公路桥梁钻孔灌注桩施工技术探析

2015-03-21刘寿军

黑龙江交通科技 2015年3期

刘寿军

(贵州省镇远公路管理段)

1 施工准备工作

施工前，根据地质资料做好场地平整，探明和清除桩位处的地下障碍物，按平面布置图的要求做好施工现场的施工道路、供水供电、泥浆池和排浆槽等泥浆循环系统、施工设施布置、材料堆放等。制定详细的质量管理措施，明确施工工序检查程序，施工安全保障措施。明确施工的技术要求和安全生产措施，制定安全劳动保护措施，各安全生产设备必须在施工前进入现场。泥浆池设置在合理位置四周用围栏围挡并设置警示标志。

2 钻孔灌注桩施工工艺流程

钻孔灌注桩施工工艺流程一般分为:施工准备→泥浆制备→埋设护筒→桩机就位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拨出护筒→成桩质量检测。

2.1 施工准备

钻孔灌注桩施工前首先要做的工作就是场地的布设，依据施工的平面布置图布置好工程施工的水电系统、道路网和泥浆循环系统等等，其中要注意的一点就是保证施工场地的材料堆放有理有序，场地干净整洁;其次，钻孔灌注桩施工前应逐级进行图纸和施工方案交底，与此同时，认真的检查施工中将要用到的原料，避免不达标的原材料用于钻孔灌注桩。

2.2 施工泥浆制备及其处理

泥浆是钻孔灌注桩施工中必不可少的主要原材料，所以泥浆的制备及其处理必然会对工程的质量起着不可忽视的作用。泥浆制备中需要用到的材料包括土层和具有润滑粘连效果的膨润土两种。泥浆制作好了之后接下来就得开始制作泥浆护壁，由于护壁的制作过程可能需要进行水下钻孔桩基施工，而且施工场地的水位的涨落是不稳定的，所以护壁的泥浆面最好能高于地下水位1.5 m 最低也不能低于1 m，这样才能避免水的侵蚀。一般来说施工部位土层渗漏会影响到孔壁的稳定性，需要有相应的预防措施。

2.3 护筒的施工

泥浆制作完成后接下来就是护筒的安装和施工。护筒的施工过程中需要注意施工场地的地质状况，因为根据实地状况的不同其护筒的埋置深度也不相同，护筒的内径一般要大于桩径约30 cm，以确保施工过程中一定范围内的冲创不会影响到护筒的质量;护筒的安装深度和距离要依据施工现场具体的距离和尺寸大小标准来进行确定。而护筒与钻孔的孔壁之间需要使用较软的粘土进行填充，护筒平面位置的偏差一般不得大于50 mm，倾斜度的偏差不得大于1%。

2.4 钻孔机的安装与定位

钻孔机的安装和定位过程中最关键的工作就是确保安装地基的稳固。一旦地基的稳定性比较差，施工中就比较容易出现钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心这样的情况，影响工程的质量。一般来说，根据安装地段的地质状况来判断，对于地层较软和有坡度的地基，可以采用推土机将较高的坡土推平，在较软的地层垫上相应的钢板或枕木。

2.5 钻孔施工

钻孔施工是灌注桩基的关键一环，只有保证钻孔施工的质量才能确保灌注桩孔混凝土浇筑有良好的基础。施工的时候要注意确保钻机的平稳，并采用钢丝绳作为标尺控制好钻孔深度以及垂直度。为了保证钻孔的时候泥浆的水位不会出现较大的波动，确保表层的稳定性就需要及时进行灌浆。钻孔施完成之后还需要做一些后续工作，清理钻孔底部杂物并安装好钢筋笼。

2.6 清孔

在钻孔到位之后要立即进行清孔工作，将钻孔过程中产生的沉渣都清理干净，让混凝土和基岩接合得更加的完好，这样才能对提高桩底承载力真正有效。一般来说，要满足混凝土灌注前对泥浆性能的要求，要进行两次清孔:第一次清孔是钻进至设计深度后直接利用钻具进行的换浆清孔工作。这次清孔工作将为后继的工作做好良好的准备，这次清孔的过程中，其较强的冲力能很好的清理到大多数的杂物，比如体积偏大的泥块等也能被冲力排出孔外，承担了主要的清理工作。相对而言，第二次清孔的冲力或者吸力都大不如第一次清孔，因为第二次清孔采用截面粗的导管来进行清理的，是在下完钢筋笼和导管以后利用导管进行的清孔。第二次清孔的作用就是将泥浆中沉淀到孔底或是被钢筋笼撞到下去的泥块沉渣清理掉。

2.7 混凝土的浇筑

前期工序完成之后需要进行混凝土的浇筑施工。依据施工要求水下混凝土必须连续进行浇筑;灌注时及时拆除埋深了的导管，控制导管埋置的深度并按照孔内混凝土面的位置对其进行合理的调整;灌注接近规定标高时应严格检测，控制灌入量，为确保破除桩头后的混凝土质量桩顶需达到0.5～1.0 m。施工过程中要做好排水工作，避免下雨的时候雨水进入到钻孔内。

2.8 桩基质量检测与验收

质量检测可检验钻孔灌注桩成桩后承载力能否达到设计要求。这里仅指桩身结构完整性及桩承载力检测。桩身结构完整及桩的承载能力检测有钻芯法、动测法、声波透射法及射线法，以及静荷载试验法。在这几种试验法中只有声波透射法，其机理明确，设备简单，检测准确可靠，适用性广。由于单独使用静荷载法无法满足施工后沉降达到设计要求，而动测法还不能直接测出承载力值，所以通常将两者结合起来使用。

3 质量分析及控制重点

3.1 钻机成孔质量控制

成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量如控制得不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。因此，在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作:(1)采取隔孔施工程序。(2)确保桩身成孔垂直精度。(3)确保桩位、桩顶标高和成孔深度。

3.2 泥浆指标检测

(1)护壁用的泥浆应满足护壁要求，液面需高于地下水位0.5 m 以上，有条件时，以高于地下水位2 m 以上更好。若护壁的泥浆胶体率低、砂率大，则不仅护壁性能差，而且因其容重较大，势必产生沉淀速度过快的问题。(2)由于清孔时利用大功率的泥浆泵翻腾底部沉渣形成上升力，并利用泥浆的浮力将沉渣排出。因此检查沉渣厚度前须关闭泥浆泵切断排渣动力，并等待5～10 min 使底部较大颗粒的沉渣沉积，再使用测锤检测沉渣厚度。

3.3 钢筋笼制造和吊放质量控制

(1)钢筋笼制造前首先要检验钢材的质保资料，检验合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制造质量。钢筋笼在混凝土灌注前全体放入孔内。(2)灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔，直到孔口返浆比重持续小于1.10～1.20，测得孔底沉渣厚度小于50 mm，即抓紧吊放钢筋笼。钢筋骨架竖直吊装入孔，防止冲击护筒和孔壁形成坍孔。

3.4 灌注质量控制

(1)在设计配合比的基础上，现场的施工配合比要随水泥品种、砂、石料规格及含水率的变化进行调整。(2)混凝土搅拌必须有保证的时间和一个控制的塌落度。(3)浇灌混凝土的导管，在使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6～1.0 MPa，且应提交导管试压报告。在整个浇灌过程中，要随时了解混凝土的标高和导管的埋入深度。(4)注意首批混凝土量必须满足导管埋深不能小于1.5 m，所以漏斗和储料斗及漏斗和输送泵的混凝土储存数量要充足。(5)首批混凝土灌注正常后，必须连续进行，不得中断。否则先灌入的混凝土达到初凝，将阻止后灌入的混凝土从导管中流出，造成断桩。(6)为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌0.5～0.8 m 高度，待桩顶混凝土强度达到设计强度70%时，将其凿除。(7)灌注商品混凝土时，应及时联系混凝土供应商，确保混凝土连续供应连续浇注。水下混凝土根据规范要求应提高一个强度等级，混凝土到场后应检查出厂配比单，确保混凝土配比准确无误。