钻孔灌注桩施工技术在市政桥梁施工中的应用

2023-02-25侯林

建材发展导向 2023年1期

侯林

（中冶华亚建设集团有限公司，湖北武汉 430080）

随着我国的社会经济发展，我国城镇的建设水平也在日益提升。在这个高楼大厦不断耸立的现代化环境中，国内各个地区的市政工程也受到了持续发展需求，发展市政工程施工技术是目前推动国内经济建设的必然趋势之一。市政桥梁工程中所应用的钻孔灌注桩施工技术是非常普遍和高效的工程施工技术之一，钻孔灌注桩的施工质量是整个市政桥梁工程建设中最需要得到保障的部分，一个市政桥梁建筑灌注桩基的好坏能够直接作用于整体桥梁施工的好坏。所以在桩基施工中所产生问题的时候必须要对其及时处理，预防其影响到整个市政桥梁工程的施工和其整体的质量安全。

1 市政桥梁工程特点分析

现阶段市政桥梁工程的特点大致表现出以下几个方面: 第一，市政桥梁工程施工需要经由经验丰富的专业团队，通过科学的组织、精心施工才能够保障工程的顺利完工。第二，时间紧，外观要求高。市场桥梁工程与一般的桥梁工程项目不同，一般的工期较短，这就导致对施工组织、施工工序的安排与控制要求较高。同时市政桥梁工程还具有提升市容市貌的要求，这也就加大了对市政桥梁工程外观的要求，例如市政桥梁施工要求人行横道地砖铺设平整，侧石、缘石线直弯顺、无折角等[1]。

2 市政桥梁工程的钻孔灌注桩施工技术应用分析

2.1 市政工程施工技术的内容

市政工程施工技术指的是在开展城市基础设施建设的过程中，如给水排水工程、道路交通建设工程和城市公共建设工程等，可能涉及到的施工技术。其主要涉及技术有工程设计、测量等，例如: 工程测量与设计、施工检测、水电管线安装等各个方面可能涉及到的施工技术、安保技术和设备维护技术等。

2.2 市政桥梁工程施工中对于钻孔灌注桩技术的应用原则

在开展市政桥梁工程施工中对于钻孔灌注桩技术的应用需要按照原则开展相应的规划工作。市政桥梁工程施工前: 1）施工单位对市政桥梁工程项目进行施工组织设计的编制工作； 2）编制完成的施工组织设计必须报上一级管理部门进行审批，如果在施工前发现设计有修改或变更，仍然要将修改后的施工设计报上一级进行变更审批； 3）对于施工组织设计其内容需要符合市政桥梁工程项目的施工安排与需求，依据工程量的大小与难易程度，采用先进科学的技术进行施工计划与设计。

市政桥梁工程施工过程中: 1）按照工程工期进度安排、工期要求，对施工人员和材料设备开展合理的安排与调动，提升施工的效率，保障市政工程项目的顺利完成； 2）在施工过程中要时刻注意天气变化，并最好天气变化应对措施，保障施工的安全。

市政桥梁工程施工全过程原则: 1）将安全放在第一位，保障每一项技术的安全，在保证项目工程质量的前提下，降低工程施工成本； 2）在施工过程中，采用先进的技术及设施，结合钻孔灌注桩技术完善施工相关设计的方案，规范化流程施工，从而节省土地资源，降低因为施工对周围居民的影响；3）合理进行人员安排与调动，确保施工技术与方法科学合理[2]。

3 市政桥梁工程施工对于钻孔灌注桩技术的应用现状

3.1 测量数据出现差错

市政桥梁工程施工之前需要对其各项施工数据展开全面检测，必须要保证在施工过程中所应用到的相关施工数据足够精确和可靠，才能够有效保证市政桥梁工程施工可以在定期之内以更加高效和高质量的状态完工，同时还能够保证其施工过程中的施工安全和施工效率等。因此，在市政桥梁工程施工的过程中要避免其测量数据出现差错，即便是微小的差错也会导致整个工程质量甚至是施工安全问题出现隐患。如果因为各种人为疏忽或者是外界因素导致市政桥梁工程施工之前的数据测量工作发生了问题，导致其数据信息存在些许差错，会对市政桥梁工程质量造成负面影响，留下安全隐患。如果因为其测量数据的差错问题导致若桩基施工人员无法按照预期进行相应的作业，错误的将桩基施工原材料四舍五入以米进行计算和施工，这样必然会造成施工质量和施工安全的一系列问题发生，同时还会因为这些差错导致一系列施工问题的产生；在市政桥梁钻孔灌注桩施工过程中，可能由于施工位置的偏差，导致整个桥梁施工出现差错，对工程项目施工质量造成影响，造成安全事故的发生。

3.2 施工质量存在不足

市政桥梁工程相较于其他工程项目而言，工程施工更为复杂，他即与城市居民生活息息相关，同时还与政府政绩、城市形象也关系密切，因此对工程造价、施工单位、思想政治觉悟等方面都有较高的要求。但是当前部分市政桥梁工程项目，受到工程造价、工程安全控制、材料控制以及施工环境等因素的影响，造成了质量控制方面工作相对较差，工程质量方面存在问题。此外，施工外界环境、施工条件及所处区域土质、气候等也会对施工质量造成影响，导致工程质量不合格的情况出现[3]。例如:在进行污水管道接口对接时，如果施工人员没有按照施工要求对接口处进行凿毛处理，那么污水管道就可能出现渗水、漏水情况。

4 市政桥梁工程对于钻孔灌注桩施工技术的应用对策

4.1 控制数据测量误差

测量环节作为贯穿市政桥梁工程项目的重要内容，为了解决市政桥梁工程对于钻孔灌注桩施工技术的应用问题，在数据测量过程中应该以控制数据测量误差为目的，对影响测量数据的影响因素进行综合分析与考虑，并统一施工测量标准、强化施工测量人员专业素养、提升测量团队专业性。

4.2 完善施工设计方案

因为目前的部分市政桥梁工程项目施工都是通过招标等方式去筛选出更加适合工程方来对市政桥梁展开施工，因此工程方要在保证这项工程施工质量的基础上，必须全面考虑施工单位的资金水平、施工场地、施工设施、以及施工需求等状况，同时还需要全面斟酌本市政桥梁工程项目所需要的施工周期、人员配置、施工范围及建筑材料等，综合评估采取哪种技术，是否需要配置特殊的机械施工设备，并对施工人员及材料需要进行评估和考虑，从而做出 “双赢” 的施工组织设计方案。

4.3 优化施工工艺

在进行市政桥梁工程项目施工前期，项目工程管理人员要对施工计划的科学性进行审核和把关，结合项目需求及实际情况，制定合理有效的施工计划，该施工计划应包含施工技术与施工方法的施工工艺[4]。施工计划中应该明确各个部门的具体分工，施工计划及人员安排等相关计划，同时还要明确项目中所会涉及的相关技术、机械设备、材料等内容。而且要强调，各部门在开展工作前，应该对气候变化、水文地质、周边环境等进行综合考虑，找到施工中的注意事项、重点事项及难点事项，并对市政桥梁工程项目进行全面的分析，了解其工程特点，明确工程技术的重点与关键，并在施工工程当中探索和寻找到对应的解决之道。

5 钻孔灌注桩施工技术在市政桥梁工程中的具体应用

5.1 在正式实施钻孔灌注桩施工前所需要做的准备

在正式实施钻孔灌注桩施工之前需要按照市政桥梁工程检测所提供的地质环境相应的数据，然后以施工图纸为依据，创建出对应的施工方案，还要按照施工的规章制度来创立出应急处理、安全施等相关的施工预案。并且在正式施工之前要对施工所要用到的各类校验和量测的工具进行检查和测试，保持施工现场的一系列施工设备运转正常，以此来保证正常的泥浆排放和混凝土的成功浇注。还需要保证施工材料的质量能够过关，施工装置都能够顺利运作等一系列准备。

5.2 钻孔灌注桩的施工流程

1）因为钻孔灌注桩的施工需要用到打孔机等工具和大型设备，这些设备如果在土质较为松散的地面上会因为设备过重导致其发生不同程度的下陷，因此当钻孔灌注桩正式施工的时候必须把施工现场过于松散的土壤做出填实和更换，把土壤压实让施工现场的土地能够结实并且平衡，不会导致施工设备在施工途中产生偏倒。

2）桩基施工，制作出钢护筒并且将其填埋。在钻孔灌注桩的施工过程中，最首要的步骤就是要制作出钢护筒并且将其填埋，其主要可以分为以下几个步骤: 制作和埋没护筒在工程中使用的护筒是钢护筒，在我们制作钢护筒的时候，对于其材料以及长短的选择都需要按照桩施工的相应规章和钢护筒的技术要求来进行制作[5]。为了避免护筒发生变形的现象，因此在制作钢护筒的过程中，会在钢护筒的上面、中间、下面焊接一层拱肋，构成两个半圆，在埋没护筒的过程中，护筒的中心应该与缸筒的中心保持一致，还有一定有确保护筒是垂直埋没的，避免发生歪斜现象。并且对于钢护筒的填埋工作，要求操作工人严格按照辅助标志来进展工作，以此来保证钢护筒可以在正确的地方进行填埋而不出现偏差。假如钢护筒的填埋过程不够精确导致了其标高以及位置的寻找发生了偏移，那就需要在发现问题之后马上开展复位的工作，让钢护筒能够回到其精确的标点位置。对钢护筒的填埋工作开展之前，需要对钢护筒的底边进行严格的检测，预防出现渗漏的情况，并且钢护筒和其填埋地水平面所产生的角度实否垂直之类的一系列问题都需要进行严格的检测。在开展钢护筒填埋工作的过程中，其桩位的中心轴线与钢护筒的中心轴线应当处于完全重合的状态，并且其中心轴线之间的偏差值必须不能超过5cm的范围。并且根据施工现场的土壤质量来看，当施工现场的地下水位在地面以下1m左右的时候，就能够把其看作地下水位略浅。在这种土壤环境中想要保证钢护筒可以被精准地进行填埋，就需要提前修建出来一处施工专用的台地，此类台地普遍都是由沙土或者小石子所修建的，一般都具备透水性强和能够被填压充实等特点。对于钢护筒的填埋工作一般都会在台地修建完成后再进行开展。

3）构建起护壁泥浆和循环的系统。保证护壁泥浆的高质量对于钻孔灌注桩的顺利施工有着非常关键的影响，护壁泥浆的质量不光会影响到成孔的质量同时也会对成桩过后对于桩的负荷能力也有着深厚的影响。所以在调制泥浆的时候，必须要把握好其沙土的比例，其沙子的比例不能太多。并且对于护壁泥浆的厚度也同样需要严格按照标准来构建，一份完全合格的护壁泥浆能够将桩基的抗侧磨阻力获得增强，并且还可以大幅度地提高钢筋和混凝土之间的握力。

4）钻孔施工。在进行钻孔施工的时候有一些必须要严格遵守的准则，例如对于钻孔中心与桩基的中心点在桩顶部位置所产生的偏移不能够超过5cm的范围之外，并且钻孔的直径必须要跟桩基的直径长短相同，还有孔底部所产生的沉淀厚度不得超过设计图纸及规范要求。在钻孔施工开展的时候，需要根据设计图纸中的地质条件，承重方式，钻孔深度及钻孔直径等因素，选择合适的钻机来钻孔，确保钻深和钻孔能够达到设计的要求，市政桥梁施工目前多采取群桩承台受力，桩径1.2 ～2.5m，一般以摩擦端承桩为主，入中风化岩为桩径的1.5 ～3倍，可选用旋挖钻机和冲击钻，当使用汽车钻施工大口径桩时，一般无法保证桩底沉渣厚度满足设计要求，桩周沉渣可多达1.5m深，对桩的质量不利，当采用冲击钻施工时，可以有效造浆，避免沉渣影响施工质量。同时还要提前对施工设施和现场做出仔细的检测，以防在进行钻孔工作的时候发生一些不必要的问题[6]。

5）清孔工作。这份工作的开展需要设备钻孔到了相应的地点，还需要监督工程师允许开展后就可以开始了。一般来说都是使用换浆的方法来清孔，也就是把钻头提出来一段距离，然后注入适当的泥浆，这样就能够清除掉孔中的钻渣。所有的清孔工作应该由两步来完成，第一次清孔用钻杆、在完成了钢筋笼、导管工作后，施工人员可以着手安排第二次清孔工作。

6）制作检孔器。检孔器的制作一般不能超过转头的直径长度，一般是取钻孔桩钢筋笼的直径在加长10cm左右，并且在检孔通过后能够继续钢筋笼就位工程的实施。

7）钢筋笼就位。施工单位应该根据具体的施工情况来制作钢筋笼，当初步构成钢筋笼模型的时候，施工人员一定要保障钢筋表面的清洁度，对于钢筋有着严格的要求，一旦发现有弯曲的钢筋，应该马上处理掉，一定要使用平直的钢筋。还有施工人员在制作钢筋笼的时候，其尺寸、形状都应该严格按照设计师的图纸和技术规范。在清孔工作结束后，监理工程师应该对专门检孔器来检查所钻出来的孔，如果发现有问题，应该及时修复，直到所钻出来的孔完全符合要求和标准后，才能放钢筋笼。再放钢筋笼的时候，可以利用钻孔机或者吊车来分节投放钢筋笼，节与节应该通过焊接或直螺纹的方式联系起来，接连方式按照规范选择，在具体的焊接过程中，为了提升焊接的效率，施工人员在焊接的过程中，可以同时使用两台焊接机。还有在放钢筋笼的时候，一定要控制好速度，避免由于钢筋笼投放的速度过于缓慢而导致孔内出现严重的回淤现象，这会对后续的施工造成不利的影响。还有在焊接钢筋的时候，钢筋焊接头的焊接长度，一定要严格根据相关的设计要求和技术规范来确定，保障钢筋焊接头的平整度。

钢筋笼的制作需要当场并且分段制作，其孔口要分段吊装在焊接下方就位，接下来要将钢护筒及其骨架进行固定，避免其骨架上升。并且在确保街头互相错开的情况下，其入孔处需要选用双点起吊的形式，最后在将其焊接，并且按照施工规章的需要对焊缝的大小进行合适地控制，并且在次工程实施的时候还需要保持其垂直度。在制作和安装钢筋笼的过程中，应该严格按照相关的施工图纸和技术规范来进行操作，在钢筋制作完成后，通过人工将钢筋运输到工作面，钢筋连接的位置应该相互错开，包括钢筋的数量、间距等都应该符合设计图纸要求，不能出现多绑或者少绑的现象，以此来确保桥梁的稳固。

8）灌注桩压浆工艺。 ①压浆管沿桩周均匀对称布置，压浆导管可采用直径不小于25 且壁厚不小于3 的钢管，压浆导管与钢筋笼加劲筋绑扎固定。压浆管上部露出自然地面300，下部伸出钢筋笼底部以下20。压浆管最上面一个接头距自然地面不应小于6m； ②压浆竖管应采用丝扣连接并缠紧胶带，不应采用焊接。安装注浆管时，必须对每节压浆管进行注水检验，如果管内水面下降，则应对已安装的压浆管重新更换整个安装过程严禁碰撞、挤压浆管，并由专人同步填写注水检验记录； ③桩端压浆管应通至桩端，当有桩侧后压浆工艺时，桩侧压浆管可在离桩底5 ～15m以上、桩项 8m以下，每隔 6 ～12m设置一道注浆阀，当有粗粒土时，宜将压浆阀设置于粗粒土层下部，对于作业成孔灌注桩宜粗粒土层上部；桩端后压浆喷口设置在压浆管底部500范围内，喷口直径 3，间距 80，梅花形设置，并且有单向阀功能的喷口保护装置。后压浆阀应能承受1MPa以上的静水压力，注压浆阈外部保护层应能抵抗砂石等硬质物体的刮撞面不致使其受损，注浆阀应具备逆止功能； ④每根桩混凝土浇筑完毕后，必须在12 ～24h 内用清水冲开喷口；压浆作业宜于成桩2d 后开始，不宜迟于成桩30d 后；压浆应以同-承台下的桩为一组； ⑤后注浆固化剂应选用标号42.5 及以上的普通硅酸盐水泥。浆液水灰比控制在0.4 ～0.65 之间，终止压力控制在二到四兆帕之间，岩层、非饱和黏性土及粉土终止压力可为3 ～6MPa之间.压浆参数应以压浆量控制为主，压力控制为辅。压浆作业开始前，宜进行压浆试验，优化并确定最终的压浆参数再进行施工； ⑥注浆顺序∶压浆时首先应采用低压（低档）压入水灰比为0.6 左右的水泥浆，然后逐步加压和采用水灰比知零点四到零点五之间的水泥浆。压浆流量不宜超过75ml/min毫升每分钟。桩端注浆应对同一根桩的各注导浆管依次实施等量压浆。对群桩压浆宜先外围、后内部。对桩侧和桩端复合压浆的桩，首先进行桩侧压浆再进行桩端压浆； ⑦当满足下列条件之一可停止压浆；首先压浆总量和压浆压力均达到设计要求；其次压浆总量已达到设计值的75%，且压浆压力超过设计值。