关于公路桥梁桩施工工法研究与探索

1、    关于公路桥梁桩施工工法研究与探索    郭威龙摘要： 在超厚砂层地质条件下施工桥梁桩基础施工，钻孔灌注桩成孔容易发生孔壁坍塌、导管包砂等多种情况。经过调查研究，并从公路桥梁钻孔灌注桩的施工特点出发，我们改进了施工工艺，采取了新工法，取得了較好的效果。abstract： in the construction of bridge pile foundation under the geological conditions of ultra-thick sand layers， holes in bored cast-in-place piles

2、are prone to wall collapse， duct sanding and other conditions. after investigation and study， proceeding from the construction characteristics of bored cast-in-place piles for highway bridges， we have improved the construction process， adopted new construction methods， and achieved good results.关键词：

3、 公路；桥梁；桩基础；施工key words： highway；bridge；pile foundation；construction：u445 ：a ：1006-4311（2018）19-0105-020 引言在超厚砂层地质条件下进行桥梁基础钻孔灌注桩成孔容易发生孔壁坍塌、导管包砂等多种情况。我们经过研究调查，从公路桥梁钻孔灌注桩的施工特点出发，研究了施工中影响到桩基承载力的诸多因素，对于超厚砂层在施工钻孔时容易发生的孔壁坍塌、导管包砂等事故对施工中用到的关键技术进行了改进。根据我们在实际工程中的施工情况，总结出公路桥梁基础钻孔灌注桩施工中遇到超厚砂层时旋挖扩孔灌注桩的新工法，并在实际工程中

4、验证了此新工法。1 施工工艺在旋挖钻机钻孔取土钻头回转的时候，钻头的斜向齿轮切下泥土并向钻机的钻头内推进而完成完整的一次循环出土的施工过程。在旋挖钻机出土的整个施工过程中要控制好泥渣的沉淀的厚度并及时循环清渣。当钻机的钻头距离设计桩孔深度以上200mm时，就改用自制的专用的钻头进行扩孔施工，然后检测旋挖桩扩大头的施工尺寸和泥渣沉淀厚度，如果泥渣沉淀厚度超过设计及规范要求的厚度，就要再次进行泥浆循环处理，直到泥渣沉淀厚度达到设计及规范要求的标准后，才能进行下道工序的施工。2 操作要点2.1 桩位放样 公路桥梁扩孔灌注桩基础在施工之前需要准确确定钻孔的位置，需要按照设计图纸上的桩位坐标，利用测量仪

5、器准确的测出钻孔的位置，之后在测定好的位点做好十字标记。2.2 护壁泥浆 在超厚砂层地质条件下施工旋挖桩时，由于地基稳定性整体的差，在程控施工过程中桩孔自身孔壁维持稳定的能力较差，所以旋挖桩施工是否能够顺利进行，旋挖桩成孔施工时孔壁的保护工作是关键。由于砂层土自我造浆的能力较差，在施工时所用泥浆就必须人工制造泥浆造来达到保持桩孔孔壁稳定的要求。在泥浆制备时必须严格按照施工试验结果得出的泥浆配合比拌制护壁泥浆；拌制好的泥浆在放置时必须在泥浆池中用进行循环。2.3 钻机就位2.3.1 钻头钻进压力与钻速控制由于砂层土的自稳性差，当旋挖钻机在砂土层中钻进时，为了防止产生钻孔坍塌的现象，在钻机钻进的时

6、候采用增压低速钻进的方法，来降低钻机钻动时对砂层的扰动，每次钻机钻进砂层的深度要按照试验中得出的数据450mm的要求进行钻进。当钻进到软硬土层的交界处时需要严格控制钻机钻头钻进的速度和钻头压力，为避免挖孔时发生倾斜，还要用二次复钻扫孔进行控制。2.3.2 桩位间隔跳钻由于砂层土自身粘聚力小，稳定性差，砂层土在受到外界干扰后易坍孔的特点，在施工过程中为防止钻孔施工对周围尚未浇筑混凝土的桩孔或混凝土尚未终凝的桩产生扰动，在钻孔施工时要使用隔3跳挖的施工方案。2.4 扩孔 当钻孔深度达设计要求的深度以上200mm处时，钻机终孔，改换扩大头钻头进行成孔施工，在旋挖桩孔底扩大头施工前将钻头提升起来，然后

7、再慢慢的开始进行扩大头施工，待孔底沉淀的泥渣随着泥浆循环排出孔外之后就可以开始进行扩大头施工了。在钻机扩底钻进时，在慢钻的同时还需反复提升钻机的钻杆，当钻孔深度达到设计深度位置时，要在原位持续转动，一直到钻头转动顺畅，且切削无阻力为止，使钻孔扩底尺寸达到设计要求，然后进行清孔操作，待清孔完成后，即可缓慢地向上提升钻机钻头，待钻机钻头完全提出孔外后，整个扩孔的过程就完成了。2.5 扩底检查 在旋挖成孔灌注桩的扩大头施工工序施工完成后，要检测扩大头的底尺寸能否达到了设计要求是重要的施工技术环节，但是由于施工现场有很多施工条件的不便，旋挖桩基的扩大头尺寸检测不可能用肉眼直接观察的方法检测，所以就要依

8、靠非常专业的检测设备才能进行检测。使用jjc-1d型灌注桩孔径检测仪器，不仅可以清楚的检测出旋挖桩桩底扩大头的施工质量，还可以直接的检查出旋挖桩直径的变化情况。通过这种检测手段，可以确保所有旋挖成孔灌注桩的扩大头施工质量均能满足要求。2.6 清孔 当灌注桩钻孔完成并且成孔之后，首先要对钻孔的深度进行检测，可以利用测绳下挂5 千克配重的方法进行测量、核对，待核对钻孔深度符合设计要求后，就可以对桩孔进行清孔操作了。此时如果测得泥浆的比重较大，就需要将泥浆进行循环置换，把泥浆的比重控制在1.11.2。 在首次清孔结束到下放钢筋笼之间，砂土层中的砂粒会沉淀到孔底形成沉渣，为避免第一次清孔后再次产生大量

9、的孔底沉渣，下放钢筋笼要在清孔之后的3个小时以内完成。2.7 钢筋笼吊装 为了保证钻孔灌注桩的施工质量，钢筋笼的吊装是非常重要的工作。在钢筋笼的吊装的过程中，我们不仅要控制钢筋笼在孔内易坍塌的位置下放的時间，还需要考虑到各节钢筋笼之间的连接和同心等关键的问题。在钢筋笼吊装时应保持速度缓慢，避免下放速度过快导致钢筋笼产生摆动碰撞孔壁，造成孔壁坍塌。让上下两节钢筋笼轴心处在同条轴线上，之后进行两节钢筋笼的连接，钢筋笼采用套筒连接，连接快捷方便，待两节钢筋笼连接好之后便可进行下沉入孔操作。2.8 导管安装 该工法采用钢导管进行水下灌注混凝土的方法。所用钢导管需要内径相同且均内壁光滑、外壁圆顺，每节钢

10、导管节间的接口应严密。要按照自下而上的顺序对钢导管的每一节导管进行标记编号防止顺序混乱的情况发生。如果钢导管组装完成后节与节之间存在轴线的偏差，则该偏差的大小不能大于钻机钻孔深度的0.5%，且不宜大于100mm。在钢导管吊装之前，将钢导管提前进行预拼装，并且要一次性吊装完成，从而缩短钢导管的整体吊装时间，吊装钢导管速度要快，并避免在桩孔内混入泥浆造成沉渣过厚难以清理的风险。待钢导管全部吊装完成之后，导管底距孔底有300400mm的距离。2.9 灌注混凝土前二次清孔 在公路桥梁超厚砂层地质条件下施工时，砂层土中的颗粒会不可避免的混入护壁泥浆中，再加上旋挖桩直径大、桩成孔深度深，旋挖桩成孔时间长等

11、原因，成孔后护壁泥浆中的含砂率及泥沙沉淀厚度都会产生不同情况的超过设计及规范规定的现象，所以对旋挖桩孔底进行再次清理沉渣厚度是施工中较为重要的一道工序。导管吊装完成后及时测量泥浆比重和沉渣厚度，泥浆比重超标要及时进行泥浆循环使泥浆比重符合要求，沉渣过厚超标要及时进行二次清孔。在二次清孔的时候，我们要尽量的减少该道工序的工作时间，尽量的减少灌注混凝上的等待时间。3 施工关键技术研究3.1 钻机的选择与控制 在超厚砂层中使用旋挖机成孔的施工质量直接决定了旋挖灌注桩施工过程质量，在该施工方法中选用额定功率为298 千瓦的280型旋挖钻机进行灌注桩桩成孔，为了寻找在超厚砂层中适合的施工方法，根据实际的

12、旋挖灌注桩基施工工程及超厚砂层中的实际施工相关工程进行了充分的分析与研究，最终得出旋挖机钻进的深度和钻头升降的速度对旋挖桩孔壁坍塌的影响结果，如图1所示。经过对上面的数据进行分析和总结得出，在钻头每次钻进的深度控制在<450mm，且钻斗的升降速率<0.3m/s时，在超厚砂层地质条件下进行钻孔灌注桩钻孔施工的塌孔率较小。所以本文中总结的施工工法里，钻头以每次450 mm的深度钻进，钻斗以0.3m/s 的速度工作，可以大大地降低在施工过程中的孔壁坍塌率。3.2 泥浆的制备与循环 因为在旋挖机成孔的过程中，旋挖机的钻头钻进速度比护壁泥浆流入孔里的速度快得多，因此护壁泥浆的储备总量必需要能

13、够满足设计计算量的1.5倍才可进行成孔施工。护壁泥浆配合比中加入的其他材料的用量大小也需要经过实际施工试配来具体确定，且需要检验护壁泥浆的各项参数性能能否达到设计及规范要求。泥浆性能参数如表1所示。经过对实际施工用护壁泥浆的各项参数性能指标的检测，并把用此配合比制作的护壁泥浆用到实际施工的工程当中进行检测，并且采用声波透射法检测旋挖成孔灌注桩桩身的完整性，并且对已经取得的数据进行分析论证，得出适合在超厚砂层土中旋挖成孔灌注桩护壁泥浆中的主要材料成分比例如表2所示。3.3 钢筋笼的安装在首次清孔完毕后开始钢筋笼的吊装，钢筋笼吊装时间的长短直接决定着灌注桩施工成功与否。要尽量减少钢筋笼吊装时间，防止因钢筋笼下吊装时间过长，引起桩孔底部沉渣厚度超标，导致钢筋笼吊装不到位，造成灌注桩桩孔的坍塌、钢筋笼被埋等严重的工程事故。进而提高灌注桩