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道路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用

罗琮
  
工程技术探索
2024年31期
武汉九宁公路勘察设计有限公司 湖北武汉 430070

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摘  要:钻孔灌注桩施工技术在道路桥梁工程中扮演着至关重要的角色。本文详细阐述了其施工工艺流程,包括施工前准备、钻孔作业、清孔作业、钢筋骨架制作与安放以及混凝土灌注等环节,并针对不同地质条件如软土地基和岩溶地区,探讨了相应的应用要点。通过这些技术的合理运用,可以确保道路桥梁工程的基础稳固,提高工程质量和安全性。

关键词:道路桥梁;钻孔灌注桩;施工技术

一、钻孔灌注桩施工工艺流程

1.施工前准备

场地平整:清除施工现场的杂物、障碍物,对施工场地进行平整压实,确保施工机械设备能够顺利进场和停放,为钻孔作业提供稳定的基础。同时,合理规划施工便道和材料堆放场地,保证施工过程中的材料运输和人员通行顺畅。测量放线:根据设计图纸,利用全站仪、水准仪等测量仪器,精确测定桩位中心位置和标高,并设置明显的标识和控制点。桩位的放线误差应严格控制在规范允许范围内,以保证灌注桩的位置准确无误。设备选型与安装调试:根据地质条件、桩径、桩长等要求,选择合适的钻孔设备,如旋挖钻机、冲击钻机等,并进行安装调试。确保设备的性能良好,各项参数符合施工要求。同时,准备好钢筋加工设备、混凝土搅拌设备等相关配套设备,并进行试运行,检查其工作状态是否正常。原材料检验:对进场的钢材、水泥、砂石料等原材料进行严格的质量检验,确保其质量符合国家标准和设计要求。钢材应具有质量证明书,并按规定进行抽样复试;水泥要检查其出厂日期、强度等级等指标;砂石料需进行颗粒级配、含泥量等试验。只有原材料质量合格,才能保证灌注桩的质量和性能。泥浆制备:根据地质情况和施工要求,制备适量的泥浆。泥浆在钻孔过程中起到护壁、悬浮钻渣、冷却钻头等重要作用。泥浆的性能指标如比重、粘度、含砂率等应符合规范要求,以确保钻孔作业的顺利进行和孔壁的稳定性[1]。

2.钻孔作业

钻机就位:将钻机移动至桩位处,调整钻机的垂直度和桩位偏差,使其符合设计要求。钻机的安装必须牢固稳定,确保在钻孔过程中不发生倾斜或位移。开孔钻进:启动钻机,按照先慢后快的原则开始钻进。在开孔阶段,要控制进尺速度,避免钻头因受力不均而发生偏移或损坏。同时,密切观察钻机的运行情况和钻孔的进尺情况,及时调整钻进参数,如钻压、转速等。泥浆循环与护壁:在钻孔过程中,要保证泥浆的连续循环,不断向孔内补充新鲜泥浆,以维持孔内的水头压力,防止孔壁坍塌。同时,通过泥浆泵将孔内钻渣排出地面,保持孔内清洁,提高钻孔效率。根据地质情况和钻孔进度,适时调整泥浆的性能指标,确保护壁效果良好。钻孔过程中的监测与记录:在钻孔过程中,要安排专人负责监测钻机的运行状态、钻孔的垂直度、孔深等参数,并做好详细记录。如发现异常情况,如钻机振动过大、钻孔偏斜等,应立即停止钻进,分析原因并采取相应的处理措施。同时,对钻孔过程中遇到的地层变化、地下水情况等信息也要做好记录,为后续的施工提供参考。

3.清孔作业

一次清孔:当钻孔达到设计深度后,停止钻进,将钻头提离孔底一定高度,采用大泵量抽浆的方式进行第一次清孔。清孔时间不宜过短,一般不少于 30 分钟,以清除孔内大部分的钻渣和沉淀物。在清孔过程中,要不断检测泥浆的比重、粘度等指标,确保其符合规范要求。二次清孔:钢筋骨架安装完毕后,再次进行清孔,即二次清孔。此次清孔主要是为了清除在安装钢筋骨架过程中落入孔内的杂物和沉淀下来的细小钻渣。二次清孔可采用正循环或反循环的方式,清孔后的泥浆比重应控制在 1.03 - 1.10 之间,粘度应保持在 17 - 20sPa·s 之间。

4.钢筋骨架制作与安放

钢筋骨架制作:根据设计要求,在钢筋加工厂制作钢筋骨架。钢筋的规格、型号、数量应严格按照设计图纸进行下料和加工。在制作过程中,要确保钢筋的焊接质量,焊缝应饱满、无夹渣、无气孔等缺陷。同时,为了保证钢筋骨架的整体刚度和稳定性,应设置足够的加强箍筋和支撑筋。钢筋骨架运输与安放:制作完成的钢筋骨架应采用吊车等起重设备将其吊运至桩位处。在起吊过程中,要注意避免钢筋骨架发生变形。将钢筋骨架缓慢放入孔内,使其居中定位。在安放过程中,严禁碰撞孔壁,以免造成孔壁坍塌或钢筋骨架变形。

5.混凝土灌注

导管安装与检查:在混凝土灌注前,要将灌注导管安装好并进行密封性检查。导管的连接要牢固可靠,接头处不得漏水漏气。导管的底部应距离孔底有一定的高度,一般控制在 30 - 50cm 左右。同时,要在导管顶部安装储料斗和漏斗,以保证混凝土的连续供应。混凝土配制与运输:根据设计要求和配合比,在搅拌站集中拌制混凝土。混凝土的原材料应严格按照重量比进行计量,确保混凝土的质量和性能符合要求。拌制好的混凝土应采用搅拌车运输至施工现场,在运输过程中要注意控制运输时间,避免混凝土发生初凝或离析现象。混凝土灌注:当一切准备工作就绪后,开始进行混凝土灌注。首批混凝土灌注量要满足导管初次埋置深度的要求,一般为 1m 左右。在灌注过程中,要连续不断地向导管内倾倒混凝土,使导管始终埋入混凝土中,埋深应保持在 2 - 6m 之间。同时,要密切观察混凝土的灌注高度和导管的埋深情况,及时调整灌注速度和导管的埋深,防止断桩等质量事故的发生。当混凝土灌注至桩顶标高以上一定高度后,停止灌注,并拔出导管[2]。

二、不同地质条件下钻孔灌注桩施工技术的应用要点

1.软土地基中的应用

在软土地基中进行钻孔灌注桩施工时,由于软土的强度低、压缩性大、透水性差等特点,容易出现孔壁坍塌、缩颈等问题。因此,在施工过程中需要采取特殊的措施来保证施工质量和灌注桩的性能。首先,在钻孔前要对软土地基进行处理,可采用换填法、深层搅拌法等方法对地基进行加固,提高地基的承载能力和稳定性。其次,在钻孔过程中要选用合适的泥浆护壁,泥浆的比重和粘度要适当提高,以增强护壁效果。同时,要控制钻进速度,避免对孔壁造成过大的扰动。在混凝土灌注时,要选择合适的混凝土配合比和灌注工艺,确保混凝土能够顺利灌注到孔底,并与周围软土紧密结合。

2.岩溶地区中的应用

岩溶地区的地质条件较为复杂,存在溶洞、溶沟、裂隙等不良地质现象,给钻孔灌注桩施工带来了很大的困难。在岩溶地区施工时,首先要进行详细的地质勘察,查明溶洞的大小、分布位置和连通情况等信息。对于较小的溶洞,可采用填充法进行处理,即用片石、粘土等材料将溶洞填充密实后再进行钻孔施工。对于较大的溶洞或连通性较好的溶洞群,可采用梁板跨越或桩基托换等方法进行处理。在钻孔过程中,如遇到溶洞,要根据实际情况调整钻进参数和方法,必要时可采用钢护筒跟进等措施保护孔壁。在混凝土灌注时,要确保混凝土能够充满整个桩孔,尤其是溶洞部位,以保证灌注桩的质量和承载能力。

三、结语

本文系统地介绍了道路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的各个环节及其在不同地质条件下的应用要点。通过合理的施工流程和针对性的措施,可以有效地应对各种复杂的地质情况,确保灌注桩的质量和性能。这不仅为道路桥梁工程的基础施工提供了科学依据,也为类似工程的施工提供了有益的参考和借鉴。

参考文献:

[1]刘瑞国. 钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工中的应用 [J]. 工程技术研究, 2024, 9 (23): 59-61.

[2]谢金波. 公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用分析 [J]. 运输经理世界, 2024, (29): 64-66.

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