确定浇筑层次和顺序,控制浇筑速度,保证浇筑的连续性和相邻层之间的紧密衔接。在施工过程中,还要进行实时进行施工监控和记录,监测关键参数,记录施工数据和检测结果。

5 结语

在桥梁桩基施工环节,需要结合工程实际需求,对反循环钻成孔技术进行探究,不断升级优化技术方案,引进先进的施工设备与技术手段,以更好地提升反循环钻成孔技术施工效果,推动桥梁建设顺利完成。

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