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简析公路桥梁钻孔灌注桩施工工艺及质量控制

2018-01-28

中国公路 2018年9期
关键词:护筒孔洞钻头

钻孔灌注桩在公路桥梁施工中是一项重要的施工内容,同时也是施工难度较大的施工工艺,对于每个施工环节都需要进行严格的质量控制,从而切实保证混凝土灌注桩的质量。本文对钻孔灌注桩的施工工艺进行了说明,并总结了质量控制对策,希望对提高公路桥梁钻孔灌注桩工艺提供参考与帮助。

钻孔灌注桩的施工流程及技术要求

钻孔灌注桩的施工流程主要分为以下几个环节:

平整场地

平整场地是钻孔灌注桩施工前的准备工作,也就是平整施工场地,并且按照设计图纸的内容放样,确定每根灌注桩的位置,一般情况下钻孔灌注桩的每个位置都要使用木桩定位。

钻机进场就位

当放样完成之后,钻孔机就可以进场,并且按照施工组织方案及施工工序,对准桩孔的位置就位,等待钻孔工作。

初钻

当钻机就位等待之后,按照定位进行初钻。在初钻时,钻进压力往往都是根据钻头的自重来确定,从而保证钻孔精度。当钻头中充满砂土之后要将钻头旋回提出到孔洞外面,将砂土倒入运土车中。当钻头提出孔洞之后,要明确地下水的位置,当水位线较高时,需要排水,并且通过加固措施保证边坡不坍塌。

埋设护筒,泥浆注入

在钻孔的过程中为了保证边坡的稳定性,需要根据施工现场的实际情况,埋设护筒。一般地,护筒的直径要比灌注桩的直径大约100mm,从而方便钻头在孔洞内自由升降。之后根据施工现场的土质情况,调配泥浆,从而方便在钻孔的过程中进行泥浆护壁。若是施工现场的土质是黏性土,就可以不用泥浆护壁,而是直接钻孔。

钻进成孔

当护筒埋设完毕,并且泥浆护壁之后就可以完成钻孔工作。钻孔应该采取多班连续的方式进行。在钻孔过程中,要时刻注意土层土质的变化,并且捞渣取样,将实际土质与设计地质的剖面图对比,同时根据时间的不断变化,而定期的检测泥浆,若是不符合要求,则需要随时调整施工方案。

清孔,测定孔洞深度

当孔洞挖深到设计深度之后,需要立刻清孔工作,一般情况下,清孔都是使用抽浆清空法进行,经过清孔之后,孔洞的沉积厚度就会变小。在清孔工作结束之后,还要再次测量孔洞的深度,从而保证孔洞的深度满足设计要求。

放钢筋笼

测量孔洞深度之后,需要及时准确地将钢筋骨架放入孔洞内,并且牢固定位,避免在灌浆工作时出现混凝土被顶出的情况,以及避免灌注桩出现位移而造成事故的发生。

灌注混凝土

在按照规定要求放置钢筋笼之后就可以灌注混凝土。一般情况下混凝土灌注使用的是不漏水的钢制导管。而钢制导管的直径一般情况下是25cm~35cm。在灌注混凝土时,导管埋入到混凝土中的深度一般情况下都不应小于2m,同时也不应大于6m。在通过导管浇筑混凝土时,可以逐步提升护筒,同时保证护筒中的混凝土不能过高,但是也不能在1m以内,从而避免护筒外侧的摩擦阻力过大,影响护筒的起拔能力,导致护筒无法拔出。

清理桩头,沉淤回填

当混凝土灌注到桩顶之后,应该继续浇筑到高出设计高度0.5m~1m的位置。当混凝土浇筑完毕之后,待混凝土强度达到设计要求时,即可清除桩头的混凝土。同时开挖基坑,设置模板对承台或者系梁进行施工浇筑,承台及系梁的强度满足设计要求之后,再拆模,并且回填土方,同时夯实桩周围的土。至此,混凝土桩基础的施工就算结束了。

施工质量控制要点

混凝土灌注桩的施工质量在很大程度上取决于成孔的质量及灌注混凝土的质量,为了保证成孔与混凝土质量符合设计及施工要求,需要重点控制以下内容:

埋设护筒的质量控制

护筒在埋设的过程中需要严格控制以下几点:护筒平面位置及垂直度是否准确;护筒周围及底脚是否紧密等。在埋设护筒时,需要定位桩位置,标记旋孔钻机钻孔的位置,之后将护筒按照确定位置放入到坑内,找到护筒的中心位置,用十字线在护筒的顶部及底部作出标记,之后,移动护筒,使得护筒的中心点与钻孔中线的位置重合。同时,使用水平尺或者垂直球检查位置,保持护筒垂直放入到孔洞中。当护筒准确地放入到孔洞之后就可以在其周围填土,保证回填土的密实与均匀。在夯实护筒周围的土的过程中要防止护筒的偏斜。

除了严格控制护筒的位置之外,还需要控制护筒的深度,要保证护筒的埋深满足以下要求:当在旱地或者浅水位置施工时,若是土类型为黏性土时,埋深深度要控制在1m~1.5m范围内,若是土质类型为砂土,则要将护筒埋深到0.5m~1m位置,并且使用黏性土夯填到护筒底部0.5m以上。当施工地点为冰冻地区时,应该将护筒埋深到冻土层以下0.5m位置;当施工位置为深水或者河床软土位置时,淤泥层一般都较厚,则要求护筒埋深尽可能深入到不透水层黏性土内0.5m~1.5m位置。总而言之,对于不同的地点及土质情况,护筒埋深都是不同的,在控制护筒埋深时,需要严格按照施工规范要求进行。

泥浆性能指标的控制

泥浆的制备是混凝土灌注桩施工的关键内容,泥浆性能会对钻孔的进度及桩基混凝土的质量产生影响。泥浆若是过稀则不能浮渣,影响钻孔的进度,而若是泥浆过绸,则泥浆机会附着在孔壁及钢筋骨架上,对混凝土桩产生严重影响。泥浆一般要使用膨润土或者黏土,再加入聚丙烯酰胺、烧碱和水搅拌制成。施工位置土质不同时所使用的砂浆性能也将有较大差别,对泥浆的性能监控可以通过出渣情况来判断,根据出渣情况对泥浆的性能指标随时调控。若是遇到松软底层时,需要增大泥浆的相对密度以及黏度,从而保持孔内的水头高度满足要求,尽可能地减少冲击液对孔壁产生的影响,并且降低钻头的钻速,从而满足施工要求。

合理控制钻头的升降速度

由于一般地质都是分为不同的层次,不同的构造层其软硬也是不同的,在钻头钻进的过程中,若是出现钻杆摇晃或者钻进困难就说明遇到了较为坚硬的土质层,或者遇到硬石头等,这时就需要立即提起钻头检查,从而避免钻孔出现倾斜或者偏移情况,对钻头造成损坏。在钻孔时,要随时清理孔内的积土,若是遇到孔壁内渗水或者坍塌情况,也要将钻头从孔洞内提升起来,查明原因并妥善处理。当钻头在土层交界位置施工时,则需要慢慢放缓速度,从而保证钻杆能够竖直进入到土层中,保证成孔的质量。

钢筋笼制作的质量控制

钢筋笼在制作时要保证尺寸偏差符合施工技术要求,主要钢筋的保护层厚度要在70mm以上,并且对钢筋除锈处理。主筋搭接长度要控制在900mm以内,同一个截面钢筋接头的数量不能多于主筋数量的一半以上。若是主筋采取焊接的方式搭接,则搭接长度要保证单面不小于10倍钢筋直径,而双面焊不小于5倍直径。

灌注混凝土质量控制

灌注混凝土需要满足以下质量要求:首先,水泥强度需要在42.5以上,其初凝时间不能早于2.5小时;第二,混凝土中的粗集料应该要优先选择卵石或者级配碎石,从而保证混凝土强度要求;第三,细集料一般选择级配较好的中砂;第四,混凝土的坍落度要保持在180mm~220mm之间;第五,水泥用量应该要大于350kg/m。

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