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【摘 要】 随着我国经济的快速发展,带动了基础设施的健全和完善。路桥工程是交通基础设施的重要组成部分,直接影响到了交通运输行业的发展和进步。本文将对市政桥梁钻孔灌注桩施工技术进行分析,以供参考。
【关键词】 市政工程;钻孔灌注桩;技术;施工
一、前言
在路桥施工中,钻孔灌注桩是一种常见的施工技术,其工艺简单、成本低而且承载能力强,在市政公路桥梁中得到广泛应用。
二、钻孔灌注桩施工技术
钻孔灌注桩,是桩基础的一种表现形式,主要是利用钻机等工程机械,通过人力挖掘、机械钻孔、钢管挤土等形式,在施工现场的相应位置形成桩孔,利用安装在桩孔中的钢筋笼以及浇筑的混凝土,形成钢筋混凝土桩,通过一定数量的桩组成地基基础。
钻孔灌注桩可以有效解决软土地基和复杂地基承载力不足或者施工困难的问题,有效提升基础的承载力,同时施工过程中振动小、噪音低,对周边居民的生活影响较小;可以根据施工的实际需求,灵活设置桩身的长度、桩径、形状等,适用范围广;施工工艺简单,应用设备简,具有良好的可操作性;施工成本低等。这些特点,使得钻孔灌注桩在路桥施工工程中得到了极为广泛的应用。
三、钻孔灌注桩施工技术在市政桥梁施工中的应用
1、工程概况
某市政桥梁工程总长度为362.6m,双向2车道,桥梁总宽度约14.3m,由于该桥梁工程位于市中心,工程周围建筑众多,为了尽可能的避免施工振动对周边环境造成影响,由于钻孔灌注桩施工技术具有振动小、噪音低以及对周边环境影响小等方面的特点,该市政桥梁选择采用钻孔灌注桩施工技术。
2、施工工艺技术
(1)定位
在施工前,需要对桩位进行测定,这是施工的第一个环节,同时也是关系施工顺利进行的重要环节。要通过对桥梁承载力分担情况的合理计算,对桩位进行精确定位。
(2)护筒埋设
护筒埋设的目的,是为后续的施工提供便利,因此要确保埋设的质量。在该工程中,由于涉及水下施工,需要用到潜水钻,因此护筒内径应该比钻孔的直径高出约50cm,留出充足的施工空间。在埋设过程中,需随时对其垂直度进行检查和校正,确保护筒位置的精准度。
(3)泥浆制备
泥浆壁钻孔灌注桩需要在施工前做好泥浆的制备工作,避免对于施工进度的影响。针对该工程的实际需求,采用粘土、水以及相应的添加剂制成泥浆,并对其比重和粘度进行了明确规定:粘度为28-30之间,相对密度1.3,胶体率要达到95%以上。
(4)钻孔
在钻机安装完成后,就需要进行钻孔施工。作为钻孔灌注桩施工中的关键环节,在钻孔过程中,要切实做好管理和控制工作,针对不同的地层,选择不同的钻头和钻孔方式。例如,对于坚硬的土层,可以采用大冲程冲击的方式,提升冲击力度,对于软土地层,采用中小冲程的冲击方式,保证钻孔质量。对于岩层。则必须首先进行爆破作业,然后才能进行钻孔,以免出现钻头的损坏。
(5)清孔
在钻孔完成并达到设计要求后,要及时进行清孔工作,清除孔底的残渣和多余泥浆,对泥浆的密度、含砂率和黏度等进行控制,一般含砂率要控制在8%以下。要切实保证清孔质量可以满足设计施工要求后,才能进行下一个工序的施工。
(6)制作钢筋笼和吊装施工
钢筋骨架的制作应该符合施工要求,长骨架通常采用分段制作的方式,其分段的长度由运输与吊装条件决定。钢筋制作与吊装后应高达到骨架底面高程±45mm、骨架顶端高程±15mm、骨架中心平面位置±15mm、骨架保护层厚度±15mm、倾斜度±0.45%、外径±9mm、箍筋间距±15mm。
(7)混凝土灌注施工
市政桥梁工程进行混凝土灌注施工时,通常采用汽车泵送混凝土进行灌注,首灌混凝土至关重要,其直接关系到整根桩的质量,当首灌灌注正常后,不能中途中断,而是应该保证灌注的连续性。当混凝土运到施工现场后,应该计算出首灌混凝土的量,然后将混凝土放在漏斗中进行灌注施工,迅速打开漏斗阀门,让混凝土以较大的冲力落下,保证压力能够将套筒内的水全部压出,保证混凝土能够进行顺利封底。当首灌施工完成后,根据施工设备以及施工环境进行适当的调节,但是灌注的过程中不允许出现长时间的停滞,应该保证在混凝土的初凝时间内完成灌注施工。在灌注的过程中应该保证埋管的深度在3m-6m之间,同时保证混凝土能够顺利的留下,以此保證混凝土不会因为接触水而导致混凝土离析,影响桩的质量。当混凝土的强度达到5MPa后进行护筒的拆除。在进行混凝土灌注施工的过程中,应该由专门的技术人员全面的记录灌注的是构建、混凝土面的深度、导管埋深以及导管拆除等信息。
四、施工质量控制
质量控制的范围是十分广泛的,包括材料控制、人员控制以及施工控制等。对于材料控制而言,主要是结合工程设计要求,选择质量良好的水泥、骨料、钢筋等,避免材料问题影响施工质量;对于人员控制来说,一方面要加强对于施工人员的培训和技术指导,做好技术交底工作,另一方面,要加强对于管理人员的培训,提升施工现场管理的水平,对施工进行合理安排和指导。而施工控制,主要是指工程施工企业以及监管部门要充分重视,在施工现场设置专门的监管队伍,对整个施工过程进行全程监督和管理,保证各项技术的顺利实行,切实保证钻孔灌注桩施工的质量符合工程的建设和使用要求。
五、钻孔灌注桩施工的事故处理
1、塌孔
造成塌孔的原因有
(1)松散卵石、砂砾石或流砂层地基、泥浆浓度不够;
(2)有承压水地层水头不够;
(3)淤泥质地基,护筒埋深不够;
(4)砂质地基,钻进速度过快。一般处理方法主要是找出塌孔原因,回填砂砾混粘土,静置一段时间,重新钻孔。 2、卡钻
钻孔经过岩层分界面时相邻岩层强度差别较大、操作中因为未及时根据地质情况调整钻头的行程等原因引起“卡钻”现象。针对发生“卡钻”的原因采取相应的方法处理:
(1)由于“探头石”引起的卡钻现象,可以适当往下放钻头,而后强力快速往上提,使“探头石”受瞬间冲击缩回,从而顺利提起钻头。
(2)因钻头穿过岩层突变处导致的卡钻,优先采用水下爆破的方法进行处理。在整体岩层中此方法容易奏效,砂土地层中不宜采取此方法处理。
(3)由于机械故障导致钻头在浓泥浆中滞留时间过长造成的钻头无法提升现象,应采取插入高压水管置换泥浆的方法进行处理。
3、掉钻
由于机械故障、钢丝绳断裂、孔壁坍塌等因素造成钻头落入孔底的现象通常称掉钻。发生掉钻后,应及时采取恰当的方法打捞。
(1)钻孔壁稳定的情况,直接用钻机起吊打捞器入孔进行打捞。打捞前,先探明钻头在孔中的位置,为制定打捞方案提供依据。打捞设备和打捞操作方法必须保证在抓住钻头后尽量一次成功,避免起吊至空中再度落入孔中的现象发生。
(2)钻孔壁出现局部坍塌时,应先加大孔内泥浆的浓度,将旋转钻头放入安全的深度范围搅动泥浆以加强钻孔壁,而后采取“气举法”清除钻头上方的沉积土和淤泥,确认钻头已露出后再实施钻头的打捞工作。钻孔壁随时有继续坍塌可能时,先在孔内安装长钢护筒、搅拌桩围护等方法加固钻孔壁,而后打捞钻头。
4、缩孔
缩孔是在饱和性粘土、淤泥质黏土,特别是处于流塑性状态的土层中出现的特有现象。其原因是此类地层含水高、塑性大,钻头经过后钻孔壁回缩,从而导致钻孔的直径小于设计的桩直径。针对发生缩孔的原因,采取块、卵石土回填,而后用重量较大的冲击钻冲击,挤紧钻孔孔壁的办法处理;或者采用在导正器外侧焊接一定数量的合金叶片进行旋轉清理的办法。
六、结束语
综上所述,钻孔灌注桩的应用范围的不断扩大,所发挥的作用也将更大。施工人员要做好施工管理,对常见的问题采取预防和防治措施,保证施工的顺利进行,以优质精品工程促进交通运输行业的快速发展和进步。
参考文献:
[1]张磊.基于路桥施工的钻孔灌注桩技术应用研究[J].河南科技,2013,54(5):151.
[2]刘广斌.处理钻孔灌注桩质量缺陷[J].北京:交通世界,2012,45(12):56
【关键词】 市政工程;钻孔灌注桩;技术;施工
一、前言
在路桥施工中,钻孔灌注桩是一种常见的施工技术,其工艺简单、成本低而且承载能力强,在市政公路桥梁中得到广泛应用。
二、钻孔灌注桩施工技术
钻孔灌注桩,是桩基础的一种表现形式,主要是利用钻机等工程机械,通过人力挖掘、机械钻孔、钢管挤土等形式,在施工现场的相应位置形成桩孔,利用安装在桩孔中的钢筋笼以及浇筑的混凝土,形成钢筋混凝土桩,通过一定数量的桩组成地基基础。
钻孔灌注桩可以有效解决软土地基和复杂地基承载力不足或者施工困难的问题,有效提升基础的承载力,同时施工过程中振动小、噪音低,对周边居民的生活影响较小;可以根据施工的实际需求,灵活设置桩身的长度、桩径、形状等,适用范围广;施工工艺简单,应用设备简,具有良好的可操作性;施工成本低等。这些特点,使得钻孔灌注桩在路桥施工工程中得到了极为广泛的应用。
三、钻孔灌注桩施工技术在市政桥梁施工中的应用
1、工程概况
某市政桥梁工程总长度为362.6m,双向2车道,桥梁总宽度约14.3m,由于该桥梁工程位于市中心,工程周围建筑众多,为了尽可能的避免施工振动对周边环境造成影响,由于钻孔灌注桩施工技术具有振动小、噪音低以及对周边环境影响小等方面的特点,该市政桥梁选择采用钻孔灌注桩施工技术。
2、施工工艺技术
(1)定位
在施工前,需要对桩位进行测定,这是施工的第一个环节,同时也是关系施工顺利进行的重要环节。要通过对桥梁承载力分担情况的合理计算,对桩位进行精确定位。
(2)护筒埋设
护筒埋设的目的,是为后续的施工提供便利,因此要确保埋设的质量。在该工程中,由于涉及水下施工,需要用到潜水钻,因此护筒内径应该比钻孔的直径高出约50cm,留出充足的施工空间。在埋设过程中,需随时对其垂直度进行检查和校正,确保护筒位置的精准度。
(3)泥浆制备
泥浆壁钻孔灌注桩需要在施工前做好泥浆的制备工作,避免对于施工进度的影响。针对该工程的实际需求,采用粘土、水以及相应的添加剂制成泥浆,并对其比重和粘度进行了明确规定:粘度为28-30之间,相对密度1.3,胶体率要达到95%以上。
(4)钻孔
在钻机安装完成后,就需要进行钻孔施工。作为钻孔灌注桩施工中的关键环节,在钻孔过程中,要切实做好管理和控制工作,针对不同的地层,选择不同的钻头和钻孔方式。例如,对于坚硬的土层,可以采用大冲程冲击的方式,提升冲击力度,对于软土地层,采用中小冲程的冲击方式,保证钻孔质量。对于岩层。则必须首先进行爆破作业,然后才能进行钻孔,以免出现钻头的损坏。
(5)清孔
在钻孔完成并达到设计要求后,要及时进行清孔工作,清除孔底的残渣和多余泥浆,对泥浆的密度、含砂率和黏度等进行控制,一般含砂率要控制在8%以下。要切实保证清孔质量可以满足设计施工要求后,才能进行下一个工序的施工。
(6)制作钢筋笼和吊装施工
钢筋骨架的制作应该符合施工要求,长骨架通常采用分段制作的方式,其分段的长度由运输与吊装条件决定。钢筋制作与吊装后应高达到骨架底面高程±45mm、骨架顶端高程±15mm、骨架中心平面位置±15mm、骨架保护层厚度±15mm、倾斜度±0.45%、外径±9mm、箍筋间距±15mm。
(7)混凝土灌注施工
市政桥梁工程进行混凝土灌注施工时,通常采用汽车泵送混凝土进行灌注,首灌混凝土至关重要,其直接关系到整根桩的质量,当首灌灌注正常后,不能中途中断,而是应该保证灌注的连续性。当混凝土运到施工现场后,应该计算出首灌混凝土的量,然后将混凝土放在漏斗中进行灌注施工,迅速打开漏斗阀门,让混凝土以较大的冲力落下,保证压力能够将套筒内的水全部压出,保证混凝土能够进行顺利封底。当首灌施工完成后,根据施工设备以及施工环境进行适当的调节,但是灌注的过程中不允许出现长时间的停滞,应该保证在混凝土的初凝时间内完成灌注施工。在灌注的过程中应该保证埋管的深度在3m-6m之间,同时保证混凝土能够顺利的留下,以此保證混凝土不会因为接触水而导致混凝土离析,影响桩的质量。当混凝土的强度达到5MPa后进行护筒的拆除。在进行混凝土灌注施工的过程中,应该由专门的技术人员全面的记录灌注的是构建、混凝土面的深度、导管埋深以及导管拆除等信息。
四、施工质量控制
质量控制的范围是十分广泛的,包括材料控制、人员控制以及施工控制等。对于材料控制而言,主要是结合工程设计要求,选择质量良好的水泥、骨料、钢筋等,避免材料问题影响施工质量;对于人员控制来说,一方面要加强对于施工人员的培训和技术指导,做好技术交底工作,另一方面,要加强对于管理人员的培训,提升施工现场管理的水平,对施工进行合理安排和指导。而施工控制,主要是指工程施工企业以及监管部门要充分重视,在施工现场设置专门的监管队伍,对整个施工过程进行全程监督和管理,保证各项技术的顺利实行,切实保证钻孔灌注桩施工的质量符合工程的建设和使用要求。
五、钻孔灌注桩施工的事故处理
1、塌孔
造成塌孔的原因有
(1)松散卵石、砂砾石或流砂层地基、泥浆浓度不够;
(2)有承压水地层水头不够;
(3)淤泥质地基,护筒埋深不够;
(4)砂质地基,钻进速度过快。一般处理方法主要是找出塌孔原因,回填砂砾混粘土,静置一段时间,重新钻孔。 2、卡钻
钻孔经过岩层分界面时相邻岩层强度差别较大、操作中因为未及时根据地质情况调整钻头的行程等原因引起“卡钻”现象。针对发生“卡钻”的原因采取相应的方法处理:
(1)由于“探头石”引起的卡钻现象,可以适当往下放钻头,而后强力快速往上提,使“探头石”受瞬间冲击缩回,从而顺利提起钻头。
(2)因钻头穿过岩层突变处导致的卡钻,优先采用水下爆破的方法进行处理。在整体岩层中此方法容易奏效,砂土地层中不宜采取此方法处理。
(3)由于机械故障导致钻头在浓泥浆中滞留时间过长造成的钻头无法提升现象,应采取插入高压水管置换泥浆的方法进行处理。
3、掉钻
由于机械故障、钢丝绳断裂、孔壁坍塌等因素造成钻头落入孔底的现象通常称掉钻。发生掉钻后,应及时采取恰当的方法打捞。
(1)钻孔壁稳定的情况,直接用钻机起吊打捞器入孔进行打捞。打捞前,先探明钻头在孔中的位置,为制定打捞方案提供依据。打捞设备和打捞操作方法必须保证在抓住钻头后尽量一次成功,避免起吊至空中再度落入孔中的现象发生。
(2)钻孔壁出现局部坍塌时,应先加大孔内泥浆的浓度,将旋转钻头放入安全的深度范围搅动泥浆以加强钻孔壁,而后采取“气举法”清除钻头上方的沉积土和淤泥,确认钻头已露出后再实施钻头的打捞工作。钻孔壁随时有继续坍塌可能时,先在孔内安装长钢护筒、搅拌桩围护等方法加固钻孔壁,而后打捞钻头。
4、缩孔
缩孔是在饱和性粘土、淤泥质黏土,特别是处于流塑性状态的土层中出现的特有现象。其原因是此类地层含水高、塑性大,钻头经过后钻孔壁回缩,从而导致钻孔的直径小于设计的桩直径。针对发生缩孔的原因,采取块、卵石土回填,而后用重量较大的冲击钻冲击,挤紧钻孔孔壁的办法处理;或者采用在导正器外侧焊接一定数量的合金叶片进行旋轉清理的办法。
六、结束语
综上所述,钻孔灌注桩的应用范围的不断扩大,所发挥的作用也将更大。施工人员要做好施工管理,对常见的问题采取预防和防治措施,保证施工的顺利进行,以优质精品工程促进交通运输行业的快速发展和进步。
参考文献:
[1]张磊.基于路桥施工的钻孔灌注桩技术应用研究[J].河南科技,2013,54(5):151.
[2]刘广斌.处理钻孔灌注桩质量缺陷[J].北京:交通世界,2012,45(12):56