公路桥梁施工钻孔灌注桩施工技术及质量控制要点

公路桥梁施工钻孔灌注桩施工技术及质

量控制要点摘要：某桥梁工程路线全长296.7m，设计行驶速度60km/h，经前期勘查发现，桥梁下方土质从上到下分别为沙质黏土、细砂、软砂石、岩石，结合土层特点，决定桥梁下部结构采用钢筋混凝土桩基础，桩基础为钻孔灌注桩。为保障施工质量，对钻孔灌注桩各施工工序、施工要点进行分析，并对一些常见质量问题提出相应的控制措施，以确保钻孔灌注桩施工的顺利进行。关键词：钻孔灌注桩；施工技术；公路桥梁；质量控制1桥梁钻孔灌注桩施工技术1.1施工准备（1） 钻孔施工前施工单位要对桥梁的设计图纸进行复核，复核的主要内容包括桥梁桩位的标高、位置、数量、尺寸等基本参数，并与施工场地的地形条件、地质情况核对，明确设计文件的合理性，如发现存在不合理之处，应及时向监理单位报备，修改设计文件。设计文件合格后，结合要求进行施工［1］。（2） 由项目经理组织各部门、各施工班组进行技术交底，交底方式为书面交底，交底内容主要包括施工组织安排、施工流程、施工技术、施工要求等，使所有施工人员明确自身责任，避免失误。（3） 本次施工采用的原材料进场前需要对材料的出厂证、质量证明等文件进行核验，检验合格后方可进场，入场的材料进行分类存放，材料的贮藏地面可采用混凝土硬化地面，砂石料按不同尺寸分类存放，钢筋按等级分类存放，存料期间仓库内应保持通风并做好防雨、防潮措施。钻孔施工中采用的机械设备有混凝土搅拌机2台、运输车辆若干、发电机1台、吊机1台、反循环钻机3台等，机械在施工前应全部到位，并安排人员负责机械的检测与定期维护工作，确保机械的正常使用性能［2］。1.2场地整平放样本工程桥梁下方为沙土，为保证施工的正常进行，施工前应清除场地内的杂物，并检测地基的承载力，软土地基位置应更换软土并回填整平夯实，待承载力满足正常施工要求后，在地基表面进行施工放样工作，放样的位置应结合施工图纸进行确定，明确桩基础的位置、高程等基本参数，放样结束后应报备至监理单位，由监理工程师对放样位置进行验收，合格签字后开始正式施工。1.3泥浆制备钻孔施工中需要采用泥浆护壁的方式保护成孔的质量以及钻孔施工的安全，钻孔完成后还需要采用干净的水泥浆进行清孔作业，水泥浆的比例应结合设计要求确定，制备后存储于泥浆池中，泥浆池的位置在施工场地周边选取，并在周围做好防护措施，避免人员摔落，本次施工中护壁采用的泥浆密度应控制在1.10〜1.15，含砂率应＜4%，胶体率应N95%，清孔采用的泥浆密度应控制在 1.03〜1.10，含砂率应＜2%，胶体率应N98%［3］。1.4护筒埋设为实现对桩位的固定、导向钻孔的目的，在钻孔前需要在孔口的位置埋设护筒，本次施工护筒采用钢护筒，其壁厚在4〜8cm，直径大于钻头直径，护筒的埋设高度高于地面0.3〜0.5m，护筒埋设完成后，护筒整体应保持密实，无漏水问题，接口位置应平整、干净、无凸出物，并由现场管理人员进行验收［4］。1.5钻孔护筒埋设验收完毕，即可开始钻孔作业，钻孔作业通过钻机完成，钻机的安装位置与放样位置保持一致，钻头应对准孔位的中线，偏差控制在1mm以内，钻孔过程中，要采用水泥浆护壁方式作业，避免出现塌孔问题，钻孔作业连续施工完成，钻孔中施工单位每隔3〜5m应对钻孔的垂直度进行复测，严禁出现钻孔歪斜的问题，钻孔完成后，需要对成孔质量进行检查，检查内容包括孔深、孔径等，通过检测的孔位再利用水泥浆进行清孔，清孔分两次完成，第一次将钻孔时产生的残渣清理干净，第二次实现水泥浆的置换，保持孔内水泥浆的质量，清孔后方可下放钢筋笼。1.6钢筋笼制作安装本次施工采用的钢筋笼，在施工场地外进行加工，再通过运输车运送至施工场地进行安装，钢筋笼主筋采用机械直螺纹连接，钢筋端头切平，钢筋下料时，用砂轮切割机垂直切割钢筋头5〜10mm，达到端部平整、顺直，利于接头拼接时钢筋相互顶紧。钢筋滚丝完毕后，用砂轮对丝头端部因滚丝产生的毛刺进行打磨，确保丝头端部平整。丝头检验合格后，套上专用塑料保护套，避免丝头污染、生锈、机械损伤。钢筋笼的安装通过吊车完成，在吊放钢筋笼时采用两点起吊的方式，第一个吊点位于钢筋笼的下部骨架，第二个吊点在钢筋笼上部1/3处，钢筋笼吊起后在空中实现调转，然后通过吊机缓慢放入桩位中，下放过程中应匀速缓慢，不宜强制插入，避免出现钢筋笼上浮问题，安装到位后，应及时进行后续施工。1.7二次清孔钢筋笼安装完成后，孔位中的水泥浆会沉淀于桩基础的底部，影响混凝土的浇筑质量，因此，需要采用射水法进行二次清孔作业，射水的压力应大于孔底压力约0.05MPa，待孔位中水泥浆的各项指标满足要求后，即可停止清孔。1.8灌注混凝土二次清孔完成后，方可进行混凝土的灌注施工，此工序是钻孔灌注桩的最后一道工序，施工质量直接影响桩的质量，因此，在混凝土灌注之前，施工单位应对混凝土的质量进行检测，合格的混凝土坍落度应控制在180〜220mm，且混凝土内部均匀，无离析现象，结合工程实际情况，可以在混凝土中加入减水剂，增加材料的和易性。混凝土灌注前，要对混凝土的灌注量进行计算，再结合计算结果进行导管的埋设，导管的埋深控制在2〜6m，导管的作用是实现混凝土的灌注作业，灌注过程中边提升导管深度边进行灌注，灌注作业一次连续完成，导管提升过程应保持匀速、缓慢，待灌注至桩顶后，仍要继续进行灌注，超灌0.7〜1.0m的高度，确保桩头的灌注质量［6］。2质量控制要点注意钻孔偏斜：如在钻孔过程中出现钻头受力不均的问题，容易导致钻孔中出现钻头弯曲，最终导致钻孔偏斜的问题，为避免此类情况，在施工过程中施工单位应注意对施工场地的整平处理，保证钻机的平整度，其次应加强对钻孔作业的监督，出现偏差时及时调整处理，避免进一步扩大倾斜角度。注意钻孔坍塌：钻孔过程中，钻进至松软土质地层、钻进速度过快、护壁泥浆过稀，均会导致出现钻孔坍塌问题。在施工过程中注意钻机的钻进速度，水泥浆制备完成后，注意检测其性能指标，以避免出现钻孔坍塌。注意钢筋笼上浮：钢筋笼是整个桩基础的骨架，一旦在施工中出现问题，直接影响整个工程质量，而钢筋笼上浮作为常见问题之一，其产生原因主要有两点：①水泥浆的占比过大，导致钢筋笼下放后，受到泥浆浮力而向上移动；②在混凝土灌注过程中，灌注速度过快，对钢筋笼形成反冲力，导致钢筋笼上浮，因此，施工单位在施工中应注意水泥浆的占比和灌注混凝土的速度，杜绝此类问题发生。注意封底失败：由于首批混凝土数量过小、孔底的沉碴厚度大等原因导致首批混凝土灌注入孔后，未实现水下混凝土封底的现象称为封底失败。封底失败后，应立即暂停灌注，及时对孔内已灌注的混凝土进行清理。预防的措施就是料斗的容积必须满足首批混凝土灌注封底要求。注意导管进水：出现导管进水问题主要是因为在导管连接上不稳定，在灌注混凝土的时候，存在着部分泥浆渗漏的问题。因此要求采用钢导管，内径宜为200〜350mm，进场后进行水深1.3倍的密水承压和接头抗拉试验，确保不出现意外情况。如果在施工过程中没有严格检查导管的质量，针对其中问题没有及时解决，这样就会导致导管进水。也会影响灌浆顺利完成。施工中应事先根据桩长、导管节长和埋管深度，计算好提管高度，避免盲目提升导管。（6） 注意混凝土卡管：混凝土卡管的主要原因是施工作业人员违章操作，没有按照操作规程和施工规范进行施工。例如，在浇筑混凝土时，没有高效搅拌，影响了混凝土的性能，并导致导管的气密性不足，进而导致浇筑过程中因混凝土堆积堵塞等问题而无法顺利施工。（7） 注意混凝土埋管：大多数情况下，埋管问题会出现在混凝土浇筑后期，究其原因主要是施工人员在混凝土浇筑过程中未能有效把握时差，误估混凝土凝结速度。混凝土埋管问题发生后，可以使用相应的机械设备辅助提升管道。如果使用机械设备后不能取出管道，只能埋在钻孔灌注桩中。为了从根本上解决混凝土埋管问题，施工人员需要合理控制时间，掌握混凝土凝固时间，安排专人看管，不断推进导管，以避免管道埋深过大。3结语钻灌注桩施工技术既能进一步提高桥梁桩基础的质量，又能保证桥梁整体的稳定与安全，但是钻孔灌注桩施工技术工序多、质量控制要求高，施工人员应严格按照设计图纸和规范要求进行施工，做好每一个施工环节，避免质量事故的发生。参考文献黎华煜.浅谈公路桥梁钻孔灌注桩施工技术和质量控制[J].广东建材，2015（4）:51-53.王振华.公路桥梁钻孔灌注桩施工质量控制 [J].交通标准化，2016（9）:13