市政桥梁工程基础钻孔灌注桩施工技术

2021-11-23赵超

商品与质量 2021年34期

赵超

沈阳市政集团有限公司辽宁沈阳 110000

在市政桥梁工程项目建设的过程中，对于桥梁基础的安全性以及稳定性要求非常高。在市政桥梁基础工程施工时钻孔灌注桩技术的应用，无疑给基础工程的开展奠定了稳固基础。因此对该技术的应用过程以及操作要点进行全面分析，探究出更为科学有效的技术方案，会对后续市政桥梁工程项目的开展有着积极作用。

1 钻孔灌注桩特征

对于钻孔灌注桩来说，在实践的过程中主要是在机械钻孔的基础上通过灌注混凝土的方式，让桩体形成一个坚固的结构，从而提升桥梁工程的基础承载力、以及强度。由于钻孔灌注桩技术的应用能够提升市政桥梁工程的建设进度以及工程质量，因此在桥梁建设领域中得到了广泛的应用。从其优势层面上分析，具备以下特征：

第一，适应能力强。钻孔灌注桩技术不仅能够在水域工程中施工，同时在软土区域也能施工，并且还能应用到建筑基础工程项目中，具备应用范围广、适应能力强等优势。

第二，承载能力较强。通过钻孔的方式成孔，并且将钢筋笼埋设于地表下，再通过灌注混凝土，让桩体能够与地表形成一个整体以提升整体基础承载力。同时，通过钻孔灌注桩体结构组成给基础结构的安全性与稳定性奠定了稳固基础。

第三，成本较低。钻孔灌注桩施工时，不需要大量的钢筋材料，与传统的预制桩相比，材料的应用更少，投入成本更低。

第四，具有绿色环保特征。在市政桥梁工程建设的过程中，钻孔灌注桩技术可以在不破坏周围施工环境的基础上，就可完成基础工程作业任务，满足生态保护工程需求。

2 市政桥梁工程钻孔灌注桩施工工艺

2.1 施工准备与定位

首先需要做好施工场地的准备工作，清理现场的淤泥、垃圾等杂物，确保场地平整度合格。在工程施工开始前组织相关人员做好技术交底工作，并且勘察现场水文地质条件，明确管线分布范围等内容。在定位阶段利用人工方式检查确定管线分布信息，确保探测的深度超过3m。操作时应用全站仪等专业设备进行桩基位置的确定，使用钢尺做好横纵坐标的检查，孔口部位和设计桩位的偏差控制在50mm以内。

2.2 埋设护筒步骤

护筒埋设施工环节，其直径应该比桩径大20cm～40cm，并且二者的中心线是重合的，其偏差不能超过50mm，垂直度偏差控制在1%以内。如果在现场施工需要进行挖坑埋设施工，且护筒和周边位置上的粘土可以达到严密性的要求，护筒表面需要高出地表约30cm，埋设深度尺寸需严格控制，以达到设计要求，通常为2m～4m。

2.3 制浆、钻孔步骤

在制浆阶段中，对于泥浆的制备需要按照比例要求做好相关的控制，保证泥浆的粘稠度达到施工标准要求。钻孔开始前，需要先确定具体的开孔部位，开孔时应该缓慢钻入到地层内并且打开泥浆泵实施循环作业，在泥浆充分混合达到均匀性的要求后才能进行钻进施工。钻进时要随时控制进入的尺寸，特别是钻入到护筒底部之后，应及时采取低档慢速的方式进行，需要注意的是在钻进的时候，当钻头进入到土层以后，需要提高钻头的钻进速度[1]。如果钻孔因为排渣、出土等问题导致无法钻进施工时，应确保孔内的水位、泥浆密度等符合要求。钻孔灌注桩施工时需要整体进行质量控制，严格执行制浆、钻孔施工工艺，提高施工阶段整体质量水平，以符合设计方案的要求。作业时，若钻头是由坚硬地段向软土层进行钻进操作，此时应适当提升钻机速度，反之则需要降低钻进速度。由于施工区域地质因素的影响，在钻进施工时会难免遇到不同硬度的岩层，因此，在施工时需要按照工艺标准进行施工，并且安排工作人员及时对成孔的速度、直径等参数进行测试，以保证成孔质量满足工况需求。

2.4 清孔工作

钻孔深度、孔径需要严格控制，符合标准要求后才能进行清孔施工。清孔方法是多样化的，比如换浆法、抽浆法、抽渣法、空压机喷射法等，不管选择哪一种方式都要做好清孔方式的选择，减少塌孔问题的出现。但需注意在清孔环节中不能使用加深钻孔的方式进行清孔，且在清孔结束之后需要抽取底部泥浆，然后进行性能检测确保符合工程的要求[2]。

2.5 钢筋笼制作、吊装工作

钢筋笼是整个钻孔灌注桩的主要承载结构部分，需严格执行设计方案的标准和要求进行施工，按照设计理念和要求，长骨架通常采取分段作业的方式进行施工，分段长度需按照运输条件、吊装环境等因素进行确定，接头采取交错布置的方式提高连接的性能和效果。在骨架外侧需要设置特定厚度的垫块以达到保护的效果，间隔距离在2m左右，并且骨架的顶部需设置吊环部件。钢筋笼的制作以及安装环节，都需要组织专人进行质量检查以保证其完全符合设计方案以及技术标准，从而提升工程项目的安全性以及稳定性[3]。

2.6 导管安装步骤

导管安装施工开始前，首先需要做好导管的水密承压与接头抗拉性能的检测，禁止使用压气的方式进行试压作业。在水密试验环节，水压应该达到孔内水深压力的1.3倍左右，并且应该大于导管壁和焊缝承受的灌注桩混凝土内部压力的1.3倍。导管安装完成后，需要对导管的使用功能进行测试，以保证给各个方面的施工性能满足工况需求。

2.7 混凝土的生产及灌注步骤

混凝土的配比非常的重要，该项工作开展时需要严格执行技术标准要求确定配合比参数，以保障材料搅拌达到均匀性的要求。同时在材料选择的过程中，针对水泥材料的选择应该使用初凝时间超过2.5h、强度等级超过42.5。集料首先应该使用卵石制作，其最大粒径不能超过导管内径的1/6～1/8与钢筋最小净距的1/4。细集料最好应用性能指标良好的中砂制作，还要保证混凝土的塌落度达到180mm～220mm，水灰比为0.5～0.6，每立方米材料内含有水泥材料应超过350Kg，如果需要加入减水剂或者粉煤灰等材料，应该增加水泥材料的加入量。具体操作时，需要在第一批灌注作业施工结束后，需要连续进行灌注施工，按照连续作业的方式，不能出现中断的情况。

灌注施工环节中，要防止混凝土材料从漏斗的顶部遗漏出来，保证内部的泥浆不会由于水泥材料的存在而导致凝结成块。同时在具体施工环节中，及时准确的进行孔内混凝土的高度尺寸检测，确保内部深度达到设计标准的要求。测量的次数需要做好控制，保证整体工程施工质量满足实际需求，且每一次在进行导管提升之前，需要做好内外混凝土高度尺寸检测[4]。此外，还要做好孔口反水状况的严格控制，每次施工都要进行记录。在导管提升环节确保轴线始终是竖直、缓慢提升的。在导管被钢筋笼卡住之后应该进行导管的钻动作业确保其可以及时脱离钢筋笼，随后将导管移动到钻孔顶部位置缓慢提升，同时还要逐节或者每两节同时拆除导管，并立即清洗。

3 市政桥梁工程基础钻孔灌注桩施工控制

3.1 孔壁坍塌的原因与预防解决方案

导致塌孔的原因如下：第一，护壁泥浆比重比较差，无法满足护壁的标准。第二，护筒埋设深度尺寸不合理。第三，成孔速度超出标准，孔壁没有形成膜结构，内部水头高度无法满足要求，导致静水压力不足。第四，钢筋笼安放环节触碰孔壁，造成泥膜结构的损坏。孔壁坍塌的预防措施如下：以地质条件作为基础依据，做好进尺速度的控制。在松散砂土或者流砂的地质条件下钻进施工时，需做好进尺速度的控制，选择合格的泥浆材料。在地下水位变化较大的情况下，可以采取提升护筒、增大水头等措施。钢筋笼绑扎、吊装等环节，应做好严格控制，符合施工工艺的要求。采取必要的孔壁塌落控制方案，如果发生塌落的问题首先应该确定坍塌的位置并且把砂、粘土等混合物回填到塌孔1～2m以上，一旦发现塌孔严重应该立即全部回填以达到密实度要求后才能继续钻孔作业。

3.2 桩孔偏斜的原因及预防解决方法

桩孔偏斜的原因：①钻杆发生歪斜或者连接性能不足，导致钻头与钻头出现偏差的情况；②钻进时遇到尺寸较大的孤石，造成钻杆偏离；③钻进环节中钻头遇到过大的阻力而产生偏斜问题；④地面均匀性不足，造成底座出现偏斜的问题。

桩孔偏斜预防解决方法如下：①做好现场的场地处理，达到平整度的要求；②钻机安装到规定位置上，及时做好调整处理，钻盘和底座符合水平度要求，并且随时进行检查；③探测地下障碍物，做好清理工作；④如果地质条件为倾斜状的硬土层，做好进尺尺寸的控制；⑤钻杆与钻头连接处需要全面检查，如果发现问题应及时整改处理，以防止发生偏斜的问题。

3.3 孔径误差控制

孔径误差原因：①在作业阶段由于测量方式不科学，存在差异性也会导致孔径误差问题出现；②由于施工人员未按照操作方案要求进行作业，导致机械钻孔时出现偏移问题。

为了能够切实的将钻孔设备以及孔径误差问题得以控制，在孔径误差控制时需要在钻孔操作时按照工艺规范进行，减少人为因素导致设备偏移，从而出现偏差问题。另外在开孔之前需要做好钻头规格的核对，只有满足方案需求后才能进行操作[5]。

3.4 堵管预防控制

堵管原因：在导管注浆操作的过程中，由于未能做好混凝土的均匀搅拌或是灌注的压力不足就会导致管道出现堵塞问题。针对此类问题，在项目开展的过程中，需要安排工作人员做好导管的安装控制，检测导管是否存在裂缝或是异物。同时还需做好混凝土性能的测定，使其满足流畅性的要求。最后在操作的过程中要在规定的时间内进行灌注，减少时间过长导致混凝土挥发出现离析问题，从而引起堵管现象[6]。

3.5 断桩的预防措施

原因分析：在钻孔灌注桩工程项目开展阶段中，断桩的主要因素是由于拔管的方式不正确，或是压力过大导致的。因此，这对此类问题需要严格的控制导管的埋设深度，一般来说需要设置在2～6m的范围中，并且混凝土灌注时需要安排管理人员到达现场指导。同时采用理论灌注计算的方式对拔管的长度进行确定，从而减少此类问题出现。