桥梁钻孔灌注桩的施工工艺

雷 炜 王智华

摘要:本文介绍了桥梁钻孔灌注桩施工技术的程序和每道工序的具体要求,并对施工中应注意的问题进行了探讨。

关键词:钻孔灌注桩;施工工艺;桥梁施工;隐蔽工程

1 前言

在桥梁结构中,钻孔灌注桩作为一种基础形式,以其适应性强、成本适中、施工简便等特点,将被广泛地应用于公路桥梁及其他领域。灌注桩属于隐蔽工程,但由于影响灌注桩施工质量的因素较多,对其施工过程每一环节都必须严格要求,对各种影响因素必须详细考虑。本文对其施工工艺和质量控制做详细阐述。

2 钻孔前的准备工作

钻孔前的准备工作主要包括桩位放样,整理平整场地,布设施工便道,设置供电及供水系统,制作和埋设护筒,制作钻孔架,泥浆的制备和准备钻孔机具等。

2.1 场地整理

施工前,施工场地按不同情况进行处理。对于处在水中的钻孔桩基础都必须搭设施工平台;桩基处在旱地时,清除杂物后夯压密实即可。

2.2 护筒设置

在高速公路桥梁钻孔桩常使用钢护筒,采用3mm～5mm钢板制作。为保证其刚度,防止变形,在护筒上、下端和中部外侧各焊一道加劲肋。本合同段的钻孔桩直径为120mm和100 mm。根据钻孔桩直径,我们所做的护筒直径为145cm和125cm。护筒埋设时,其轴线对准测量所标出的桩位中心,护筒周围和护筒底接触紧密,保证其位置偏差不大于5cm,倾斜度不大于l%。

2.3 泥浆的制作

制浆前,先把黏土尽量打碎,使其在搅拌中容易成浆,缩短成浆时间,提高泥浆质量。制浆时,可将打碎的黏土直接投入护筒内,使用冲击锥冲击制浆,待黏土已冲搅成泥浆时,即可进行钻孔。多余的泥浆用管子导人钻孔外泥浆池贮存,以便随时补充孔内泥浆。

2.4 钻机就位

埋设好护筒后,即可进行钻机就位。本标段使用的钻机为卷扬机牵引式冲击钻和冲抓钻。就位时,只要使钻锥中心对准测量放样时所测设的桩位即可,其对中误差不得大于5cm。

3 钻孔工艺

3.l 冲击钻钻孔工艺

3.1.1 开钻前应注意的事项

开钻前,在护筒内多加一些黏土。地表土层松疏时,还要混合加入一定数量的小片石,然后注入泥浆和清水,借助钻头的冲击把泥膏、石块挤向孔壁,以加固护筒角。为防止冲击振动使邻孔坍塌或影响邻孔已灌注砼的凝固,必须等邻孔砼灌注完毕并达到一定的强度后方可开始钻孔。

冲击钻孔时宜用小冲程,当孔底在护筒脚下3mm后,可根据实际情况适当加大冲程。在钻孔桩上部淤泥段,考虑采用冲抓钻,一方面可防止坍孔,另一方面可以适当加快施工进度。

钻机安装处事先整平夯实,以免在钻孔过程中钻机发生倾斜和下陷而影响成孔的质量。钻机必须固定牢固,严禁在钻孔过程中钻机移位。钻孔时,随时察看钢丝绳的回弹情况,耳听钻锥的冲击声,以判别孔底情况,坚持勤松动,少量松绳的原则。孔内水泥浆水平面须高出护筒脚至少0.5m以上,以免泥浆面荡漾损坏护筒脚孔壁,但要比护筒顶面低0.3m.防止泥浆溢出。冲击过程中勤抽渣,勤检查钢丝绳和钻头的磨损情况,预防安全质量事故的发生。

3.1.2 抽渣时应注意的几个问题

及时向孔内补浆或补水,如向孔内投放黏土自行造浆,在抽渣后随着冲击投放黏土,不宜一次倒进很多,防止黏结。

抽渣筒放到孔底后,要在孔底上、下提放几次,使其多进些钻渣,然后提出。

钻头刃口在钻井中不断磨损,直径磨耗不得超过1.5cm,每班开钻前检查钻头直径、及时补焊,不宜中途修补,以免卡钻。准备备用钻头,轮换使用和修补。

3.2 回转钻钻孔工艺

3.2.1 初钻

先启动泥浆泵和转盘,使之空转一段时同,待泥浆输进一定数量后,方可开始钻进。接、卸钻杆的动作要迅速、安全,争取在最短时间内完成,以免停钻时同过长,增加孔底沉淀。

3.2.2 钻进时的操作要点

开始钻进时,进尺应适当控制,在护筒刃脚处,应低档慢速钻进,使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下lm后,可按土质以正常速度钻进。如护筒土质松软发现漏浆时,可提起钻锥,向孔中倒人黏土,再放下钻锥倒转,使胶泥挤人孔壁堵住漏浆孔隙,稳住泥浆继续钻进。

在黏土中钻进,由于泥浆黏性大,钻锥所受阻力也大,易糊钻。易选用尖底钻锥、中等转速、大泵量、稀泥浆钻进。

在砂土或软土层钻进时,易坍空孔。易选用平底钻锥,控制进尺,轻压,低档慢速,大泵量,稠泥浆钻进。

在轻亚黏土或亚黏土夹卵、砾石层中钻进时,因土层太硬,会引起钻锥跳动和钻杆摆动加大及钻锥偏斜等现象,易使钻机超负荷而损坏。宜采用低档慢速,优质泥浆,大泵量,两级钻进的方法钻进。

钻进过程中,每进尺2m～3m,应检查钻孔直径和竖直度,检查工具可用圆钢筋笼径D等于设计桩径,高度3m～5m)吊人孔内,使钢筋笼中心与钻孔中心重合,如上下各处均无挂阻,则说明钻孔直径和竖直度符合要求。

3.3 检测和清孔

钻孔完成后,必须检测孔深、直径和倾斜度,其中孔径和孔深须达到设计要求,倾斜度不得大于l%。清孔就是在吊放钢筋笼之前,对孔内的石渣、泥浆进行必要的清理,做到孔内含泥量、含渣量和孔底沉渣符合设计及图纸要求。

3.4 泥浆排放

对钻孔、清孔、灌注砼过程中排出的泥浆,根据现场情况引人到适当地点进行处理,以防止对河流及周围环境的污染。

4 钢筋笼的制作和吊装就位

4.1 材料

制作钢筋笼所使用钢筋的种类、型号和直径需符合设计图纸的规定。其Ⅱ级钢筋的力学性能符合《钢筋砼用热轧带肋钢筋》(GB l499-91)之规定;I级钢筋的力学性能符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB 13013——91)之规定。

4.2 钢筋笼的安装

为保证钢筋笼外砼保护层的厚度符合设计要求,在其上、下端及中间每隔2m在一横截面上设置4个钢筋“耳环”。

钢筋笼吊装之前,先对钻孔进行检测。检测使用的探孔器直径和钻孔直径相符,主要检测钻孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋安装的障碍物,如突出尖石、树根等,以确保钢筋笼的安装。

钢筋笼吊装时对准孔位,尽量竖直轻放、慢放,遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落,无效时,立即停止下落,查明原因后再安装。不允许高起猛落,强行下放,防止碰撞孔壁而引起坍塌。

入孔后牢固定位,容许偏差不大于5cm,并使钢筋笼处于悬吊状态。

5 灌注水下混凝土

用直径20cm导管灌注水下混凝土,仔细检查导管焊缝,并做封闭水试验;导管底部应高出孔底30-40cm,埋入混凝土内深度2～3m,上端应设附着振动器,提升速度要慢;开管的混凝土数量应满足导管埋入混凝土深度的要求,开管前要备足相应的数量;混凝土要连续灌注,中断时间不超过30min,灌注的桩顶标高应高出设计标高0.5m以上;混凝土落度为18～22cm以离心堵管;保证施工现场清洁。

6 清理桩头

等桩头砼强度达到设计值的25%时,立即拆除护筒并凿除桩头多余砼。达到桩顶设计标高,桩头砼采用人工手工凿除.不能采用爆破或其他影响桩身质量的方法进行。

结束语

在桥梁工程建设中,桥梁钻孔灌注施工技术是一种比较常见的施工工艺,但在常见的施工过程中也有很多问题值得我们注意和解决。因此,加强和提高桥梁钻孔桩施工工艺是确保桥梁建设质量和发展有效途径。总之,在桥梁钻孔桩施工中的技术合理,工艺得当,层层把关才能建成高品质的工程。