张明勇
(海南省公路管理局昌江公路分局,海南 昌江 572700)
基础钻孔灌注桩施工在桥梁施工中的应用
张明勇
(海南省公路管理局昌江公路分局,海南 昌江 572700)
近年来,由于钻孔灌注桩在施工中难度较小,成本较低,施工设备易提供,桥梁稳定性好,消除应力集中等优点,钻孔灌注桩的施工技术在具体的桥梁工程的施工中越来越被推崇。针对桥梁桩基础钻孔灌注桩技术进行了探讨,有关经验可供相关专业人员参考。
桥梁工程;钻孔灌注桩;施工技术
随着我国公路建设的快速发展,以及桥梁工程的不断增多,具有施工、操作便捷,承载力大等优势的钻孔灌施工技术被广泛应用到桥梁施工中。但是在实际施工中往往都存在技术含量高、工艺环节较多等不利因素,在施工中只要一个环节出现失误,便很有可能导致质量事故的发生。所以,施工人员需要通过加强钻孔、混凝土灌注等主要施工环节来保障桥梁整体质量。
钻孔灌注桩技术是在工程实施的过程中通过机械,设施或人力的帮助在工程现场的地基中形成相应的桩孔,而后在桩孔中布置相应的桩,以形成较为稳定的桩体结构,其具有施工方法简单,适用范围较广,工程效果好等优点,下面进行简要的介绍。
(1)施工方法简单,使用设备易搬运。钻孔灌注桩技术的施工过程中,首先是要通过机械,设施或是人力等方法在地基中打造出相应大小和位置的桩孔,相比于其他较为复杂的施工类型,该方法施工方法较为简单,所需的设备较易搬运和移动,因此该方法具有较大的施工优势。
(2)适用范围较广。打孔技术对于不同的地基,较硬或是较软的地基中都较为适用。相较于其他施工方式中对于地基软硬情况,地基土质构成,所处地区环境因素的要求较为严苛的情况,钻工技术对于这方面的要求较低,一般对于较为平整的路面(可后期进行铺平加工)都较为适用,根据不同的地基情况可选择不同的钻孔工具和孔的位置的分布,以达到最好的是公共效果。
(3)施工过程中对周边环境影响较小。一个大型工程的实施过程中,需要详细的考虑对周边的环境的影响,尤其是针对处在居民区,办公区等周围的施工工程来说这一点的考虑尤为重要。钻孔灌注桩技术的实施过程中,由于其本身的施工过程较为简单,相较于其他的施工方法,布孔,钻孔,桩的布置等步骤所产生的噪音,震动,粉尘等不良因素往往较少,对于维护周围环境中人们的正常的生活活动具有较好的作用。
桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术拥有极其优越的技术优势,对于桥梁桩基础的稳定性能和安全性能提高有着不可替代的强化作用,而与此同时,其对于施工就是流程和各项施工内容的施工要求也很高,因此,道路桥梁施工建设部门要想有效地利用钻孔灌注桩施工技术来辅助桥梁桩基础的施工,提高桥梁桩的施工建设质量,其就必须要充分地了解钻孔灌注桩施工技术的技术特点和施工要求,严格按照标准施工步骤和方法来开展钻孔灌注桩施工技术的桥梁桩基础施工建设,这样才能够充分地保证好钻孔灌注桩施工技术的施工质量和有效性。
2.1 施工场地的准备。
施工场地是桥梁桩基础施工的主要场所,也是钻孔灌注桩施工技术开展的基础前提,因此,桥梁施工技术人员在进行桥梁桩基础的施工之前,首先应当做好施工场地的准备和清理工作,从而有效地为后面的各项施工提供必要的便捷性和安全场地。而且,对于钻孔灌注桩施工技术而言,施工场地的平整性直接影响着其灌注桩和钻孔机器的准确安装和施工效果,因此,桥梁施工技术人员还应当做好施工场地的平整工作,充分地保证施工场地的地面平整度能够满足钻孔灌注桩施工技术的标准要求。例如,以水深平均深度为6~7 m之间、重量为2~3 t的某一桥梁的施工场地准备为例,首先施工技术人员需要灌注足够的沙袋来在桥梁两边进行人工围出施工平台,并就地挖出足够的泥土在两边修建一个E形岛,并用压实工具对其进行严格的压实处理。做完这些基础建设之后,施工技术人员还应当采用钢管桩来作为桥梁的施工架设平台,从而有效地保证钻孔灌注桩施工技术开展的有效性。
2.2 钻孔器具的选择。
钻孔器具是钻孔灌注桩施工技术所要使用的施工器械当中最为基础,也是最为关键的施工工具之一,性能良好的钻孔器具能够有效地帮助施工技术人员提高钻孔施工的工作效率和孔洞质量,而劣质、型号与实际需求不符的钻孔器具,则会大大影响到钻孔灌注桩施工技术的施工有效性,因此,桥梁施工技术人员在进行桥梁桩基础的施工之前,其还应当充分地做好钻孔器具的选择和审核工作,严格按照施工工程需求、桥梁基础土质情况以及桩基长度等条件来合理的选择适合的钻孔器具。例如对于冲抓钻的合理选择,冲抓钻主要适用于现代桥梁桩基础施工建设中,土质属于岩土类的桩基施工,因此,钻孔灌注桩施工技术对其本身的质量和性能要求非常严格,根据功能需求,施工技术人员应当严格选择成孔直径大小在80~200 mm之间,且钻孔深度在50 m以下的冲抓钻,这样才能够有效地保证好冲抓钻钻孔施工的孔洞精确度要求。
工作人员要切实地做好桥梁的钻孔灌注桩施工,就必须在具体的施工环节中对每一个部位进行施工质量控制,并在施工完成后进行必要的检验和养护,采取措施切实地避免施工中质量问题的出现。下文逐一地对其具体施工及养护工作进行分析。
(1)钻孔和成孔
工作人员利用钻锥不断地进行提锥和落锥的施工,对孔底的土层进行反复冲击,以使土层中的泥砂还有石块等成为浮渣,并使用掏渣筒把这些浮渣全部取出。接下来,工作人员就要接着在原孔位重复进行钻孔,直到最后完全成孔。需要主要的是,在钻孔成孔的过程中,工作人员一定要定时地对钻进速度以及泥浆稠度、等进行调整等,还要将空内外的水位差以及泥浆浓度保持在合适的差值范围,同时要地对桩位及成孔状况进行观察及检测,但尽量不要中途停钻,以避免钻孔地坍塌和偏斜等质量问题的出现[1]。
(2)清孔并进行钢筋笼吊装
工作人员在钻成完整的孔之后,就要对钻孔进行清渣工作,反复进行换浆清洗、抽浆清洗及掏渣清孔等工作,直到孔内没有浮渣及泥浆等任何污物。在清孔工作中,工作人员必须始终将孔内的水头高度控制在合理范围,并使其孔底的沉淀厚度与设计要求相符合,坚决不能够以加深孔底的方式进行清孔。而钢筋笼的吊装工作,要在提前焊好的钢筋骨架的支撑下,使用大吨位的吊车将其吊装在钻孔内,并对钢筋笼的位置进行调整及固定。在此过程中,如果吊车长度不足以承载钢筋笼,工作人员就要对钢筋笼进行分段安装以及焊接。
(3)钢筋混凝土的灌注工作
工作人员将钢筋笼吊装完成之后,就要根据钻孔的整体数据,为其安装具体节长、厚度以及内径的导管,并使用螺栓或者是法兰盘等将导管的两端固定住,并且在浇筑混凝土之前采用橡皮圈将导管端口处垫住,并对导管进行密封性测验。而且,工作人员还要将导管的插入深度控制在距离孔底约0.2~0.3 m的距离出,严格避免将导管插入到孔内泥浆中,并为导管的上口安装漏斗和隔水栓,在漏斗中全部装满混凝土之后,在将隔水栓放开,使混凝土通过导管内迅速地下落到孔内。工作人员在灌注混凝土的过程中,还必须积极不断地根据混凝土的灌注量将水压出,并且随着孔内混凝土储量的不断上涨,有步骤地将部分导管进行拆除,直到最后混凝土灌装完毕,而导管也拆除完毕。在灌注混凝土的过程中,工作人员还必须注意采用流动性与和易性强的混凝土,并切实保证混凝土的供应量等,推动混凝土灌注的顺利实施[2]。
(4)工作人员必须对制作完毕的钻孔灌注桩进行养护,比如采用隔膜或者是喷洒防护剂等保护刚灌注完毕的混凝土,使混凝土迅速凝固成型等,最终促成钻孔灌注桩的完整施工。
4.1 卡钻问题及应对措施
在钻孔的过程中时常发生卡钻现象,可能是因为钻孔达到了岩层处,由于岩层处的软硬度不同,在施工时不能够及时地调整施工设备,从而出现这个问题。对于卡钻问题产生时应该采取的正确处理方式,可以通过调整探头的位置,将探头接收到的压力不断降低,这样就可以进行调整施工设备的位置,从而避免卡钻情况的发生。
4.2 偏差问题与应对措施
在施工的过程中进行灌桩的操作时,桩的位置会发生较大的偏差。发生这一情况的原因有很多种,主要是因为施工设备在施工的过程中会受到来自各个方面的压力,使得设备的位置发生较大的偏差。如果此时再碰触到地下岩层,桩就会发生严重的倾斜,使得桩与施工设备不在同一个水平面。但是如果施工场地凹凸不平,也可能会导致钻机底座发生偏移。以上状况,可采取如下措施进行一定的调整,即:保持地面的平整和坚实,对钻架进行调整,使其底座和钻盘保持适当的位置,对桩孔也要定期进行检查,保证重滑轮和护筒位置统一。
4.3 桩身缩颈、夹层和断桩问题及应对措施
在施工的过程中常常会出现一系列的问题,施工人员要及时地处理这些问题,也要提前做好预防措施。施工人员要加强对混凝土在施工过程中正确使用的理解,避免由于混凝土导致的钻孔崩塌现象的发生。施工人员应该设计出快速钻孔的方法,防止钻好孔出现损坏。施工人员为了更好地对桩进行操作,可以通过设备仪器判断出地下水的水位,通过一定的抽水设备把孔内部的水抽干。施工时如果遇到较大的钻孔障碍物,要根据施工时的实际情况进行处理,不同施工设备及施工水平对于障碍物的处理方式存在着较大的差异[3]。
4.4 保护筒存在的问题与应对措施
保护筒的施工往往存在大量问题,其施工质量问题一直困扰着施工人员。由于导致保护筒质量的因素较多,所以在施工时很难确定导致保护筒产生质量问题的原因。如果施工人员在施工时发现保护筒掉落,此时施工人员要及时地停止施工并改变施工设备的位置,然后对保护筒所在位置进行仔细的清理工作。此时还应该保证地面的绝对干燥,如果地面潮湿,则会造成渗水现象,施工人员需要在地面铺设一层黏土,最后再次安装护筒,继续进行施工。
4.5 孔壁坍塌问题及应对措施
由于施工过程中保护筒埋设深度的不足或是操作程序不恰当,都会造成孔壁的坍塌问题,对工程的施工建设造成一定的安全隐患,因此为了避免这种问题的再次发生,施工人员应该按照施工规范与标准进行施工操作,要保证施工设备处于正确的、合理的位置,还要保证保护筒填埋工作的顺利。
通过上面的介绍,钻孔灌注桩施工技术具有适应性强、施工便捷、投入成本较低的特点,这使其在公路桥梁施工过程中应用广泛,在近年来此技术也取得了一定的成效。但是为了更好地适应时代的发展需要,需要不断改进技术、创新技术,这样才能够保证施工的顺利进行,保证工程的质量。
[1]廖志清.论桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术[J].中国水运,2012(12): 221-222.
[2]刘娇.钻孔灌注桩施工技术在桥梁工程中的应用探讨[J].科技信息,2012(15):402.
[3]温兴萍.浅析桥梁桩基础施工中的技术问题与质量控制[J].科技信息,2011(1):322.
U443.15+4
B
1009-7716(2017)04-0143-03
10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.04.042
2017-02-08
张明勇(1982-),男,海南昌江人,工程师,从事路桥施工工作。