论文部分内容阅读
【摘 要】本文从桥梁钻孔灌注桩施工的施工流程出发，从护筒埋设、钻机成孔以及混凝土灌注几个方面分析了钻孔灌注桩施工的技术要点，并且结合工作实际指出了一些应该注意的问题，给出了相应的建议。
【关键词】桥梁施工；钻孔灌注桩；施工技术
1.前言
桥梁基础的施工中，钻孔灌注桩以其低噪音、无挤土效应、对周围环境影响小的优点被广泛的采用，如何掌握好钻孔灌注桩的施工技术也成为了值得工程人员深入研究的重要课题。
2.桥梁钻孔灌注桩施工工艺
钻孔灌注桩是指采用不同的钻孔方法，在土中形成一定直径的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架（笼）吊入井孔中，灌注混凝土形成的桩基础。桥梁钻孔灌注桩施工工艺：场地平整→桩位放线→埋设钢护筒→钻机安装、对位和调试→钻进→孔深、孔径、倾斜度检查→清孔→终孔验收→安防钢筋笼→吊放导管→二次清孔→检查沉渣厚度→灌注水下混凝土→桩基检测→检验结果分析→采取补救措施。
3.护筒埋设技术
护筒的制作材料通常是具有一定厚度的钢板，起到固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向的作用。护筒的内径比钻孔桩设计直径稍大，用回转钻机钻孔的宜加大20～30厘米，用冲击钻和冲抓钻钻孔的宜加大30～40厘米。护筒埋设时护筒的顶部标高应该高出平台地面0.3m-0.5m，设置出浆口以方便泥浆循环；高出地下水位或者孔外水位1.5m，如果在旱地施工，护筒顶部距地下水位1.0m-2.0m即可。护筒拼接处应该平整无凸出，耐拉、压、不漏水。埋设护筒可采用挖埋或锤击、振动、加压等方法。普通桥梁的建设过程中，护筒的埋设一般采用人孔挖孔埋设的方法，并且将护筒周围1.0m范围内的土挖除换填成粘土，分层对称夯实至平台顶。护筒的中心轴线与桩中心线重合，平面允许误差为5cm，倾斜度误差不大于1%[1]。对于处于岸滩上的桩位，应该保证护筒部分深入到较坚硬的土层中；对于砂性土或者流塑淤泥质粘土，在钻进的过程中应该适当的增加护筒的埋深和厚度；对于未填充的地下空洞问题，可以采用套筒跟进施工的方法。
4.钻机成孔技术
4.1钻机选择
钻孔灌注桩的成孔方式主要有旋挖钻机成孔、回旋钻机成孔、冲击钻机成孔、冲抓钻机成孔等。旋挖钻机主要用于干作业法钻孔灌注桩，适用于粘土质和砂土等地基承载力≤500kPa 的土质条件，而且要求碎石土的含量少于20%。冲击钻几乎适用于各种地层，尤其适用于岩土结构的灌桩施工中，成孔直径在50-200cm。冲抓机适用于松软土层（砂土、粘土），但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工，成孔直径在60-150cm。回旋钻机是目前市场最常用的施工机械，施工成本小于冲击钻机，基本适用于各种地层（较松散的卵石层、溶岩地质、有较大的孤石、漂石的地层除外）。一根钻孔桩平均三天可以成孔，机械自身有吊装设备，可不要吊车、塔吊等设备配合。在施工时，应该合理的选择钻机，比如采用反循环回转钻施工时，遇到有较多孤石的土层，可以调用冲击钻配合扫孔，从而节省了回转钻的钻进时间，而且由于冲击钻在冲孔过程中形成了粘稠泥浆，也减少了新孔造浆工作。
4.2钻孔施工要点
钻机就位前必须对钻機所在基础进行夯实处理，铺设枕木，将钻机顶部用缆风绳固定平稳，以防止基础下沉。钻架安装就位时，应详细测量，并在钻进过程中经常检查钻机情况，避免出现钻机倾斜的问题。泥浆沉淀池应该设在距离钻孔附近的合适位置。钻工作业时应该根据所获取的地址资料，根据不同的土层调整使用的钻头、钻压、钻速等参数，注意捞取磕样。钻孔工作前，先启动泥浆泵使孔内储备一定量的泥浆。如采用冲击机成孔，且孔中有水，可直接向孔中投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆；钻机刚开始钻孔时，应采用低压慢进的措施；钻孔过程中，孔内水位应该始终保持在地下水位或者地表水位1.5m-2.0m以上（包括清孔施工阶段），随时注意护壁泥面的标高，并且补充泥浆，从而防止孔壁坍塌。
泥浆护壁时，如果出现斜孔、弯孔、缩孔、冒浆和坍塌等问题，应该及时停止钻进。如果在钻进过程中，由于陡斜岩面引起护筒底口漏浆，可以回填土石，调整泥浆性能重新冲钻的方法施工，比如采用冲击钻作业时，将泥浆比重增加到1.6，重新钻进。如果仍未解决问题，可以在护筒底口注水泥浆堵漏。如果钻孔过程中出现塌孔问题（表现为孔内水位骤降、冒出细密水泡），可以依据情况调整泥浆，比如向孔内加入适量羧甲基纤维素，提高泥浆的粘度，或者回填土石重新冲钻。钻孔达到设计深度后，进行清孔，将钻具提起30-50cm，缓慢旋转，进行反循环换浆清孔。孔内泥浆指标符合要求后移走钻机，及时进行成桩施工。清孔后可以选择CDJ型超声波检孔器检测，也可以使用测绳、圆锥体测锤等进行检测。其中，测绳必须设有细钢丝心，并且过水后要进行校核。
5.钢筋笼的制作投放技术
钢筋笼在钻孔现场平台上进行绑扎，绑扎要严格按照设计图纸进行，主筋位置用定位支架控制，采用挤压套筒接头，接头交错长度在500mm以上。定位钢筋以及加强箍筋2m一组，以保证钢筋笼的刚度，建议在耳筋外侧增焊几道3mm厚弧形钢板垫块，以增大其支撑面积，保证侧向定位。起吊钢筋笼时，严格控制钢筋笼的变形，在钢筋笼的里边用铅丝绑扎足够长度的莎杆，吊钩处用钢扁担勾挂钢筋笼。钢筋笼整体入孔的时间不得超过2小时。钢筋笼吊装时要检查孔内的情况，确保孔内无沉渣、坍塌等现象，然后对准孔位、扶稳缓慢、顺直的下放，第一段放入孔内后用型钢临时固定在护筒口，起吊第二段并且与第一段钢筋笼对准焊接，然后才能逐段放入孔内。达到设计标高后，将最上面的钢筋笼挂环挂住，并且与护筒焊牢固，以防止灌注混凝土的过程中，钢筋笼上升。
6.混凝土灌注技术
6.1导管下放与二次清孔
混凝土灌注前，钢筋笼下好后，需要安放导管。混凝土导管最下端的一节长5-6m，分节长度在1m到2m间，在导管外侧应该表明其长度。导管两端用法兰盘以及螺栓连接，垫橡胶圈以保证不漏水，在下放之前必须进行密封度检查、承压接头抗拉试验，及时更换不符合要求的段落。导管吊装时应该竖直、稳步陈放，距离该孔底0.25m-0.4m，下放时避免和钢筋笼和孔壁碰撞，为了避免导管卡在钢筋笼里，可以位于在桩下无钢筋处的导管法兰盘面倒扣活动漏斗套。导管安装后，进行二次清孔施工。如果二次清孔中遇到卡管问题，可以将进气管改为软胶管，放在导管外侧送风。
6.2混凝土灌注
混凝土灌注是钻孔灌注桩的重要工序，二次清孔后，泥浆技术指标检验合格才可进行灌注施工。首批混凝土灌注后，应该立刻测量混凝土面的高度，保证拔球后导管埋入混凝土的深度不小于1m。灌注过程中应该连续、紧凑，并且注意导管内混凝土下降情况与孔内水位升降的情况，及时调整导管的提升、拆除，通常情况下，导管的埋深应该保持在在2-4m，不得小于1m或者大于6m。灌注过程中，如果导管内的混凝土混有空气，那么后续混凝土应该缓慢灌注，以避免高压气囊挤出导管的橡胶垫[2]。当灌注的混凝土面距离钢筋笼底部1m左右时，降低混凝土的灌注速度，保持导管具有较大埋深，以避免钢筋笼上升。当混凝土灌注快结束时，由于导管内外混凝土高度差变小，压力降低，对此，可以适当的提升导管或者在孔内加水稀释泥浆，并且把部分沉淀土掏出，使灌注顺利进行。混凝土灌注至桩顶设计标高后，应该继续灌注至高出0.5m-1.0m，以保证浇筑质量。拔出最后一截导管时，一定
【关键词】桥梁施工；钻孔灌注桩；施工技术
1.前言
桥梁基础的施工中，钻孔灌注桩以其低噪音、无挤土效应、对周围环境影响小的优点被广泛的采用，如何掌握好钻孔灌注桩的施工技术也成为了值得工程人员深入研究的重要课题。
2.桥梁钻孔灌注桩施工工艺
钻孔灌注桩是指采用不同的钻孔方法，在土中形成一定直径的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架（笼）吊入井孔中，灌注混凝土形成的桩基础。桥梁钻孔灌注桩施工工艺：场地平整→桩位放线→埋设钢护筒→钻机安装、对位和调试→钻进→孔深、孔径、倾斜度检查→清孔→终孔验收→安防钢筋笼→吊放导管→二次清孔→检查沉渣厚度→灌注水下混凝土→桩基检测→检验结果分析→采取补救措施。
3.护筒埋设技术
护筒的制作材料通常是具有一定厚度的钢板，起到固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向的作用。护筒的内径比钻孔桩设计直径稍大，用回转钻机钻孔的宜加大20～30厘米，用冲击钻和冲抓钻钻孔的宜加大30～40厘米。护筒埋设时护筒的顶部标高应该高出平台地面0.3m-0.5m，设置出浆口以方便泥浆循环；高出地下水位或者孔外水位1.5m，如果在旱地施工，护筒顶部距地下水位1.0m-2.0m即可。护筒拼接处应该平整无凸出，耐拉、压、不漏水。埋设护筒可采用挖埋或锤击、振动、加压等方法。普通桥梁的建设过程中，护筒的埋设一般采用人孔挖孔埋设的方法，并且将护筒周围1.0m范围内的土挖除换填成粘土，分层对称夯实至平台顶。护筒的中心轴线与桩中心线重合，平面允许误差为5cm，倾斜度误差不大于1%[1]。对于处于岸滩上的桩位，应该保证护筒部分深入到较坚硬的土层中；对于砂性土或者流塑淤泥质粘土，在钻进的过程中应该适当的增加护筒的埋深和厚度；对于未填充的地下空洞问题，可以采用套筒跟进施工的方法。
4.钻机成孔技术
4.1钻机选择
钻孔灌注桩的成孔方式主要有旋挖钻机成孔、回旋钻机成孔、冲击钻机成孔、冲抓钻机成孔等。旋挖钻机主要用于干作业法钻孔灌注桩，适用于粘土质和砂土等地基承载力≤500kPa 的土质条件，而且要求碎石土的含量少于20%。冲击钻几乎适用于各种地层，尤其适用于岩土结构的灌桩施工中，成孔直径在50-200cm。冲抓机适用于松软土层（砂土、粘土），但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工，成孔直径在60-150cm。回旋钻机是目前市场最常用的施工机械，施工成本小于冲击钻机，基本适用于各种地层（较松散的卵石层、溶岩地质、有较大的孤石、漂石的地层除外）。一根钻孔桩平均三天可以成孔，机械自身有吊装设备，可不要吊车、塔吊等设备配合。在施工时，应该合理的选择钻机，比如采用反循环回转钻施工时，遇到有较多孤石的土层，可以调用冲击钻配合扫孔，从而节省了回转钻的钻进时间，而且由于冲击钻在冲孔过程中形成了粘稠泥浆，也减少了新孔造浆工作。
4.2钻孔施工要点
钻机就位前必须对钻機所在基础进行夯实处理，铺设枕木，将钻机顶部用缆风绳固定平稳，以防止基础下沉。钻架安装就位时，应详细测量，并在钻进过程中经常检查钻机情况，避免出现钻机倾斜的问题。泥浆沉淀池应该设在距离钻孔附近的合适位置。钻工作业时应该根据所获取的地址资料，根据不同的土层调整使用的钻头、钻压、钻速等参数，注意捞取磕样。钻孔工作前，先启动泥浆泵使孔内储备一定量的泥浆。如采用冲击机成孔，且孔中有水，可直接向孔中投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆；钻机刚开始钻孔时，应采用低压慢进的措施；钻孔过程中，孔内水位应该始终保持在地下水位或者地表水位1.5m-2.0m以上（包括清孔施工阶段），随时注意护壁泥面的标高，并且补充泥浆，从而防止孔壁坍塌。
泥浆护壁时，如果出现斜孔、弯孔、缩孔、冒浆和坍塌等问题，应该及时停止钻进。如果在钻进过程中，由于陡斜岩面引起护筒底口漏浆，可以回填土石，调整泥浆性能重新冲钻的方法施工，比如采用冲击钻作业时，将泥浆比重增加到1.6，重新钻进。如果仍未解决问题，可以在护筒底口注水泥浆堵漏。如果钻孔过程中出现塌孔问题（表现为孔内水位骤降、冒出细密水泡），可以依据情况调整泥浆，比如向孔内加入适量羧甲基纤维素，提高泥浆的粘度，或者回填土石重新冲钻。钻孔达到设计深度后，进行清孔，将钻具提起30-50cm，缓慢旋转，进行反循环换浆清孔。孔内泥浆指标符合要求后移走钻机，及时进行成桩施工。清孔后可以选择CDJ型超声波检孔器检测，也可以使用测绳、圆锥体测锤等进行检测。其中，测绳必须设有细钢丝心，并且过水后要进行校核。
5.钢筋笼的制作投放技术
钢筋笼在钻孔现场平台上进行绑扎，绑扎要严格按照设计图纸进行，主筋位置用定位支架控制，采用挤压套筒接头，接头交错长度在500mm以上。定位钢筋以及加强箍筋2m一组，以保证钢筋笼的刚度，建议在耳筋外侧增焊几道3mm厚弧形钢板垫块，以增大其支撑面积，保证侧向定位。起吊钢筋笼时，严格控制钢筋笼的变形，在钢筋笼的里边用铅丝绑扎足够长度的莎杆，吊钩处用钢扁担勾挂钢筋笼。钢筋笼整体入孔的时间不得超过2小时。钢筋笼吊装时要检查孔内的情况，确保孔内无沉渣、坍塌等现象，然后对准孔位、扶稳缓慢、顺直的下放，第一段放入孔内后用型钢临时固定在护筒口，起吊第二段并且与第一段钢筋笼对准焊接，然后才能逐段放入孔内。达到设计标高后，将最上面的钢筋笼挂环挂住，并且与护筒焊牢固，以防止灌注混凝土的过程中，钢筋笼上升。
6.混凝土灌注技术
6.1导管下放与二次清孔
混凝土灌注前，钢筋笼下好后，需要安放导管。混凝土导管最下端的一节长5-6m，分节长度在1m到2m间，在导管外侧应该表明其长度。导管两端用法兰盘以及螺栓连接，垫橡胶圈以保证不漏水，在下放之前必须进行密封度检查、承压接头抗拉试验，及时更换不符合要求的段落。导管吊装时应该竖直、稳步陈放，距离该孔底0.25m-0.4m，下放时避免和钢筋笼和孔壁碰撞，为了避免导管卡在钢筋笼里，可以位于在桩下无钢筋处的导管法兰盘面倒扣活动漏斗套。导管安装后，进行二次清孔施工。如果二次清孔中遇到卡管问题，可以将进气管改为软胶管，放在导管外侧送风。
6.2混凝土灌注
混凝土灌注是钻孔灌注桩的重要工序，二次清孔后，泥浆技术指标检验合格才可进行灌注施工。首批混凝土灌注后，应该立刻测量混凝土面的高度，保证拔球后导管埋入混凝土的深度不小于1m。灌注过程中应该连续、紧凑，并且注意导管内混凝土下降情况与孔内水位升降的情况，及时调整导管的提升、拆除，通常情况下，导管的埋深应该保持在在2-4m，不得小于1m或者大于6m。灌注过程中，如果导管内的混凝土混有空气，那么后续混凝土应该缓慢灌注，以避免高压气囊挤出导管的橡胶垫[2]。当灌注的混凝土面距离钢筋笼底部1m左右时，降低混凝土的灌注速度，保持导管具有较大埋深，以避免钢筋笼上升。当混凝土灌注快结束时，由于导管内外混凝土高度差变小，压力降低，对此，可以适当的提升导管或者在孔内加水稀释泥浆，并且把部分沉淀土掏出，使灌注顺利进行。混凝土灌注至桩顶设计标高后，应该继续灌注至高出0.5m-1.0m，以保证浇筑质量。拔出最后一截导管时，一定