公路桥梁钻孔灌注桩施工要点

公路桥梁钻孔灌注桩施工要点

作者：许华明

来源：《中国科技纵横》2010年第20期

摘要:钻孔灌注桩是公路桥梁基础工程中广泛应用的基础工程,作者结合工作对公路桥梁灌注桩施工的总结,提出钻进时的操作要点,灌注桩的施工控制,以及钻孔灌注桩施工注意事项。 关键词:公路桥梁 钻孔灌注桩

随着我国交通基础设施建设的快速发展,在桥梁结构中,钻孔灌注桩将被广泛地应用于公路桥梁及其他领域。由于影响灌注桩施工质量的因素较多,对其施工过程每一环节都必须严格要求。为保证工程的质量,必须加强灌注桩施工现场质量控制。

1 钻进时的操作要点

开始钻进时,进尺应适当控制,在护筒刃脚处,应低档慢速钻进,使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下1m后,可按土质以正常速度钻进。如护筒土质松软发现漏浆时,可提起钻锥,向孔中倒入黏土,再放下钻锥倒转,使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙,稳住泥浆继续钻进。

在黏土中钻进,由于泥浆黏性大,钻锥所受阻力也大,易糊钻。易选用尖底钻锥,中等转速,大泵量,稀泥浆钻进。

在砂土或软土层钻进时,易坍空孔。易选用平底钻锥。控制进尺,低档慢速,大泵量,稠泥浆钻进。

在轻亚黏土或黏土夹卵,砾石层中钻进时,因土层太硬,会引起钻锥跳动和钻杆摆动加大及钻锥偏斜等现象,易使钻机超负荷而损坏,宜采用低档慢速,优质泥浆,大泵量,两级钻进的方法钻进。

钻进过程中,每进尺2-3m,应检查钻孔直径和竖直度,检查工具可用圆钢筋笼径D等于设计桩径,高度3m-5m吊入孔内,使钢筋笼中心与钻孔中心重合,如上下各处均无挂阻,则说明钻孔直径和紧直度符合要求。

2 灌注桩的施工控制

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根据大直径灌注桩的荷载传递特性可知,基桩承载力除了与桩身混凝土强度、桩径、桩长、长径比等内在因素有关外,还与桩穿越的各土层的层厚和力学性质、嵌岩段的长度和力学性质等地基强度因素,孔壁泥皮、清孔、水下混凝土灌注等诸多外部因素有关。这些外部因素是我们在施工过程中必须注意并严格控制的。 2.1钻孔前的质量控制

在准确放样的前提下埋设护筒,埋设护筒的方法和要求,((公路桥涵施工技术规范》JTJ041一2000(以下简称《规范》)已作出了较详细的规定。如果钻孔是在陆地上进行的,则一般采用挖坑法,比较简单易行;如果钻孔在水上进行,则护筒埋设采用锤击打人的方法,比较快捷稳妥,前提条件是均要在护筒上口作好桩中心标记,以便钻机对中。钻孔对中过程中,比较容易忽视的就是钻机底座的水平问题,但在现今成套设备中因为有液压调整装置,不易出现差错;而在自制的钻孔设备中就不易控制钻机底座的水平性。自制的钻孔设备中由于缺少水平调整装置,当出现水上搭设平台的情况时,平台本身与水平面不平行,致使钻杆夹具无法保持水平,引起钻杆的不垂直,从而影响灌注桩的垂直性。因此在对位及钻孔过程中,均应着重观测调整钻机的水平和垂直度上。

2.2钻孔过程中的质量控制

首先根据孔位所在的地质情况,选用合适的钻机型号以及钻锥。在钻孔过程中,应采取减压钻进的方式,并同时保证孔底承受的钻压不应超过钻杆、钻锥和压块重量之和的60%,达到减少和避免斜孔、弯孔和扩孔现象的目的。尽量保证钻孔的连续性。因故停钻时,应将潜水钻机及钻锥提升至孔外以防埋钻。发现如塌孔、进尺异常等情况时,应仔细观察分析,查明原因和位置,及时与监理、设计单位取得联系,采取相应的补救措施。掉钻落物应及时打捞,以免被泥沙埋没,影响继续钻孔。

2.3终孔鉴定及孔底沉渣控制

在终孔鉴定中,渣样是判断的首要依据。对于嵌入中风化岩层的基桩,根据捞取的渣样进行岩面的判别,确定嵌岩的深度,终孔时测量孔深,并二次判别渣样是否符合要求。钻孔原始记录和钻渣的捞取要及时、准确,决不允许回记记录及假造钻渣。对于持力层落在强风化岩层上的基桩,根据渣样判别进入岩层,要注意强风化岩与残积土的区别,一般强风化岩渣样含有小块状次生矿物,用手可扳断,而残积土渣样除了石英外,基本不含坚硬块体。施工过程中钻进的速度与阻力对于判断岩土层的穿越,定性较可靠;对泥浆循环的观察也是重要的辅助手段。孔底沉渣直接影响着嵌岩桩端承作用的发挥,必须进行严格控制。下钢筋笼、导管后,在灌注混凝土前,进行二次清孔,同时调制优质泥浆,使其能降低颗粒下沉速度;采用先进的反循环清孔工艺,沉渣测定符合要求后,立即灌注混凝土,保证二次清孔后至第一盘混凝土剪球时间不超过30 min,防止土渣回落;尽量加大混凝土初灌量,利用初灌量的冲力,冲开残余孔底的少量沉渣。 2.4水下混凝土灌注控制

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水下混凝土灌注是成桩的最后一道工序,也是保证桩身质量的最关键的工序。本工程采用导管法灌注水下混凝土技术进行灌注。第一盘混凝土的灌注采用剪球工艺,根据不同桩径计算混凝土的初灌量,保证第一盘混凝土灌入时能将导管埋入2 m以上的深度。灌注混凝土时,随着灌注高度的不断上升,要及时提升导管,提升时要保证导管底端埋入管外混凝土以下的深度不少于4~6 m,但也不宜大于8 m,严禁将导管底端提出混凝土面,避免造成断桩或局部离析。混凝土灌注时应随时上下抽动导管,确保混凝土的密实性。混凝土灌注时应经常测量导管内外混凝土面高度,控制导管在混凝土内的埋深。避免出现质量事故。

3钻孔灌注桩施工注意事项

在钻孔开始时,要将钻杆稍微提高,使其在护筒内旋转造浆,此时要开动泥浆泵进行循环,待泥浆均匀后以低挡慢速开始钻进,目的是为了使护筒脚处形成牢固的泥皮护壁,钻至护筒脚下1m深度后,即可按正常速度钻进;在钻机钻进进过程中,应结合不同深度地层的不同性质来决定采用不同的钻进方法:黏性土层选用尖底钻头,中等钻速,大泵量,稀泥浆;砂土或软土层采用平底钻头、低挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进;土夹砾(卵)石层采用低挡慢速、优质泥浆、大泵量、分两级钻进的方法钻进等等对于泥浆护壁桩基,泥浆是决定钻孔能否成功的关键,因此在钻孔过程中,要不断向孔内补充新泥浆,以保证泥浆的稠度和比重。该工艺施工过程中最易发生导管接头或导管漏水,一旦发生轻则影响施工进度,重则前功尽弃,甚至发生质量安全事故,因此应严格控制导管漏水现象的发生。保证导管有足够的抗拉强度,在安装导管时须按试拼时的状态对号组装,所有的接头均须垫橡胶垫圈以严防漏水,确保其能承受其自重和盛满混凝土的重量;导管在投入使用前必须做水密性试验。

参考文献:

[1] 王仁.桥梁钻孔灌注桩常见质量缺陷原因分析及治[J].山西建筑,2004,(4). [2] 卫正红.浅谈钢筋混凝土钻孔灌注桩施工[J].山西建筑,2004,(8).