桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用

2021-01-07赵晨璇

黑龙江交通科技 2021年7期

关键词：加强筋清孔护筒

赵晨璇

(山西路桥第六工程有限公司，山西晋中 030600)

1 工程概况

某桥梁工程上部结构采用连续箱梁，下部结构采用柱式墩、柱式台和钻孔桩基础。其中，桩基的总桩数为32根，桩径为1.5 m，不同桥台和桥墩的桩长有所不同，0#和3#桥台的桩长为40 m，1#和2#墩的桩长为45 m。

2 施工技术

2.1 场地平整与施工放样

桩基施工区域场地应平整，施工前将地表杂物和植物清理干净，并对软土进行换填处理，并通过夯压达到密实。钻机底座必须处在坚实填土表面，防止产生差异沉降。对于场地大小，应能满足钻机与其它机械设备放置的要求。

场地平整处理完成后，根据设计要求开展测量，使桩位偏差处在允许范围之内。桩位测量和设置完成后，还需要在桩位的四角采用十字线的方法设置护桩。该十字线的中心要和桩位中心完全对准。

2.2 护筒埋设

(1)护筒采用钢板通过卷制而成，其壁厚以不会在施工中产生变形为准控制，直径要比设计确定的桩径大出20～40 cm，每节长度为1.5 m。将护筒埋设好以后，其顶部要比地面高出30 cm左右，并在护筒的周围使用粘土填充和夯实，避免渗漏，并防止钻孔中的水头过高。

(2)护筒的埋设主要采用挖孔的方式进行，根据桩位中心开挖出直径比设计桩径大40 cm左右的坑。将护筒埋设好后，其顶面中心偏位不能超过50 mm，竖直方向倾斜度不能超过1%。

2.3 钻机就位

钻机以反循环钻机为主，就位前需做好各项准备工作，如设备检查与维修等。将钻机安装好后，其底座与顶端必须保持平稳，不能发生位移与沉降。钻盘的中心需要和护筒的中心处于同一条直线，最大偏差不能超过2 cm。

2.4 泥浆制备

泥浆以质量合格的黏土或膨润土为宜，在施工现场可在护筒中投入适量黏土，然后采用钻锥以相对较小的冲程通过搅拌制成。钻进过程中，泥浆通过泥浆池进入到钻孔中和钻渣相混合，然后使用真空泵使混合料到达进渣口，再利用钻杆及出浆阀等排泄至沉淀池当中进行净化，经沉淀达到澄清之后再次进入钻孔中进行循环。

2.5 成孔、清孔

(1)钻孔开始前应先采用人工进行探孔，确定是否存在地下管线。

(2)在钻孔过程中，钻孔中的水位应比护筒外部高出1～1.5 m，钻头的起落速度应保持均匀，既不可太猛也不可突然变速，从钻孔中取出的土体不可堆放在周围。钻孔时，对钻杆予以稍提，以此在护筒内进行打浆，并使用泥浆泵进行泥浆循环，在浆液达到均匀后即可开始正式钻进。

(3)钻孔应做到一次性成孔，中间不允许停顿。钻进的进尺应适当，在护筒的底部，应使用低档钻进，使底脚产生坚硬泥皮。若护筒底部由于土质松软产生漏浆，需将钻头提起，向钻孔投入黏土，然后钻头进行倒钻，确保胶泥进入到孔壁当中对孔壁上的空隙进行填堵。钻进时还应关注土层发生的变化，每当进尺达到2 m进行一次渣样的捞取，以判断土层状况，做好记录。

(4)将桩孔钻到设计要求的标高后，由监理工程师检查桩孔的倾斜度、直径与深度，其中，桩孔的直径和深度都不能比设计要求的值小，而垂直度应不超过1%。检查时，若检孔器无法到底，则要提升钻杆实施扫孔。

(5)清孔过程中，桩孔中的水位不能比地下水位低。清孔的方法为换浆法，将钻锥提高到孔底以上10～20 cm的位置后进行空转，压入纯泥浆，将悬浮状态的钻渣换出。当换出的泥浆实际含砂率小于2%，且黏度在17～20 Pa·s范围内时，即可完成清孔。

2.6 钢筋笼制安

(1)制作钢筋笼时，先根据设计要求的尺寸做好加强箍筋，并标出主筋具体位置。将主筋放在平台表面，标出加强筋所在位置。在焊接过程中，加强筋上所有主筋的标记都要对准中部进行标记，将加强筋扶正后，用直角板对主筋和加强筋之间的垂直度进行校正，之后方可开始点焊。将加强筋焊接完成后，需采用人工或机具设备对骨架进行转动，并按照以上方法将其它主筋焊接好，然后将骨架吊起，使其处在支架上，接着套入盘筋，根据设计要求的位置做好螺旋筋的布置，通过点焊达到牢固。

(2)在入孔焊接对接过程中，应先在孔口处挂好下段钢筋笼，然后对第二段进行吊装，采用单面搭接焊的方法固定，以此逐段下放和焊接。将钢筋笼吊入到钻孔内后，对轴线位置与垂直度进行校正，避免产生扭转变形，在钢筋笼到达设计要求的标高后，对其进行适当的调整使其处在孔位中心。

2.7 混凝土灌注

(1)导管为300 mm钢管，其内壁应保持光滑和圆顺，壁厚为4 mm，节段长0.3 m，此外还应准备长度为0.5～2.0 m的导管。导管之间采用法兰或丝扣连接，在接口部位使用橡胶圈进行密封，以防止漏水，在灌注开始前还要做好水压试验，确定接头部位是否密封。

(2)一次清孔完成并确认达到要求后，因需要安装钢筋笼和导管，所以到浇筑还有一段时间，此时孔底还会产生一定厚度的沉渣。对此，要利用导管实施必要的二次清孔。经复测确定沉渣厚度符合设计要求后，方可完成二次清孔，准备开始混凝土灌注施工。

(3)灌注用混凝土主要为商品混凝土，强度等级不低于C30，采用专门的运输车运输到现场。灌注时，应先灌入第一批混凝土，其具体的数量需通过计算确定，使泥浆通过导管排出，并确保导管进入混凝土内至少1 m。

(4)完成第一批混凝土的灌注后，开始后续灌注，需注意，混凝土的灌注必须保持连续，中间不允许停顿。灌注时，孔内水头高度必须始终满足要求，导管实际埋深按照2～6 m的范围控制。

(5)浇筑施工中，出料口进入到先灌部分混凝土中的长度应达到2 m以上，但不能超过6 m，在导管内混凝土压力作用下使液面不断上升，实际的上升速度应达到2 m/h以上，期间要注意钢筋笼是否上浮，若上浮，应采取有效措施处理：如增加导管埋深，减慢灌注速度，避免灌注时产生太大的冲击；在混凝土液面达到骨架1～2 n后，对导管予以适当的提升，减小其埋深。

(6)混凝土灌注施工中，需严格按照规范的要求进行抗压试件的留取，一般情况下每根桩的试件数量都应达到3组以上。实际的灌注高度要比设计桩顶标高高出1 m，在混凝土的抗压强度达到要求后方可拆除护筒。