刍议桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术

2011-12-31曾发根

中国新技术新产品 2011年2期

曾发根曾芳

（宜春市公路管理局直属分局，江西宜春 336000）

一、钻孔灌注桩施工前准备：

(一)场地准备

施工前将场地平整好,以便安装钻机。本桥位2#～4#墩处于水中,且水深常年在6～7m左右,采用土袋围堰筑岛,用粘土修筑一条长30m、顶宽5m的E形岛,并压实,平台高于常水位0.5m，填土外部包编织袋,以防冲刷.若墩台位于无水岸滩,钻机位置处应清除杂物、换填软土、平整夯实,场地有浅水时,可用土或草袋围堰筑岛；场地有深水或陡坡时,可用木桩或钢管桩架设平台,水深但水流平稳时,条件许可,也可将施工平台设在浮船上(需计算结构强度、刚度,验算稳定性)。本工程2#墩处于浅水使用围堰筑岛，3-4#墩处于深水因此采用钢管桩架设平台.

(二)埋置护筒

护筒制作要求:坚固、耐用、不易变形、不漏水、装卸方便并能重复使用。一般用木材、薄钢板或钢筋混凝土制成。这里采用直径为2m长度2m的钢护筒。

①护筒的作用：1.固定桩位,并作钻孔导向；2.保护孔口防止孔口土层坍塌；3.隔离孔内孔外表层水,并保持孔内水位高出施工水位以稳定孔壁。②护筒埋置需注意事项：护筒平面位置埋设准确(偏差不大于50mm2)，护筒顶部标高应高出地下水位和施工水位1.5～2.0m。护筒溢浆口应高出地面0.2～0.3m3)，护筒底应低于施工最低水位(一般低于0.1～0.3m即可)。埋设护筒挖坑只需比护筒直径大0.5～1.0m就行,护筒四周用粘土夯填密实,护筒底必须在稳定的粘土层中,否则换填粘土并夯实,厚度不小于50cm。

(三)制备泥浆

在0#台、1#和2#墩、5#墩、6#台的位置修建泥浆池。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1.1～1.3之间,由于本桩基处于卵石及岩层中,泥浆比重为1.3左右.粘度在22～30Pa/S,含砂率≤4%.

(四)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,并在钻进过程中经常检查。

二、钻进成孔：

利用钻锥(45kN)不断地提锥、落锥反复冲击孔底土层,把土层中泥砂、石块挤向孔壁或打成碎渣,钻渣悬浮于泥浆中,利用掏渣筒取出,重复以上过程冲击钻进成孔。在钻孔过程中应防止坍孔、孔形扭歪或孔斜,甚至把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,防止坍孔、钻孔偏斜、卡钻等情况发生.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.

三、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。钻孔完成后不再进尺,继续循环换浆清渣,直至达到清理泥浆的要求(泥浆比重不大于1.1).另外还有抽浆清孔和掏渣清孔的方法,根据实际情况采用适合的方法。

清孔时要注意的要点：必须保持孔内水头高度；灌注砼前孔底沉淀厚度不大于设计规定；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焊成钢筋骨架,用大吨位吊车吊入钻孔内就位,校正钢筋笼的位置并固定,防止灌注砼的时候钢筋笼上浮。若钢筋笼超过吊车的最高长度,钢筋笼宜分段安装,焊接就位.

四、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0.5～1.0m,最下面一节为4.9m,根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0.2～0.3m(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:

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1～3cm,最大粒径不大于4cm。C25水下砼配合比:普通425级水泥:河沙:碎石:水=1:1.62:2.43:0.53.坍落度为200mm,每立方米砼水泥用量为437kg,水灰比为0.53,砂率为40%。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。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,确保桩顶砼质量。预加值为0.5～1.0m。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3～5cm)

五、钻孔灌注施工中应注意的问题

①在施工图会审和开始挖掘前，技术负责人应认真研究钻探资料，分析地质条件，对可能出现的流砂、管涌、涌水以及有害气体等情况，应制定有针对性的安全防护措施。如对施工安全问题存在疑虑，应事先向有关单位提出意见，协商解决。②孔口周围要采取防护措施，防止孔口杂物落下伤人，如加高孔口护壁、设置孔口活动盖板等。③施工场地内的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作，电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。④防止有毒气体危害人员安全，当桩孔开挖深度超过5m时，每天开工前应进行有毒气体的检测；挖孔时要时刻注意是否有有毒气体，特别是当孔深超过10m时要采取必要的通风措施，风量不宜少于25L/s。⑤灌注桩身混凝土时，相邻10m范围内的挖孔作业应停止，并不得在孔底留人。⑥同时开挖的桩位间距不小于7m。⑦挖孔桩孔口要安设防护网盖，防止落石伤人。⑧爆破装药量要严格控制，禁止爆破人员在孔内点燃导火索。⑨每次爆破后，由领工员组织立即检查线路状况，当线路几何尺寸超过临时补休允许误差时，应在当日内处理完毕。