浅议桥梁钻孔灌注混凝土桩基施工技术

'浅议桥梁钻孔灌注混凝土桩基施工技术　　摘要：本文从桥梁桩基施工前的准备、钻孔、钢筋笼、浇注混凝土及成桩等几个方面阐述了桥梁桩基施工工艺要点。以积累桥梁桩基施工经验，保证桥梁桩基的工程质量和桥梁施工的顺利进行。关键词：桥梁桩基钻孔施工中图分类号：U443.15+4文献标识码：A1工程概况某客运专线桥梁工程，双线无渣轨道，桥梁全长3.1千米。上部结构为预应力混凝土箱梁，下部结构为基承台式基础，共有桩基础976根，直径均为1m，桩长为35m—40m，承台尺寸为10.5mx6mx2m．加台尺寸为8.5mx4mx0.5m，墩身为圆端形实体墩。2钻孔施工技术2.1场地准备施工前先对桥址处的场地进行平整，并根据地表、地质情况进行处理，防止钻孔过程中钻机失稳，发生安全事故，影响工程质量。2.2埋设护筒。9 护筒采用钢护筒，用6～8mm钢板卷制，采用直径1.4m，护筒高度根据现场实际情况确定。护筒顶高出施工水位或地下水位2.0m以上。钻孔桩施工前根据设计中线放出每一根钻孔桩中心位置，按桩中心位置埋设钢护筒，护筒外侧要用粘土填实。埋设护筒时，要保证护筒的垂直度，中心偏位控制在5cm以内，护筒顶面高出场平面50cm。2.3泥浆制备在离钻孔桩位不远处设一泥浆制备池制备泥浆，泥浆选用膨润土拌和而成，用泥浆泵及进浆管送入钻孔内，钻孔桩施工前要准备足够的粘土制备泥浆以供钻孔使用。泥浆比重为1.1～1.3,粘度为16～22S，PH值为8～10，含砂率不大于4%，胶体率大于95%。为保证泥浆不污染水源、农田，在泥浆池边挖一沉淀池，泥浆通过排浆沟排入沉淀池，然后将沉淀池中的钻渣捞出，弃至指定弃土场，净化泥浆二次利用。泥浆循环系统平面布置图2.4钻机就位。护筒埋设好后，按照设计孔桩中心准确就位钻机。就位前，根据地面整平情况将钻机底架加固、垫平，并保持稳定，避免钻机沉陷、倾斜或横向位移。钻机就位时必须保证钻头中心、护筒中心、孔位中心相互对正，偏差控制在5cm以内。2.5钻孔施工2.5.1开钻时应先在孔内灌注泥浆，现场也可根据实际情况，如地下水丰富，孔内有水，也可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。9 2.5.2开孔及整个钻进过程中，应始终保持孔内泥浆位高出地下水1.5m~2.0m，并低于护筒顶面0.3m，掏渣后如缺水应及时补水。2.5.3根据设计钻孔地质资料，桩位表层为粘土层，冲击时，钻头应采用中（1~2m）、小(0.5~1m)冲程冲击；粘土层下为强风化及弱风化页岩，所以在钻进时采用中、大(2~4m)冲程冲击。在石质地层中冲击时，如果从孔上浮出石子钻碴粒径在5~8mm之间，表明泥浆浓度合适，如果浮出的钻碴粒径小又少，表明泥浆浓度不够，可从制浆池抽取合格泥浆进入循环。2.5.4冲击钻进时，机手要随进尺快慢及时放主钢丝绳，使钢丝绳在每次冲击过程中始终处于拉紧状态，既不能少放，也不能多放，放少了，钻头落不到孔底，打空锤，不仅无法获得进尺反而可能造成钢丝绳中断、掉锤。放多了，钻头在落到孔底后会向孔壁倾斜，撞击孔壁造成扩孔。2.5.5为正确控制提升钻锥的冲程，施工前应在钢丝绳上作好长度标志。2.5.6由于冲击钻的冲击力较大，为防止在钻进过程中冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑砼的强度，应待临孔砼抗压强度达到2.5MPa后方可开钻，所以施工中要间隔错位钻孔。9 2.5.7开钻前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中如泥浆有损耗、漏失，须及时补充。并按有关技术规范检查泥浆指标，土层变化须增加检查次数，并适当调整泥浆指标。2.5.8钻孔施工中严格按施工规范进行，并定时定人记录观测数据。钻孔桩施工前，必须提前备有足够数量的粘土，掏碴后应及时补水。每钻进2m或地层变化处，应在泥浆流槽中捞取钻碴样品，作好保存记录。与设计地质资料对比核对，如有出入及时与监理、设计、业主联系以尽快出变更方案。钻孔达到设计标高并清孔后，应检查孔径、孔深、孔形、竖直度和孔底地质、孔底沉淀厚度是否满足规范要求，经监理工程师核查后，吊放钢筋笼。2.5.9在钻孔施工过程中，对沉淀池中沉渣及溢出的废弃泥浆随时清理，弃运至指定地点倾泄，禁止就地弃渣，污染周围环境。2.5.10钻孔达到要求深度后,将钻头提起，钻头提离孔底20cm,采用泥浆泵、掏碴工具及时进行抽碴换浆清孔，避免延时过长。2.5.11清孔时应保持钻孔内的泥浆位高出地下水位2.0m,以防止塌孔。2.5.12清孔后即在灌注砼前,孔底沉碴厚度不大于10cm（设计规定）。2.5.13不得用加大孔底深度的方法代替清孔。3筋制作和水下混凝土灌注施工技术9 3.1钢筋笼制作和吊装3.1.1钢筋笼制作在桥位边选一加工平台，就地进行加工,分节进行制作。主筋接头采用双面搭接焊，焊缝长度为5d（钢筋直径），同一截面主筋接头不能超过截面主筋的50%。3.1.2钢筋笼的材料、尺寸、钢筋的接头型式均应符合设计和规范要求。主筋与加强筋必须全部焊接,以增加钢筋笼的刚度。3.1.3主筋、箍筋间距严格按设计尺寸控制，误差在许范围内。3.1.4钢筋笼上端均匀对称设置吊环，以便吊装。吊放前,钢筋笼内设十字支撑骨架,保证钢筋笼在吊装过程中的刚度，防止变形。3.1.5用汽车吊放安装就位时，边下钢筋笼,边拆除内部支撑骨架,钢筋笼入孔后准确调整钢筋笼的平面位置，平面位置允许偏差不超过5cm，底面高程不允许偏差超过10cm。吊放到设计位置后，通过钢横梁牢固定位，避免浇注砼时钢筋笼上浮和偏位。3.1.6在钢筋笼制作的同时，按保护层厚度预制保护层垫块（圆形），制作钢筋笼时，将垫块穿在加强筋上，垫块每一圆周按装四个，每2米设一道。3.2导管设置9 水下砼采用导管法浇注，导管采用直径为Ф250mm钢制管，标准管节2～3m,配几节0.5～1.5m的短管,导管采用法兰盘连接，要求连接顺直、光滑、密闭。使用前均进行调直、试拼装、试压、编号及自下而上标示尺度，漏斗和储料斗需有足够的容量，即砼的初存量，保证首批砼灌注后，导管埋入砼的深度不小于1.0米。导管下放高度应使导管下端距孔底0.3～0.4米为宜。3.3二次清孔当钢筋笼安放好后，砼浇注前应再次探测孔底沉淀厚度,如果超标,应进行第二次清孔，保证孔底沉淀厚度不大于设计要求。二次清孔时，注意保持孔内水头，以防坍孔。清孔后，泥浆比重满足小于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s。孔底沉渣不大于10cm。3.4浇注水下砼3.4.1灌注前，应检查拌合站、料场、浇灌现场的准备情况，确定各项工作就绪后方可进行。3.4.2水下砼的坍落度采用18-22cm。3.4.3首批浇注时，导管底部距孔底300~400mm，浇注砼量要经过计算确定，保证导管下端埋入砼内深度不小于1m。3.4.4为防止钢筋骨架上浮，当灌注的砼顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低砼的灌注速度。当砼上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上即可恢复正常灌注速度。9 　　3.4.5砼在浇注过程中导管下端埋深控制在2～4m范围。导管提升时，要严格控制导管的埋深和提升速度，严禁将导管拔出砼面，防止断桩发生。水下砼要连续浇注不得中断，浇注桩顶砼的高程要超过设计高程1.0m左右，以便清除浮浆和消除测量误差，保证桩头质量良好。在灌注水下砼前和灌注过程中按规定应填写检查证并做好施工记录。4钻孔中可能出现的问题处理：4.1遇有坍孔，应仔细分析，查明原因和位置，然后进行处理，坍孔不严重时，可回填至坍孔位置以上，并采用改善泥浆性能加高水头、埋深护筒等措施继续钻进。坍孔严重时，应立即将钻孔全部用砂或小砾石夹粘土回填，采取相应措施重钻，坍孔部位不深时，可采用深埋护筒法，将护筒周围用土填实，重新钻孔。4.2遇有孔身偏斜、弯曲时，应分析原因，进行处理，方法可以在偏斜处吊住钻锥反复扫孔，使钻孔正直，偏斜严重时，应回填片石到偏斜处，待沉积密实后再钻进。4.3遇有扩孔、缩孔时，应采取防止坍孔和防止钻锥摆动过大的措施，已发生缩孔时，采用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径。9 4.4遇有钻孔漏浆时，配备大流量水泵，快速向孔内补水，直至孔内水头保持稳定为止，与此同时向孔内大量投放粘土地，反复小冲程冲击，以快速封死漏水通道，确保护壁稳定。4.5发生卡钻或埋钻事故后，应查明原因，是否钻碴过多、坍孔或底层上涌但均不宜强提，只宜轻提，轻提不动时，可用冲吸的方法将钻锥周围的钻碴松动后再提出。4.6掉钻落物时，宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞，若落体已被泥砂埋住，应在孔中先清除泥砂，使打捞工具能够接触到落体后再打捞。4.7在任何情况下，严禁施工人员进入没有护筒或没有其它防护设施的钻孔中处理故障，当必须下入护筒或其它防护设施的钻孔时，应采取防溺、防坍埋等安全设施后方可行动。5桩身质量检测根据客运专线铁路桥涵施工质量验收暂行标准规定：所有钻孔桩桩身混凝土质量全部进行无损检测。客运专线验标中指出钻孔桩的静载试验按设计数量的1%检验，由监理现场指定桩位，施工时将桩等强度接长，以保证静载试验的实施。6结束语综上所述某工程实例。从该工程的施工前准备、钻孔技术、钢筋制作及水下混凝土灌注施工工艺等几个方面详细介绍了桥梁桩基施工中关键的技术问题，以积累桥梁桩基施工经验，保证桥梁桩基的工程质量和桥梁施工的顺利进行。参考文献：9 [1]陈新梅.浅谈钻孔灌注桩施工中常见质量问题的原因及对策.《黑龙江交通科技》,2006.[2]《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ213-20059'