1、结合工程探讨公路桥梁钻孔灌注桩施工质量控制技术摘要:公路桥梁工程中桥梁桩基极为关键,桩基施工质量关系到整个建筑物的工程质量，桥梁桩基由于深埋在地表下,而且多数施工区域地下水较高,因此桩基的质量一直都较难以控制,况且桩基质量将直接影响桥梁的整体质量。本文结合某桥桩基施工案例,探讨分析了桥梁钻孔灌注桩桩基施工质量控制技术，可供大家交流。 关键词: 桥梁桩基础；钻孔灌注桩；施工质量 中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号： 近年来，随着我国公路建设规模的进一步扩大，公路桥梁取得了前所未有的发展，其施工技术也有较大的提高，其中桩基施工尤为明显。桥梁桩基多采用钻孔灌注桩施工。钻孔灌注桩作为
2、一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点。灌注桩属于隐蔽工程，其施工工艺要求高。由于影响灌注桩施工质量的因素很多，施工过程中的每个环节，包括围堰筑岛、护筒埋设、钻孔、成孔、钢筋笼安放、水下混凝土浇筑等施工环节的各项施工措施都必须严格落实到实处，才能按期顺利完成施工任务，并确保各项技术指标均能满足设计和规范要求。本文结合工程实例，主要对公路桥梁桩基施工中运用钻孔灌注桩施工达质量控制技术进行了分析，可供同仁参考。 施工准备工作 1.1 钻孔灌注桩施工方案的审核 根据设计图纸、地质报告、现行规范标准以及现场勘查结果，审查施工方案的编制依据、施工工艺流程、技术指标、安全措施等内容是否符合要求
3、。同时还应审查施工方案中处置突发事件的应急预案是否符合要求。对于施工方案的审核应具有前瞻性，要善于提出问题、发现问题，避免在实施过程中处于被动境地。 1.2 根据施工方案检查施工准备情况 检查灌注桩使用水源，泥浆循环系统应设置沉淀池、泥浆池；导管应检查其出厂合格证并做水密性承压试验；灌注混凝土的料斗尺寸应与方案中初灌量的要求相符合；原材料应按规范要求严把质量关，杜绝不合格材料使用于工程；督促承包商按照一放二复的测量程序实施放样复核工作。确保桩位的偏差符合规范要求；钻机就位前，检查护筒埋设高度、位置是否满足设汁要求；钻机就位后，检查其水平、稳固情况；钻杆应保持铅锤线，成孔时应适当抽检进、出泥浆指
4、标，发现超标时及时调整：施工单位须配备专职记录人员，及时记录成孔过程中的各项参数，记录必须真实、准确。 1.2.1 场地准备。 施工前将场地平整好,以便安装钻机。本桥主桥 8#、9#墩承台采用拉森钢板桩围堰施工，其余各墩承台（系梁）采用 22#槽钢支护，对于处于池塘中的 3#、5#墩系梁，先将池塘水抽干，填筑施工平台，然后采用22#槽钢支护，再进行开挖作业。 1.2.2 机具的选择。 目前常用的钻具有旋转钻、冲击钻及冲抓钻 3 种类型。旋转钻主要用于粘质土、砂土、砾、卵石粒径小于钻杆内径 2/3 ,含量少于 20%的碎石土；成孔直径 80250cm,成孔深度一般不大于 50m。 冲击钻主要用于
5、岩土类的桩，也有用于其他土类的桩基施工；成孔直径 80200cm,成孔深度一般不大于 50m。 冲击钻主要用于淤泥、粘质土、砂土、砾石及卵石。成孔直径60150cm,成孔深度 2040m。 根据工程土质情况、桩基直径、桩长选用合适的机械,本桥全长681.62m，桥跨布置为 730m+（68+120+68）m+630m+310m，其中主桥采用 68+120+68m 变截面预应力现浇连续梁桥，引桥主要采用 30m 预制拼装小箱梁，但引桥终点位置为满足村道与本桥分离交叉，保证桥下3.5m 净空高度，引桥终点段采用 3 跨 10m 预应力空心板结构，先简支后桥面连续，以有效降低梁高。被交道路在桥下适当
6、下挖 40cm，高程控制在 6.0m。主桥下部交接墩采用实体墩，主墩采用空心薄壁墩，下接承台，钻孔灌注桩基础，钻孔桩直径 180cm。引桥桥墩采用盖梁接柱，钻孔灌注桩基础，钻孔桩直径 150cm（10m 预制板桥墩采用 100cm 桩接 90cm 柱） ，其中 0 号桥台采用肋板台，19 号桥台采用桩接盖梁结构，钻孔桩直径为100cm。 工程地质为河床 15 米为粘土和亚粘土，以下 515 米为淤泥质土中间夹有 35 米中粗砂夹层，1620 米为中砂层，2148 米含粗砂约10%的亚粘土。根据桥位所在的地质情况，采用回旋钻机进行施工作业。 1.2.3 测量放样。 （1）设置三角闭合导线控制网，
7、使其符合施工规范要求，并对水准基点进行复测。 （2）采用坐标法测定墩台中线及桩位。 （3）设置控制桩志，并加设护桩（所有护桩应设置于稳固、通视的地方） 。 （4）对测量数据与直接丈量（钢尺）进行互为较核，确认无误并满足要求，可采用测量数据。 1.2.4 埋置护筒。 本桥护筒采用钢板制作，满足坚固、耐用、不易变形、不漏水、装卸方便并能重复使用的要求。护筒直径为 1.4m 每节长度为 2m。 1.2.5 制备泥浆。 根据本桥所在位置的实际情况，拟在 1#台 2#墩、4#墩和 5#墩之间的位置修建两个泥浆池。泥浆最好采用优质纯粘土或膨润土;若没有好的纯粘土或膨润土,或者远运都困难,可掺配少量添加剂改
8、善泥浆的性能。泥浆在钻孔中的作用:在孔内产生较大的静水压力,可防止坍孔;泥浆向孔外土层渗漏,在钻进过程中,因钻头的作用,孔壁表面形成一层胶泥,具有护壁作用,同时将孔外水流切断,能稳定孔内水位;泥浆比重大,具有挟带钻渣作用,利于钻渣排出。泥浆比重在 1.041.12 之间,由于本桩基于粘土及砂层相间的土层中,采用粘土作泥浆,泥浆比重为 1.12 左右，粘度在1625Pa/S ,含砂率4%。 1.2.6 安装钻机。 钻机是钻孔、吊放钢筋笼、灌注砼的支架。在钻孔过程中,成孔中心必须对准桩位中心,钻机必须保持平稳,不发生位移、倾斜和沉陷。钻机安装就位时,应详细测量,底座用枕木垫实塞紧,并在钻进过程中经
9、常检查。2.成桩的制作以及质量控制 2.1 钻进成孔 开孔时，应先启动泥浆泵和转盘，使孔内储备一定数量的泥浆后，才开始钻进。钻进开始时，应低速慢进，当达到一定深度时，可采用中速钻进，但遇砂层时，应放慢钻速，并适当提高泥浆稠度。利用钻锥不断地提锥、落锥旋转反复冲击孔底及周土层,把土层中粘土泥砂挤向孔壁或打成碎渣,钻渣悬浮于泥浆中,并通过泥浆泵的循环作用，使钻渣溢出。在钻孔过程中应防止坍孔、偏孔、钻头埋住或掉进孔内等事故,因此要注意下列各点: (1) 在钻孔过程中,始终保持孔内外的水位差和泥浆浓度,以起到护壁固壁作用,防止坍孔。 (2) 在钻孔过程中,应根据地质勘探情况控制钻进速度、调整泥浆稠度,
10、防止坍孔、钻孔偏斜、卡钻等情况发生。缓慢地钻进，为保证桩的垂直度,我们在施工中加强检校,出现偏孔，应马上采取措施进行纠偏，如无法纠偏,则应封孔，重钻。 (3) 钻孔宜一气呵成,不宜中途停钻以避免坍孔,若坍孔严重应回填重钻。 (4) 升降钻锥时，必须保持平稳，防止碰撞护筒、孔壁和挂钩护筒底部，折装钻杆要迅速准确。 （5）钻孔过程中应加强对桩位、成孔情况的检查工作。终孔时应对桩位、孔径、形状、深度、倾斜度及孔底情况按质量标准进行检查。合格后立即清孔、安放钢筋笼、灌注砼。 2.2 清孔及吊装钢筋笼 清孔的目的是除去孔底沉淀的钻渣和泥浆,以保证灌注的砼质量及承载力。清孔的方法:换浆清孔。钻孔完成后不再
11、进尺,继续循环换浆清渣,直至达到清理沉渣满足要求(泥浆比重不大于 1.05)。另外还有抽浆清孔和掏渣清孔的方法,可根据实际情况采用适合的方法。 清孔时要注意的要点: (1) 必须保持孔内水头高度; (2) 灌注砼前孔底沉淀厚度不大于设计规定; (3)不得用加深孔底的方法代替清孔。 钢筋笼的制作应按设计要求预先分段焊成钢筋骨架,用大吨位吊车或利用钻架上的卷扬机吊入钻孔内就位,校正钢筋笼的位置并固定,防止灌注砼后钢筋笼上浮。 2.3 灌注水下砼 终孔后待钢筋笼安装就位,接着安装导管。导管内径为 30cm 的钢管,壁厚 4mm,每节 2m,另有调整节,长度 0.51.0m,最下面一节为 4.9m,根
12、据孔深确定导管长度。导管两端用法兰盘及螺栓连接,并垫橡皮圈保证不漏水。在浇注砼前必须检查导管的密封性,确保导管密封不渗水。将导管居中插入到离孔底 0.20.3m(不得插入孔底沉淀的泥浆中) ,导管上口接漏斗,并设隔水栓。待漏斗中砼储备量足够后,放开隔水栓,砼从漏斗底迅速下落,孔内水位骤涨外溢,说明砼灌入孔内。足够数量的砼将导管内水全部压出,并使导管下口埋入孔内砼内 1.0m 以上,随着砼不断通过导管灌入孔内,孔内初期灌注的砼及上面的水、泥浆不断被顶托升高,不断提升导管和拆除导管,直至钻孔灌注砼完毕。 灌注水下砼是钻孔灌注桩施工最后一道关键性的工作,其施工质量严重影响桩的质量,必须注意以下几点:
13、 (1) 砼材料的要求:认真做好水下砼配合比设计,砼必须具有良好的流动性及和易性,为防止卡管,碎石粒径为 13cm ,最大粒径不大于4cm。C25 水下砼配合比: P.O32.5 级水泥:河沙:碎石:水:减水剂=1：1.82：2.51：0.44：0.03。坍落度为 200mm,每立方米砼水泥用量为420kg,水灰比为 0.44 (实际操作中水灰比为 0.5) ,砂率为 42%。坍落度为 20mm。 (2) 必须保证首批砼数量。为了保证首批砼能将导管内水全部压出并满足导管初次埋入深度的要求,应计算确定漏斗的最小容积。 (3) 砼必须拌合均匀,尽可能缩短运距和减少颠簸,防止砼离析而发生卡管事故。
14、(4) 灌注砼必须连续作业,避免任何原因中断灌注。砼的拌制和运输必须满足连续作业的要求。 (5) 在灌注过程中,要随时测量和记录孔内砼高度和导管入孔长度,以控制和保证导管埋入砼内有适当的深度,防止导管提升过猛,管底提离砼面或埋入过浅,而使导管内进水造成夹泥断桩,也要防止导管埋入过深,造成管内砼压不出或导管被砼埋住不能提升,导致中止灌注而断桩。埋管深度宜控制在 24m。若钢筋笼悬空,砼接近钢筋笼底部时,为防止钢筋笼上浮,一要放慢灌注速度,二是砼进入钢筋笼 12m 时,适当提高导管,减小导管埋置深度和加大钢筋笼下部的埋置深度。 (6) 灌注的桩顶标高应比设计值预加一定高度,此范围内的浮浆和砼应凿除
15、,确保桩顶砼质量。预加值为 0.51.0m。待砼灌注完毕后扒出钢护筒,及时清除多余的砼,但清理完后的砼还必须比设计高 20cm ,待砼达到强度后再凿除至设计标高。(实际施工中可留 35cm)。 (7) 在灌注即将结束时,应核对砼灌入数量,确定所测砼灌注高度是否正确。 (8) 养生,进行成桩检测。 5.结束语 公路桥梁桩基钻孔灌注桩施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实，并加强施工质量管理措施，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，并且对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制定出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录，以便有效地对桩基施工质量加以控制。
