公路软土桩基处理技术及质量控制分析

2023-01-08关卓鹏

交通世界 2022年11期

关键词：护筒软土灌注桩

关卓鹏

（中煤天津设计工程有限责任公司，天津 300120）

1 工程概况

某公路工程位于天津市境内，全长12.315km，由于公路沿线施工条件比较复杂，存在大量软土，需要对其进行加固处理，综合考虑各方因素后，对其采用钻孔灌注桩进行加固处理。

2 公路工程软土桩基处理技术

2.1 施工前的准备

本公路软土采用钻孔灌注桩对其进行加固处理，选择了CZ-22-A 钢绳冲击钻机，并用优质泥浆进行护壁。在公路工程施工现场，施工完成三通一平的基础上，做好施工前的准备工作，包括桩位放线测量、制作和埋设钢护筒、制备泥浆、设置泥浆池、准备钻孔机具等，以保证后期施工中各道工序能够高效、有序开展。

2.2 护筒埋设

护筒在钻孔灌注桩施工中起着保护孔壁、保证施工质量的作用。在本工程施工中，护筒由4～8m 的钢板制作而成。为保证钻头能够稳定钻进，护筒的直径要比所选择的钻头直径大20～40cm。此外，为增加护筒的刚度，避免在钻孔施工中发生变形，还需在护筒的上端口、下端口、中部分别设置一道加劲肋，并通过焊接的方法固定在护筒外部。在护筒埋设时，底部需要埋入地下水以下1.5m 的稳定土层中，并高出地面30～50cm，护筒的高度需要满足孔内泥浆面的要求，并按照设计图纸中的规定和要求进行埋设。在护筒埋设时，定位精度偏差不能超过50 mm，垂直度偏差不能超过1%，以保证钻机能够沿着桩位竖直方向钻进。护筒内部存储的浆液，要高于护筒底脚50cm 以上，以保护桩孔顶部土层不会因为钻头的反复上升和下降，引起塌孔问题。

2.3 开孔和成孔

钻孔灌注桩施工的开孔操作，主要目的是造浆固壁。具体步骤为，在孔内加入适量的黏土，先用较低的冲程冲砸开孔，待钻孔深度达到护筒刃脚下方3.0m 的范围之后，再按照地质条件的实际情况，适当加大冲程，正常造孔。如果遇到基岩层，要及时减少冲程，以免发生掉钻、卡钻问题，影响施工效率。

2.4 清孔

成孔之后要对钻孔的深度、孔径、倾斜度等进行详细检查，确认达到要求之后，需及时开展清孔操作，以保证钻孔深度符合设计要求，同时避免沉碴对混凝土灌注质量造成的影响。在第一次清孔时，可采取抽浆法，主要做法为利用泥石泵进行抽检，将孔底部的泥浆、沉碴排出孔外的同时，向孔内补充经净化之后的泥浆，以便将钻孔底部的杂物清理干净。清孔是钻孔灌注桩施工的主要环节，对保证施工质量有非常重要的意义。为保证清孔质量，本工程要求清孔作业达到如下标准：钻孔内部排出的泥浆，用手触摸没有2～3mm 的颗粒；泥浆的比重小于1.1，含砂率小于2%，且黏度在17～20s 之间；在水下混凝土灌注之前，需要及时开展清底操作，钻孔底部的沉碴必须清理干净。

2.5 钢筋笼的制作和安装

在本工程施工中，为保证钢筋笼的制作质量符合要求，并提升钢筋笼的制作效率，需按照设计部门对钢筋笼的要求，选择经验丰富的技术人员来制作钢筋笼，并配置专业的平台和设备工具，精准确定钢圈、主筋的位置，以保证主筋的平直度符合要求。除此之外，同截面主筋接头数量不能超过中钢筋总根数的50%。螺旋箍筋可通过点焊的方法连接，箍筋需要先加工成螺旋状之后才能使用，加劲箍筋通过专用的模具制作而成，在接头焊接时可采用单面焊或双面焊的方法焊接牢固。如果选择了单面焊，则焊接长度不能小于10d（d为钢筋的直径），若选择了双面焊，焊接长度不能小于5d。并需用支撑筋加固钢筋笼，以免在搬运时发生变形。

在钢筋笼安装之前，需要先检查孔位质量、清孔质量，如果孔底部的沉碴厚度超过允许范围，还要进行二次清孔，确认各项指标都达标之后，再进行钢筋笼安装。本工程钻孔深度大，钢筋笼长度大，为提升安装效率，钢筋笼需用吊车主吊，人工辅助的方法，缓慢下放到钻孔中。在钢筋笼的吊筋定位时，吊筋的长度应为孔口标高减去钢筋笼设计标高和支垫枕木的高度。在混凝土注浆过程中，孔内混凝土面积接近钢筋笼底部的面积时，需要严格控制混凝土的灌注速度，以免灌注速度过快，引发钢筋笼上浮问题。

2.6 混凝土灌注

灌注混凝土是钻孔灌注桩施工的重中之重。为保证混凝土灌注质量，本工程采用直升导管法进行水下混凝土灌注。导管直径控制在260～300mm 之间，壁厚控制在3mm，每节导管的长度控制在2.0～2.5m 之间。安装导管之前，需要提前做拉长密闭试验，达标后才能使用。在进行第一批混凝土灌注时，灌注量需要通过计算确定，保证混凝土具有一定的冲击力之后，才能将导管中的泥浆排出，同时保证导管下口埋入混凝土的深度始终不低于1m。注浆应连续进行，避免中途停止，否则容易形成断桩，影响钻孔灌注桩施工质量。

3 公路软土桩基施工质量控制措施

3.1 加强施工过程中的质量控制

公路软土桩基施工要求施工人员严格按照设计方案及相关标准进行，制定完善的施工质量管理体系，给现场施工提供良好条件，重点做好施工过程的质量控制。

3.1.1 泥浆施工质量控制

钻孔中泥浆质量影响成孔质量，为了有效防止出现钻孔安全事故，可使用膨润土泥浆，严格控制泥浆制备过程中各项指标，确保钻孔施工规范性，更好地保障软土桩基施工质量。

3.1.2 钻孔施工质量控制

钻孔孔径及孔形对成桩质量具有直接影响。钻孔施工需要专业技术人员旁站指导，检查钻孔孔径及孔形，及时纠正施工中的偏差。成孔后需仔细检查孔深及孔壁质量，采用测砣法及沉淀盒法进行沉渣检测。

3.1.3 混凝土施工质量控制

公路软土桩基施工过程中的混凝土材料质量是施工的关键，软土桩基整体质量直接受混凝土质量影响。混凝土生产应使用间歇式集中拌和方式，根据配合比、施工现场干湿度及材料含水率等，进行科学拌制。灌注混凝土前，需严格按照相关的标准控制混凝土坍落度，混凝土浇筑前，保持色泽均匀及良好的和易性，坍落度需达到规范的要求。混凝土浇筑完成后，需使用超声波无损检测技术检测桩身的匀质性，如发生断桩情况，需及时对软土桩基进行返工处理。

3.1.4 钢筋笼施工质量控制

公路软土桩基施工过程中用到大量钢筋，此时，需要确保钢筋质量符合施工要求。利用长线法对软土桩基钢筋笼进行分阶段的制作以及拼装，钢筋笼内侧加固筋必须将主筋焊牢，最底层主筋不能在加劲筋的部位伸出，避免卡导管。此外，在施工现场进行钢筋笼制作、安装时，采用汽车吊进行钢筋笼的吊装，起吊前认真地对钢筋吊环的焊接质量进行检查。确保起吊安全性，不破坏钢筋笼的形状，可采取4点吊的方式，且在每个吊点处焊接吊装耳板，将安装卸扣安装到耳板上，穿好钢丝绳后进行起吊。在两端离地后，将一侧吊点提升，垂直到位，去除底部吊点，最后将钢筋笼缓慢地放入孔内。