浅议钻孔灌注桩技术在方城五标桥梁桩基施工中应用

'浅议钻孔灌注桩技术在方城五标桥梁桩基施工中应用　　【摘要】根据桥梁工程施工图纸及招标图纸，本标段公路桥和生产桥钻孔灌注桩地层的地质主要第四系和第三系软岩、上元古界秦岭群宽坪组（Pt1k）片岩，Q3粉质粘土呈硬塑～坚硬状，中等压缩性，砾砂中密，具中等透水性；砂岩、砂砾岩具中等透水性。prQ砾质土中密；E层砾岩坚硬。第三系（N）为粘土岩和砂砾岩，E层砾岩、石英片岩岩石力学强度高。根据以上地质条件，本标段桥梁灌注桩采用CZ-8或CZ-9型冲击钻机成孔。2012年，南水北调中线工程方城段五标荣获南阳市人民政府授予的“文明建设工地”称号。【关键词】岩石力学强度，钻孔灌注桩，冲击钻，文明建设工地中图分类号：U443.15+4文献标识码：A文章编号：1.工程概况南水北调中线工程方城段第五施工标段共有八座跨渠桥梁，其中公路桥5座，生产桥3座。八座桥梁均采用钻孔灌注桩基础，桩径分别为1.2m、1.5m和1.8m，桩长10~40m不等。10 2.施工方案2.1测量定位因本标段地下水埋藏较浅，加之工期较紧，故桥梁桩基除东八里沟跨渠公路桥外均在渠道土方开挖前开始进行灌注桩施工。以发包人提供的定位控制桩和高程基准点作为施工放样的依据。使用全站仪、水准仪和经过鉴定的钢尺等精密测量设备，用三角控制网设置控制点。利用控制点对所有桩位进行整体测设并标记，消除局部测设所带来的累计误差。在每一个桩位上，垂直打入长600mm、底端呈尖状的φ20钢筋。在钢筋拔出后所形成的小孔中灌满细白灰，以便在施工过程中能够及时、准确地找到桩位。沿桩位纵横轴线方向布设足够数量的引桩作为控制桩，并妥善保护。在每个桩位钻孔前，利用纵横向的控制桩和白灰点，对桩的位置进行校核，以保证桩位平面位置的正确。2.2钻孔①护筒的埋设10 钻孔时，为防孔口塌孔，施工时孔口使用1.5m高的钢护筒，护筒内径比钻头大200mm，壁厚6mm。钢护筒的埋设必须认真进行，护筒底部及四周应用粘土填筑，并分层夯实处理，护筒顶要高出地面0.3m左右，并要顶部焊加强筋的吊耳。钻进过程中要经常检查护筒是否发生偏移和下沉，并要及时处理。埋设护筒时要注意护筒中心线要与桩的中心线重合。②固孔在钻孔前准备一定数量的高塑性粘土或膨润土，不同的地层配制性能指标不同的泥浆，使其即能护壁，又能把沉渣浮悬上来。在钻进过程中，对泥浆经常取样，并不断置换泥浆，保持浆液面稳定。结合进尺情况，对地层的地质情况做出真实的判别并详细记录。钻进过程中如出现塌孔现象，应加大泥浆比重钻进。严重者要回填粘土夹砂或粘土夹小砾石封孔，封孔24h后复钻。③钻孔本工程8座桥梁的钻孔灌注桩，以粉质粘土、砂砾卵石、砂砾岩、粘土岩层为主，有部分砂土地层。拟采用CZ-8或CZ-9型冲击钻机成孔。该型钻机可适用于各种地层，特别在复杂地层中较其他钻机有更高的钻进效率和成孔质量。钻机到位后开始钻孔，钻孔应连续进行，在钻孔过程中要对钻进速度、地质情况作详细记录，2.3清孔10 当确认已钻至设计孔深且孔径、孔斜满足规定要求后，钻机不停但不进尺，继续循环换浆、清渣，用取样盒检查孔口溢出泥浆指标，满足要求后提钻。清孔时要注意：①清孔时，孔内水位应保持在地下水位以上1.5～2.0m，以防止钻孔的任何塌陷。②清孔时，要将附着于护筒壁的泥浆清洗干净，并将孔底钻渣及泥砂等沉淀物清除。清孔次数要按图纸要求和清孔后孔底钻渣沉淀厚度符合图纸规定值进行。③导管安装完毕后在浇注混凝土前，如沉渣厚度大于规范要求，则利用导管对孔底进行二次清孔，使孔底沉渣厚度不超过规范规定。二次清孔后孔底沉淀厚度要按图纸规定值进行检查。2.4钢筋笼加工所购钢筋应有出厂合格证、钢筋的种类、规格应符合设计要求。钢筋外观表面必须清洁无损伤，不得带有颗粒状或片铁锈、裂纹、结疤、折叠、油渍和漆污等，钢筋端头必须平直、无弯曲。按规范要求随机抽取钢筋试样，送至监理工程师指定的试验室作钢筋的复验，复验合格后方可进行加工。搭设棚架用来集中存贮加工的钢筋，防止雨淋锈蚀。其它钢筋应垫方木架空码放，并分规格标识码放。10 对于桩长20m以下的钢筋笼，钢筋笼一次加工成型；桩长20m以上的钢筋笼，则须在加工厂分节制作，然后运往现场焊接成型，在钢筋笼的加工过程中，随时对焊缝质量抽检并不定时随机取样送往试验室检验，以确保钢筋笼的焊接质量。钢筋笼制作的各种偏差要满足：主筋间距：±10mm。箍筋间距：±20mm；骨架外径：±10mm。在钢筋笼外侧加焊适距Л型扁铁保护层（或绑混凝土垫块），以使钢筋笼主筋保护层的误差满足：±20mm。加劲箍设在主筋外侧，加劲箍与主筋连接处实施双面焊，以保证钢筋笼在运输和吊放时不发生变形。2.5钢筋笼入孔清孔完成提钻后，将钻机后移。利用30t汽车起重机，配备4名钢筋工，徐徐吊起钢筋笼，使下放钢筋笼的中心线与孔位中心线重合。保持钢筋笼垂直后，慢慢下放入孔。采用焊吊筋的方式，悬挂固定钢筋笼。待钢筋笼下至设计标高后，利用控制桩再次校核钢筋笼的平面位置。分节加工的钢筋笼，待第一节入孔后，在其上面焊接下一节钢筋笼。焊接方式采用单面搭接焊。为了加快焊接速度，拟配备3台弧焊机同时施焊。10 钢筋笼吊装的允许偏差要满足：骨架倾斜度±0.5%；骨架保护层厚度±20mm；骨架中心平面位置±20mm；骨架顶端高程±20mm。2.6安设声测管用作声测管的管材一般都不长（钢管为6m长一根），需要将管材连接起来，接口必须满足如下要求：声测管材质设计为钢管，可以保证声测管不易因受力而弯曲、脱开；且具有透声率大、便于安装、费用较低、有足够的水密性，在较高的静水压力下不漏浆的特点。接口内壁保持平整通畅，不应有焊渣、毛刺等突起物，以免妨碍探头的提升及信号线的损伤。连接方法：外加套管（不漏浆、内壁光滑、接头不用黄油）、管底密封、各管间保持平行；在钢筋笼架内侧绑扎固定。直径1.5m的灌注桩，每根桩对称埋设3根声测管；直径1.8m的灌注桩，每根桩对称埋设4根声测管。安装完毕后应将声测管上口保护，以免浇灌混凝土时异物落入导致孔道堵塞。2.7放置导管、储料斗选用Φ230圆形螺栓接头管作为导管，导管拼装应将胶垫放正，法兰盘螺栓拧紧。放置导管前对导管进行压水试验，试水压力为0.6～1.0Mpa。对气密性满足不了要求的导管，严禁使用。10 利用钻机自身卷扬机起吊拼接导管。利用夹板确保导管居中，避免在导管提升过程中碰撞钢筋笼。导管的第一节底管长度应大于4m，底管下口距孔底30㎝～50㎝。导管顶部设置储料斗，储料斗的体积在0.5m3以上。在导管的上口、储料斗的下口设置隔水栓（混凝土制作），隔水栓利用铁丝固定。浇注混凝土前，检查导管提升是否顺利可靠。2.8水下混凝土浇注　　前期施工的灌注桩混凝土采用商品混凝土，MR4500型搅拌运输车运到现场，采用30t汽车吊吊2m3吊罐或U型溜槽运送混凝土到浇筑导管进行灌注桩浇筑。置放隔水栓时先在隔水栓上洒注少量的水泥砂浆，以防止混凝土骨料卡住隔水栓。当储料斗装满混凝土后，及时剪断固定隔水栓的铁丝，放开隔水栓进行混凝土的浇注。在混凝土浇注过程中，严格执行施工规范，保证混凝土坍落度在18～22cm范围，混凝土的温度不得低于5°。防止混凝土出现离析和压入空气。混凝土浇注必须保证连续性，导管埋深保证在2.0m以上，从而保证浇注质量。当混凝土面接近和开始进入钢筋笼底部时，保持较深埋管，并放慢灌注速度，此时导管抖动频率要小，待孔内混凝土面进入钢筋笼1m以上后，则增大导管抖动频率，同时适当提升并拆卸导管（埋深不得小于2.0m），从而避免钢筋笼上浮。10 控制最后一次混凝土灌注量，确保桩顶设计高程的混凝土强度在凿除浮浆后达到设计值。具体方法是准确计算出混凝土拌和机每盘的拌合量V1和桩身的理论方量V2，当K1V1=K2V2时（K1—混凝土拌合机的拌合盘数，K2—充盈系数。），用专用的钢筋测锤（锥形、锤底直径15cm，高20cm，重5kg）检测桩孔内混凝土面的实际高程。当桩孔内混凝土面的实际高程达到设计高程后，继续灌注使桩孔内混凝土面上升50cm~100cm的混凝土后停盘，以保证混凝土强度，多余部分在接桩前凿除桩头无松散层。严格按照招标文件技术条款和相关规范规定，随机留存规定数量的试块并妥为养护。2.9钻孔灌注桩质量控制保证措施a.孔壁垂直度的保证●钻机塔架安置平稳，钻机平台保持水平，护筒不偏斜。●钻进时，钻杆始终与合箱的中垂线吻合。●如遇地面不平时，应及时用方木等支垫，以保证钻机平台水平。●钻机工操作时应思想集中，发现异常情况立即停止钻进，异常情况处理完后方能重新开机钻进。b.流砂、淤泥的处理10 流砂严重时，抛入粘土块及少量碎砖块，用冲锤将其击入流砂层，形成泥浆结块使孔壁坚厚，同时提高孔内水头，阻止流砂涌入。淤泥处理，亦可采用流砂处理方案。c.缩径的处理采用阶梯形保径钻头，并对易缩径的土层配合必要的复钻。钻头直径磨损过大的要及时更换。钻头直径尺寸允许误差为+0.00㎝～-1.00㎝。d.桩底高程的控制利用钻杆掌握钻进深度。当进尺接近设计高程时，再用测绳量出实际孔深。如孔深不够，再继续钻进复测，直至孔深符合设计要求。e桩身混凝土夹渣或断桩的预防导管的埋置深度宜控制在2～6m之间。混凝土灌注过程中拔管应有专人负责指挥，并分别采用理论灌入量计算孔内混凝土面和重锤实测混凝土面，取两者的低值来控制拔管长度，确保导管的埋深≥2m。单桩混凝土灌注时间应控制在1.5倍混凝土初凝时间以内。2.10钻孔灌注桩安全保证措施（1）灌注桩施工涉及到钻机、卷扬机、起重机等特种设备，所有操作人员必须持证上岗，而且岗前要进行安全培训和安全教育，要求他们机械操作工应严格遵守各种机械操作规程，拒绝“三违”行为。10 （2）坚持交接班制度，作业人员在交接班时，对自己使用的机械设备、工具应进行详细的检查，发现不安全因素，要及时处理、报告。（3）作业人员在工作中应严格遵守劳动纪律和安全守则，正确穿戴劳动防护用品。（4）施工现场要悬挂清晰醒目的安全责任制牌、机械操作规程、安全警示牌。（5）设专职安全员，作业区要设警戒线，禁止闲人进入，泥浆池周围必须必须设防护栏杆，防止意外事故发生。（6）钻架架顶或起重机与供电高压线的距离必须符合安全规定，对110KV高压线，安全距离不小于4m；（7）配电箱要安装漏电保护器等安全设施，箱柜外有防雨措施，电器设备外壳装有保护接地或接零；电气开关要完好无损，熔断器、保险丝等按规定使用，不准超过额定标准或以铜丝、铁丝代替。（8）起重用钢丝绳及绳卡必须安全可靠并应及时检查和更换。10'