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摘要:钻孔灌注桩虽然具有低噪音、小震动、无挤土,对周围环境及邻近建筑物影响小,能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力,适应各种地质条件和不同规模建筑物等优点,在桥梁、房屋、水工建筑物等工程中得到广泛应用,已成为一种重要的桩型。但随着社会经济发展的需要,钻孔灌注桩的桩长和桩径不断加大,单桩承载力也越来越高,同时,也使单柱单桩的设计成为可能。对于长桩、大桩,其施工难度大,易发生质量事故。而单柱单桩的设计,对桩的质量要求高,发生质量事故后,加固处理难度大,且费用较高。
关键词:钻孔灌注桩施工技术;道路桥梁;施工管理
1、钻孔灌注桩技术概述
钻孔灌注桩技术由于具备其他技术所没有的优点,如有较大的承载力、成桩不会受到地层因素的约束、施工时需要的机器设备较为,同时具有较强的适用性强等,并且可以把所有上部结构传来的静载或者动载以较均匀的形式传递到深层稳定的土层中去,因而使基础沉降以及不均匀沉降等问题得到有效的解决,是一种安全且可靠的施工技术。但是这种技术施工质量情况会对建筑施工工程的质量产生直接的影响。
2、钻孔灌注桩施工管理要点
2.1 孔的垂直度
钻孔灌注桩的垂直度是保证承载能力的重要一环,目前绝大多数的施工现场不检查垂直度,有的单位没有检查设备或根本不知道如何检测,有的单位则因测孔斜费时费力不愿多此一举。斜率超标,桩的受力状态被改变,桩头偏位,影响上部结构质量,严重影响钢筋笼的安置;在砂土类地层中孔壁极易塌孔,沉渣不宜清除。
为避免钻孔倾斜,在钻机就位和钻孔过程中,要随时注意校核钻杆的垂直度,发现倾斜及时纠正。对于地基不均匀、土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形,施工前必须作好准备。在不均匀地层中钻孔时,钻机自重大、钻杆刚度大较为有利。进入不均匀硬层、斜状岩层和碰到孤石时,钻速要打慢档。处理大孤石和坚硬岩石,采用自重大的复合式牙轮钻或换用冲击钻都是有效的方法。导正装置经工程实践表明,也是防止孔斜的簡单有效的方法。终孔后再发现孔斜纠正起来费时费力,且修孔常使桩的充盈系数增大,最大达1.6以上。
2.2 孔深
2.2.1测量有误达不到设计深度。一般施工队常用的测绳一经水泡就会出现收缩现象,有的收缩量可达lcm/lm左右,测50m的孔就会产生0.5m左右的误差。更大的测量误差是由于测绳易断引起的,断了以后不知道的人仍以断处为起点继续使用,往往可差数米。采用细钢丝测绳要当心数标松动错位。
2.2.2钻孔入岩深度达不到设计要求,更多的是由于地层分布不均匀,如岩层分布成倾斜状或起伏变化剧烈导致判断失误。反循环工艺和冲击钻成孔的桩,可采用岩样鉴别法。此外,还需注意每个桩的入岩和终孔的岩样最好留样备案,直至工程使用正常,沉降稳定。正循环工艺成孔的桩由于取不到完整岩样确定嵌岩深度很困难。较可靠的办法是认真分析钻探资料,根据各钻孔土层分布情况综合评判场地地质概况,然后做出岩层分布的等高线图,按等高线图确定成孔深度。因本法有一定的随机性,应适当加大安全系数,有时尚需适当补充钻探孔,在某些缺少钻孔的控制区域,也可用钻机换取芯钻头直接取岩芯判定。正循环工艺采用的方法难度大。
2.3 孔径
2.3.1由于孔径小于规范要求,桩的截面缩小,承载能力降低,实际上降低了桩的安全系数。
2.3.2软弱土层一般都在地层上部,缩颈现象也发生在此段,而桩的内力也是上段大,容易造成桩身抗压强度不够而破坏。
2.3.3由于孔径达不到要求,导致钢筋笼无保护层,桩的抗压弯能力削弱或丧失。防治的主要措施是加强对孔径的检测与控制,提高泥浆质量,增大泥浆比重和粘性及稠度。钻头直径应适当加大,也可采用处理孔斜的导正器法,在导正器上焊一定数量的合金刀片,在钻进或起钻的过程中起扫孔作用。
2.4 泥浆
2.4.1形成不了护壁泥膜或形成的泥皮粘附力差,易于脱落,导致孔壁稳定性差,在砂性土地层易于塌壁,在流塑状粘土层则易于缩孔。
2.4.2泥浆稠度大、比重大,含砂率高,形成的泥皮质量差、厚度大,大大降低桩的侧摩阻力。
2.4.3稠浆在钢筋笼钢筋上沉积粘附,导数钢筋与砼握裹力降低。泥浆比重过大,使得砼水下灌注阻力增大,降低砼的流动半径,使砼骨料大部分堆积在桩芯部位,而钢筋笼外几乎无骨料,不仅桩身质量不好而且桩的侧摩阻力也难以发挥。在空气中坍落度为21cm、扩散直径为38cm的砼,在水中坍落度下降为16.5cm、扩散直径为30.5cm,而在比重为1.2的泥浆中,坍落度则为14cm,扩散直径只有27cm。
2.5 沉渣与沉淤
一般把沉渣与沉淤混为一谈,凡是孔底的沉积物统称沉渣,实际上是有区别的。沉渣是钻孔过程中钻机切削和孔壁塌落的岩士,主要是砂、砾石和碎岩硝等,而沉淤则是比重大、稠度大的劣质泥浆由于空孔时间过长沉淀而成的流塑状混合物,沉淤的厚度往往大于沉渣,沉渣与沉淤均在桩底形成软弱隔层,能导致端承力丧失殆尽。沉淤的控制主要是提高泥浆质量和减少空孔时间。沉渣的清除采用反循环成孔工艺能达到较好的效果速度能达到2~3m/s.是正循环的40倍以上,故携渣能力强。为此,可采用正循环成孔,气举反循环清孔的工艺。
2.6 砼灌注
砼灌注是最后一道也是最关键的一道工序。首先必须严格按设计强度配制砼。许多施工单位都是现场搅拌砼,其常见问题一是砂石的含泥量偏大;二是配料的计量不准确;三是水泥保管不善受潮。
当施工单位机械化程度低时,现场搅拌砼可采用卧式大斗,在地面装满料,再用吊车吊起与导管连接进行灌注。在保证上述砼材料质量合格的前提下,如每一斗砼灌注下去孔口返浆激如泉涌,则灌注质量一定好,如孔口返浆弱如渗流,甚至反复升降导管不见泥浆返流,则灌注质量必定欠佳。
3、结束语
综上所述,随着我国现代化进程的不断推进,桥梁工程施工技术的不断发展,采用科学、有效的施工方法是公路桥梁施工关键所在。公路桥梁钻孔灌注桩施工应注重各个环节的细节性问题,进行科学、规范的施工,整体提高公路桥梁施工的质量,进而有效防止施工中意外的发生,保障人民的生命和公共财产安全,进一步推动社会经济可持续发展。
参考文献:
[1]朱伟胜.议公路桥梁钻孔灌注桩施工技术[J].城市建筑2013,67(22):280.
关键词:钻孔灌注桩施工技术;道路桥梁;施工管理
1、钻孔灌注桩技术概述
钻孔灌注桩技术由于具备其他技术所没有的优点,如有较大的承载力、成桩不会受到地层因素的约束、施工时需要的机器设备较为,同时具有较强的适用性强等,并且可以把所有上部结构传来的静载或者动载以较均匀的形式传递到深层稳定的土层中去,因而使基础沉降以及不均匀沉降等问题得到有效的解决,是一种安全且可靠的施工技术。但是这种技术施工质量情况会对建筑施工工程的质量产生直接的影响。
2、钻孔灌注桩施工管理要点
2.1 孔的垂直度
钻孔灌注桩的垂直度是保证承载能力的重要一环,目前绝大多数的施工现场不检查垂直度,有的单位没有检查设备或根本不知道如何检测,有的单位则因测孔斜费时费力不愿多此一举。斜率超标,桩的受力状态被改变,桩头偏位,影响上部结构质量,严重影响钢筋笼的安置;在砂土类地层中孔壁极易塌孔,沉渣不宜清除。
为避免钻孔倾斜,在钻机就位和钻孔过程中,要随时注意校核钻杆的垂直度,发现倾斜及时纠正。对于地基不均匀、土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形,施工前必须作好准备。在不均匀地层中钻孔时,钻机自重大、钻杆刚度大较为有利。进入不均匀硬层、斜状岩层和碰到孤石时,钻速要打慢档。处理大孤石和坚硬岩石,采用自重大的复合式牙轮钻或换用冲击钻都是有效的方法。导正装置经工程实践表明,也是防止孔斜的簡单有效的方法。终孔后再发现孔斜纠正起来费时费力,且修孔常使桩的充盈系数增大,最大达1.6以上。
2.2 孔深
2.2.1测量有误达不到设计深度。一般施工队常用的测绳一经水泡就会出现收缩现象,有的收缩量可达lcm/lm左右,测50m的孔就会产生0.5m左右的误差。更大的测量误差是由于测绳易断引起的,断了以后不知道的人仍以断处为起点继续使用,往往可差数米。采用细钢丝测绳要当心数标松动错位。
2.2.2钻孔入岩深度达不到设计要求,更多的是由于地层分布不均匀,如岩层分布成倾斜状或起伏变化剧烈导致判断失误。反循环工艺和冲击钻成孔的桩,可采用岩样鉴别法。此外,还需注意每个桩的入岩和终孔的岩样最好留样备案,直至工程使用正常,沉降稳定。正循环工艺成孔的桩由于取不到完整岩样确定嵌岩深度很困难。较可靠的办法是认真分析钻探资料,根据各钻孔土层分布情况综合评判场地地质概况,然后做出岩层分布的等高线图,按等高线图确定成孔深度。因本法有一定的随机性,应适当加大安全系数,有时尚需适当补充钻探孔,在某些缺少钻孔的控制区域,也可用钻机换取芯钻头直接取岩芯判定。正循环工艺采用的方法难度大。
2.3 孔径
2.3.1由于孔径小于规范要求,桩的截面缩小,承载能力降低,实际上降低了桩的安全系数。
2.3.2软弱土层一般都在地层上部,缩颈现象也发生在此段,而桩的内力也是上段大,容易造成桩身抗压强度不够而破坏。
2.3.3由于孔径达不到要求,导致钢筋笼无保护层,桩的抗压弯能力削弱或丧失。防治的主要措施是加强对孔径的检测与控制,提高泥浆质量,增大泥浆比重和粘性及稠度。钻头直径应适当加大,也可采用处理孔斜的导正器法,在导正器上焊一定数量的合金刀片,在钻进或起钻的过程中起扫孔作用。
2.4 泥浆
2.4.1形成不了护壁泥膜或形成的泥皮粘附力差,易于脱落,导致孔壁稳定性差,在砂性土地层易于塌壁,在流塑状粘土层则易于缩孔。
2.4.2泥浆稠度大、比重大,含砂率高,形成的泥皮质量差、厚度大,大大降低桩的侧摩阻力。
2.4.3稠浆在钢筋笼钢筋上沉积粘附,导数钢筋与砼握裹力降低。泥浆比重过大,使得砼水下灌注阻力增大,降低砼的流动半径,使砼骨料大部分堆积在桩芯部位,而钢筋笼外几乎无骨料,不仅桩身质量不好而且桩的侧摩阻力也难以发挥。在空气中坍落度为21cm、扩散直径为38cm的砼,在水中坍落度下降为16.5cm、扩散直径为30.5cm,而在比重为1.2的泥浆中,坍落度则为14cm,扩散直径只有27cm。
2.5 沉渣与沉淤
一般把沉渣与沉淤混为一谈,凡是孔底的沉积物统称沉渣,实际上是有区别的。沉渣是钻孔过程中钻机切削和孔壁塌落的岩士,主要是砂、砾石和碎岩硝等,而沉淤则是比重大、稠度大的劣质泥浆由于空孔时间过长沉淀而成的流塑状混合物,沉淤的厚度往往大于沉渣,沉渣与沉淤均在桩底形成软弱隔层,能导致端承力丧失殆尽。沉淤的控制主要是提高泥浆质量和减少空孔时间。沉渣的清除采用反循环成孔工艺能达到较好的效果速度能达到2~3m/s.是正循环的40倍以上,故携渣能力强。为此,可采用正循环成孔,气举反循环清孔的工艺。
2.6 砼灌注
砼灌注是最后一道也是最关键的一道工序。首先必须严格按设计强度配制砼。许多施工单位都是现场搅拌砼,其常见问题一是砂石的含泥量偏大;二是配料的计量不准确;三是水泥保管不善受潮。
当施工单位机械化程度低时,现场搅拌砼可采用卧式大斗,在地面装满料,再用吊车吊起与导管连接进行灌注。在保证上述砼材料质量合格的前提下,如每一斗砼灌注下去孔口返浆激如泉涌,则灌注质量一定好,如孔口返浆弱如渗流,甚至反复升降导管不见泥浆返流,则灌注质量必定欠佳。
3、结束语
综上所述,随着我国现代化进程的不断推进,桥梁工程施工技术的不断发展,采用科学、有效的施工方法是公路桥梁施工关键所在。公路桥梁钻孔灌注桩施工应注重各个环节的细节性问题,进行科学、规范的施工,整体提高公路桥梁施工的质量,进而有效防止施工中意外的发生,保障人民的生命和公共财产安全,进一步推动社会经济可持续发展。
参考文献:
[1]朱伟胜.议公路桥梁钻孔灌注桩施工技术[J].城市建筑2013,67(22):280.