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摘 要:本文对公路桥梁建设中钻孔灌注桩的主要施工技术进行了研究探讨,供同行借鉴参考。 钻孔灌注桩施工工序很多,施工前必须安排好施工计划,编制具体的工艺流程。在实践过程中往往由于工艺不当,断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题时有发生,因此要运用科学、实用的工艺以确保工程质量。
关键词:公路桥梁 钻孔灌注桩 施工技术
一、护简埋设
护筒内径宜比桩径大20~40cm,且在护筒上、中、下端的外侧各焊一道加劲肋,在护筒的上口边缘开设溢浆口。护筒的埋设深度不小于1.5m.护筒顶端高出地下水位1.0~2.0m,同时高出施工地面0.3m。护筒埋设时必须注意保持护筒垂直,护筒中心线对正测量标定的桩中心线,偏差不得大于F50mm,倾斜度偏差不大于l%。钻进过程中应经常检查护筒是否发生偏移和下沉,并及时处理。
二、泥浆制备
钻孔泥浆一般由水、粘土(或膨胀土)和添加剂组成。制浆前,先将粘土打碎,使其易于成浆。缩短搅拌时间。钻孔泥浆选用优质粘土。有条件时可优先采用膨胀土制浆。
当使用的泥浆比重过小或泥浆入量不足时。桩底的沉渣浮起困难,沉渣将堆积在桩底,影响桩与地基的结合。另外,直径大于2.5m的大直径钻孔灌注桩对泥浆的要求较高,泥浆的选择应根据钻孔的工程地质、孔位、钻机性能、泥浆材料条件等确定。
三、钻孔
(1)钻机稳定地安装在钻孔的一侧,底座和顶端应平稳,在钻进中不应产生位移和沉陷,否则应及时处理。开始钻孔时保持钻锥稳定,应采用小冲程,慢速,使初开孔坚实。竖直能起导向作用,避免碰撞护筒。
(2)冲击中,如遇坚硬漂卵石,宜采用中、大冲程,操作时防止空锤和大松绳。遇有表面不平整的漂石,硬岩时,应先投入粘土夹小片石,将表面垫平后钻进。
(3)钻孔作业分班连续作业,并作好详细的钻孔记录,经常注意地层变化,查看地质资料,每进尺3m测钻杆的倾斜度,以便及时调整。钻孔时及时填写钻孔施工记录,交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。
(4)另外,在群桩施工时,打桩的顺序直接影响打桩速度和桩基质量。因此,应根据地层情况,桩距大小,桩机性能等综合考虑确定打桩顺序,减少桩机的移动和转向,提高打桩的效率。
四、清孔
在清孔排渣时必须保持孔内水位要保持在地下水位以上1.0~1.5m。且不宜过猛过快,防止坍孔及孔上涌。清孔后沉淀层控制在300mm以内,如果清孔后尚未开始灌注混凝土则应对孔底进行重新清孔。清孔方法有以下几种:
①采用换浆法清孔,用比重仪控制,采用正反循环旋转钻机,在钻孔完成后不停钻,不进尺,继续循环换浆清渣直至达到清理泥浆的要求。
②采用掏渣法清孔,用掏渣筒或锅锥掏清孔内粗粒钻渣。
③采用抽浆清孔法,用空气吸泥机,由风管将压缩空气输进排泥管,使泥浆形成密度较小的泥浆空气混合物,在水柱压力下沿排泥管向外排出泥浆和孔底沉渣,同时用水泵向孔内注水,保持水位不变直至喷出清水,或沉渣厚度达到设计要求为止。
五、钢筋笼制作及安放
钢筋笼应根据设计尺寸及钻架允许起吊高度整节或分节制作,并应在清孔前制成,经检查合格后方可使用。为控制保护层应在钢筋笼外侧设置垫块,其间距竖向为2m,横向周围不得少于4处。钢筋笼达到设计标高后,将其固定于孔口。
六、灌注水下混凝土
(1)按桩孔深度准备足够长度的混凝土灌注导管,管径在25~35cm之间,使用前赶行试拼,密封检查试验,保证导管和接口严嘧、牢固、拆卸方便。
(2)配制混凝土。粗骨料优先选用卵石,最大粒径不大于40mm且不大于导管内径的1/8及钢筋最小净距的1/4。砂用级配良好的中砂。混凝土水灰比在0.5~0.6。水泥用量不小于350kg/m3,含砂率为40%~50%,坍落为18~20cm,扩散度为34~38cm,混凝土初凝时间为3~4h施工中要严格确定混凝土的配合比,使混凝土有良好的和易性和流动性,坍落度损失亦满足灌注要求。
为了提高混凝土的流动性,防止堵管,混凝土原料选用的卵石、石子的含泥量应小于2%。为了使混凝土具有良好的保水性和流动性,应按合理的配合比将水泥、石子、砂倒入料斗后,先开动搅拌机并加入30%以上的水,然后与拌和料一起均匀加入60%的水,最后再加入10%的水,从加水到出料时间控制在60s内。www.tmgc8.com
(3)水下混凝土的灌注。将导管居中插入到离孔底30~40cm,导管上口接漏斗,在接口处设置隔水球。能把泥浆从导管中排走,并能把导管下口埋入混凝土,其深度不小于1.0m。
开始灌注混凝土后,应连续进行,并尽可能缩短拆除导管的时间。当混凝,接近和进入钢筋笼时,注意导管保持稍大的埋深,并放慢灌注速度,以减少混凝土的冲击力。当混凝土进入钢筋骨架一定深度后,应适当提升导管,使钢筋骨架在导管下口有一定的埋深。
在混凝土灌注后期,由于孔内压力较小,往往上部混凝土不如下部密实。在控制混凝土初凝时间的同时,必须合理地加快灌注速度,这对灌注质量十分重要,因此应做好灌注前的各项准备工作,以及在灌注过程中各道上序的密切配合工作。
另外,值得注意的是,孔径越大,首批灌注的混凝土量越大,由于混凝土量大,搅拌时间长,因此可能出现离析现象。此时晃动漏斗牵动导管的作用主要有两个:第一,有利于后续混凝土的顺利下落,否则混凝土在导管中留存时间稍长。第二,牵动导管增强混凝土向四周扩散,加强桩身与周边地层的有效结合,增大桩体摩擦力,同时加大混凝土与钢筋笼的结合力,从而提高桩基承载力。此时应当立即停止灌注混凝土,在准确计算导管埋深和已灌注混凝土的标高提升导管后再进行浇注。
七、结束语
钻孔灌注桩是公路桥梁建设中广泛应用的一种基础形式,它具有适应性强、施工操作简单、设备投入不大等优点。但由于钻孔灌注桩的施工大部分在地面以下进行,因此它又是最容易出现质量的一种基础形式,为了保证钻孔灌注桩成桩质量,确保桥梁基础工程安全,就必须掌握科学合理的钻孔港湾桩施工技术。