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钻孔灌注桩技术在城市轨道交通工程的应用研究

高广跃
  
一起电力科技
2022年7期
河南省新密市城关镇 河南 新密 452370

摘要:在城市轨道交通中应用钻孔灌注桩技术,对提高基础稳定性、提升工程质量、延长使用年限均优势明显。钻孔灌注桩技术的原理是利用钻孔打桩设备在土基钻垂直孔洞,使用配套抓斗、铲斗工具进行碎石及残土的去除,随后在孔洞中构筑钢筋框体,进行混凝土的填充,并在桩顶利用墩或立脚覆盖,用以对上方建筑的承重。以实际工程项目案例为背景,针对钻孔灌注桩技术在轨道交通工程的应用展开探讨。

关键词:钻孔灌注桩;轨道交通;技术应用;要点分析

引言

在城市轨道交通建设中,钻孔灌注桩技术得到了广泛的应用,该技术的应用虽然可以有效提高灌注桩施工质量,但是因为工艺流程过于复杂,很容易受到各类因素的干扰,使得成桩后的桩身承载能力得不到保证。因此,在应用该技术进行施工时,必须控制好每一个细节,全面提高国内桥梁桩基施工水平。

1钻孔灌注桩技术概述

作为高度专业化的应用技术,钻孔灌注桩技术以其便于施工、经济性好、施工效率高、安全等级高等特点,被广泛应用于道路交通建设工程中。用于地基施工时,灌注桩可用于支撑数以千吨构筑物的质量,尤其适用于土质松软及其他稳定性差的土质环境。可对构筑整体框架的地下墙完成土质加固,将桩进行一定间距的连续桩壁连接,或使重叠放置桩形成割线桩壁的重叠结构,具有防止地下水迁移的效果。钻孔灌注桩技术优势主要体现在,利用灵活调整桩的深度穿过松散、膨胀或可压缩的土质到达适当的承重土质中。将钻孔钻至低于季节性湿度差异及霜冻神都的地下位置,可最大限度减少大型设备的开挖和回调作业,避免对施工土质造成破坏。采用钻孔灌注桩技术,可实现扩展桩体根部最多3倍直径构建高容量沉箱,省去了多桩加盖工序。

2钻孔灌注桩施工技术

2.1实施前准备工作

在城市轨道交通项目确立后,相应技术人员进行施工场地勘察,利用全站仪等专业测量工具收集地质、地形、桩位、桩身等各类技术参数,形成勘测报告,并将其作为钻孔灌注桩技术的实施方案参考。实施方案确定后,进行施工场地清理整平、夯实、施工道路及防水渠挖设工作,同时完成相应施工人员、材料、机械及相关试验准备,使其满足工期需求。

2.2护筒制作及埋设工序

利用全站仪根据导线点、水准点确定放样桩位中心位置,根据该轨道交通项目确定参数,选用12mm厚钢板卷制接长,并利用自动埋弧焊焊接形成钻孔灌注桩护筒。场地填筑砖渣后标高为6.25m,护筒顶部标高为6.75m,施工场地常水位标高3.59m,护筒顶部标高高于常水位3.16m。护筒埋设深度9.5m,高于地面0.5m。利用DZ90型振动锤在桩位中心位置完成钢护筒埋设,边缘采用黏土夯填密实,然后对护筒稳定性进行检查。

2.3钻孔和清孔

2.3.1钻孔

采取轻压满钻的方法,加强对钻进速度的控制。随着钻进深度的增加,钻头彻底进入地层后,适当加大钻进速度,以避免斜孔。在淤泥地质条件下钻进时,钻进速度不可过快,否则容易因控制不当而产生螺旋形孔,从而影响成孔效果。根据钻孔直径配套合适规格的钻头,要求其具有耐磨性,若钻进期间有磨损现象,则随即更换。钻孔完成后,准确测定孔深、倾斜度和孔径,确认无误后进入清孔环节。

2.3.2清孔

分2个阶段完成清孔作业:第一次清孔:钻进深度达到要求后,安排抽浆和清孔,待孔内原本沉积的沉渣被大量清理干净后(沉渣厚度被控制在许可范围内),下放钢筋笼。第二次清孔:第一次清孔时可能会由于操作不当而撞下泥块,为此有必要组织第二次清孔。在导管顶安装弯头和皮笼,以泵送的方法将泥浆压入导管内,通过浆液的作用,高效置换孔底沉渣。

2.4导管拼装和就位

2.4.1控制导管直径和长度

有效控制导管的直径,以满足混凝土连续灌注的施工要求。合理控制导管分节长度,其中尤为关键的是最下端一节导管,该部分的长度不宜小于4m。

2.4.2测试导管密封性能

详细检查导管接头的位置以及连接的紧密性,判断是力应稳定在0.6~1.0N/mm2之间,判断在此过程中是否有漏水现象。

2.4.3导管就位和使用

导管的规格应与混凝土灌注量相匹配。吊放导管时加强检测与控制,使轴线保持顺直。配套锥形护罩,其目的在于避免因吊放导管时,钩带钢筋笼,使钢筋笼出现异常状况。导管在混凝土中的埋深也是重点控制对象。随着混凝土灌注量的增加,导管要适当向上提起,其埋深在灌注全程中均要稳定在合理区间之内。

2.5灌注水下混凝土

灌注水下混凝土是钻孔灌注桩施工的重点环节,必须控制好各项技术要点,如下所述。

2.5.1控制混凝土质量

按要求拌和混凝土,保证其在和易性、坍落度等方面均满足要求。以试验的方法判断混凝土的性能,通常坍落度以18~22cm较为合适。

2.5.2控制灌注数量

控制首次灌注数量,保证混凝土用量充足,否则可能会造成孔内聚集大量含泥浆混凝土,这样将直接影响成桩质量。配套隔水栓头,待实际灌注量达到设定值后,间隔悬挂隔水栓的铁丝。遵循连续、均匀灌注原则,全程导管埋深稳定在1~6m,向上拔管时尽可能匀速。

2.5.3控制灌注速度

控制水下混凝土的灌注速度,导管内混凝土面上升速度在2m/h之内,灌注施工期间适当向上移动导管并拆除。按照此方法有序推进,直至完全拆除导管为止。2.5.4超灌和接桩适当超灌混凝土,即桩顶标高略高于设计高0.5~1.0m。避免盲目接桩,提前将多余部分凿除干净并做适当的修整,使表面具有平整性之后,方可接桩,若直接操作将影响混凝土的最终强度。

3钻孔灌注桩质量控制要点

3.1钢护筒

3.1.1检验制作原材料

加强制作钢护筒原材料的入场检验,要求生产厂家提供原材料质量保证书并抽样检查,不符合质量要求的原材料不得进入施工现场。

3.1.2埋设深度

埋设钢护筒时,应根据不同地质环境和土体性质调整钢护筒的埋设深度。若土体为黏性土及粉土,钢护筒的埋设深度应控制在1m以上;若土体为砂土,钢护筒的埋设深度应控制在2m,且穿越坚硬土层的深度不得低于0.5m。

3.1.3埋设精度

钢护筒埋设完毕后,应根据施工图纸对钢护筒进行复核,查验其平面度和垂直度:平面中心偏差低于5cm,倾斜度不超出1%的允许范围。

3.2钻孔

3.2.1钻机的选择

在不同地质条件下,钻机钻进的速度存在一定差异,应综合考虑工程需求、地质情况及不同类型钻优缺点等因素,选择与孔径、孔位、所在位置地质特性相符合的钻机。经过充分研究,决定本工程钻孔采用旋挖钻机。在实施钻孔作业时,操作手要控制钻进速度,并加强对钻杆检查,防止斜孔、弯孔等不良缺陷影响钻孔效果,确保灌注桩成桩后的承载力符合技术要求。

3.2.2泥浆的配置

在灌注桩实际施工中,应结合所在位置地下水高度、地层稳定、孔径、孔位以及所使用钻机等情况,确定最佳泥浆性能指标。采用旋挖钻机在该地段进行钻孔作业所需泥浆性能指标。

结束语

将钻孔灌注桩技术应用于城市轨道交通,可充分发挥技术施工质量稳定、操作灵活便捷的优势。施工中应严格根据工艺规范及设计方案,充分利用施工场地环境资源,控制影响施工质量关键因素,把握钻孔灌注桩技术重点工序实施要点,提高工程实施安全性和质量。

参考文献

[1]姜鹏,章剑青,朱征平.钻孔灌注桩施工中泥浆比重控制研究[J].公路,2019(7):145-148.

[2]蒋恩华.钻孔灌注桩技术在路桥施工中的应用探析[J].工程技术研究,2019,4(8):33-34.

[3]张坤牧.钻孔灌注桩施工技术在桥梁工程中的应用分析[J].西部交通科技,2019(1):107-110.

作者简介:高广跃  1988年7月 河南省新密市城关镇 本科  交通工程

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