简述桥梁钻孔灌注桩施工工艺

来源:用户上传      作者:

　　摘要：笔者根据工程实际经验认为，对桩基开挖施工以及混凝土关注施工的主要方面对钻孔灌注桩的施工工艺。主要对桥梁钻孔灌注桩施工进行阐述分析。
　　关键词：桥梁钻孔灌注桩施工工艺
　　前言：桥梁施工应包括选择施工方法,进行必要的施工验算,选择或设计、制作施工机具设备,选购与运输建筑材料,安排水、电、动力、生活设施以及施工计划,组织与管理等方面的事务。设计制作施工过程中的临时性结构对保证桥梁工程的安全施工和良好质量具有重要的意义,也是施工过程中必须考虑的重要问题。
　　1钻孔灌注桩施工
　　1.1准备工作
　　施工平台与施工平台。护筒的作用是：固定桩位、导向钻头、隔离地面水、保护孔口地面及提高孔内水位，以增大对孔壁的静水压力，防止坍塌。护筒多采用钢护筒和钢筋混凝土护筒两种。
　　1.2钻孔施工
　　钻孔桩的关键是钻孔。钻孔的主要方法主要可归纳为3类，即冲击法、冲抓法和旋转法。
　　1）泥浆护壁施工法。冲击钻孔，冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。该施工法的过程是：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。
　　2）全套管施工法。全套管施工法的施工过程是：平场地、铺设工作平台、安装钻机、压套管、钻进成孔、安放钢筋笼、放导管、浇注混凝土、拉拔套管、检查成桩质量。全套管施工法的主要施工步骤除不需泥浆及清孔外，其它的与泥浆护壁法都类同。压入套管的垂直度，取决于挖掘开始阶段的5~6m深时的垂直度。因此应该随使用水准仪及铅垂校核其垂直度。
　　钻孔桩水下混凝土的质量应符合：强度应不低于设计强度；桩身混凝土无断层或夹层，钻孔桩桩底不高于设计标高，桩底沉淀厚度不大于设计规定；桩头凿除预留部分无残余松散层和薄弱混凝土层。
　　当混凝土上升到接近钢筋笼下端时，应放慢浇筑速度，当钢筋笼被埋入混凝土中有一定深度时，再提升导管，减少导管埋入深度，使导管下端高出钢筋笼下端有相当距离时再按正常速度浇筑，可防止钢筋笼上浮。
　　3）清孔。目的和方法：钻孔至设计高程经检查后，应即进行清孔。其目的在于使沉淀层尽可能减少，提高孔底承载力。浇筑水下混凝土前，允许沉渣厚度应符合设计要求，设计未规定时：端承桩不大于5cm；摩擦桩不大于10cm。
　　施工要点：终孔检查后，应及时清孔，避免隔时过长泥浆沉淀引起坍孔。抽渣或吸泥时，应及时向孔内注入清水或新鲜泥浆，保持孔内水位，避免坍孔。
　　4）灌注水下混凝土。①钢筋骨架的制作、运输及吊装就位的技术要求。②水下混凝土一般用钢导管灌注，导管内径为250～350mm，视桩径大小而定。
　　2钻孔过程中出现的相关问题的处理
　　1）护筒脱落。由于护筒背后回填质量不好受地面流的浸泡等因素引起的护筒失去稳定、脱落。出现护筒脱落应立即停止钻孔，将钻机移开，采取相应措施处理。由于地面流水引起的可先排除流水，在原地面上填一层黏土使地面干燥、不渗漏，而后，重新安装护筒，恢复钻孔施工。
　　2）卡钻。钻孔经过岩层分界面时相邻岩层强度差别较大、操作中因为未及时根据地质情况调整钻头的行程等原因引起“卡钻”现象。针对发生“卡钻”的原因采取相应的方法处理：①由于“探头石”引起的卡钻现象，可以适当往下放钻头，而后，强力快速往上提，使“探头石”受瞬间冲击缩回，从而顺利提起钻头。②因钻头穿过岩层突变处导致的卡钻，优先采用水下爆破的方法进行处理。在整体岩层中此方法容易奏效，砂土地层中不宜采取此方法处理。③由于机械故障导致钻头在浓泥浆中滞留时间过长造成的钻头无法提升现象，应采取插入高压水管置换泥浆的方法进行处理。
　　3）掉钻。由于机械故障、钢丝绳断裂、孔壁坍塌等因素造成钻头落入孔底的现象通常称“掉钻”。发生“掉钻”后，应及时采取恰当的方法实施打捞。①钻孔壁稳定的情况，直接用钻机起吊“打捞器”入孔进行打捞。打捞前，先用“探针”探明钻头在孔中的位置，为制定打捞方案提供依据。打捞设备和打捞操作方法必须保证在抓住钻头后尽量一次成功，避免起吊至空中再度落入孔中的现象发生。②钻孔壁出现局部坍塌将钻头埋没且大部分钻孔壁处于稳定时，应先加大孔内泥浆的浓度，将旋转钻头放入安全的深度范围搅动泥浆以加强钻孔壁，而后，采取“气举法”清除钻头上方的沉积土和淤泥，确认钻头已露出后再实施钻头的打捞工作。
　　4）缩孔。缩孔是在饱和性粘土、淤泥质黏土，特别是IL＞1.0 处于流塑性状态的土层中出现的特有现象，其原因是此类地层含水高、塑性大，钻头经过后钻孔壁回缩，从而导致钻孔的直径小于设计的桩直径。针对发生缩孔的原因，采取块、卵石土回填，而后用重量较大的冲击钻冲击，挤紧钻孔孔壁的办法处理；或者采用在导正器外侧焊接一定数量的合金叶片进行旋转清理的办法。
　　3钻孔灌注桩常见事故预防及处理措施
　　1）防止钢筋骨架上浮的措施。①使导管保持稍大的埋深，放慢灌注速度，以减小混凝土对钢筋笼的冲击力。②当孔内混凝土面进入钢筋骨架1m-2m后。适当提升导管。减小导管埋置深度，增大钢筋骨架下部的埋置深度。
　　2）坍孔的预防和处理。①在松散粉碎砂土或流砂中钻进时，控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。②水位变化过大时，采取升高护筒，增高水头，或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定。③发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。④如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土混合物到坍孔处以上lm～2m，如有坍孔严重时全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。⑤严格控制冲程高度。⑥吊入钢筋骨架时对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。
　　3）钻孔偏斜的预防和处理。①安装钻机时要使底座水平、起重滑轮缘、钻锥中心和护筒中心三者在一条竖直线上，并经常检查校正。②在有倾斜的软、硬地层钻进时低速钻进，或回填片、卵石冲平后再钻进。
　　4）掉钻落物的预防措施和处理方法。①零星铁件可用电磁铁吸取。较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒加盖。②经常检查钻具、钢丝绳和联结装置。③为便于打捞落锥，在冲击锥或其它类型的钻头预先焊打捞环、打捞杠，或在锥身上围捆几圈钢丝绳等。
　　5）扩孔和缩孔的预防和处理。①若扩孔后继续坍塌影响钻进，按坍孔事故处理。②为了防止缩孔应及时修补磨损钻头，使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直径至使发生缩孔部位达到设计孔要求为止。
　　6）梅花孔的预防和处理。①选用适当粘度和相对密度的泥浆，并适时掏渣。②用低冲程时，每冲出一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形。③出现梅花孔后，可用片石混合粘土回填钻孔，重新冲击。
　　7）卡钻的预防和处理。①处理卡钻应先弄清情况，针对卡钻原因进行处理。宜待冲锥有松动后方可用力上提，不可盲动，以免造成越卡越紧。②当为梅花卡钻时，若锥头向下有活动余地，可使钻头向下活动并转动至孔径较大方向提起钻头。也可松一下钢丝绳，使钻锥转动一个角度，有可能将钻提出。③卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头，有时使钻头上下活动，也能脱离卡点或使掉入的石块落下。④用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将冲锥勾住后，与大绳同时提动。或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时能将冲锥提出。⑤在打捞过程中，要继续搅拌泥浆，防止沉淀埋钻。⑥用其他工具，如小的冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲击，将卡锥的石块挤进孔壁，或把冲锥碰活动脱离卡点后，再将冲锥提出。但要稳住大绳以免冲锥突然下落。⑦用压缩空气管或高压水管下人孔内，对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一些时候，使点松动后强行提出。⑧使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拨正。⑨用以上的方法提取卡锥无效时。可试用水下爆破提锥法。将防水炸药（少于l kg）放于孔内，沿锥的滑槽放到锥底，而后引爆，震松卡锥，再用卷扬机和链滑车同时提拉。
　　4结束语
　　钻孔灌注桩以其单桩承载力高、施工方便、设备简单、不挤土、噪音低，因而被广泛的运用在各种工程之中，其桩长可以根据持力土层的起伏面变化。并按使用期间可能出现的最不利内力组合配置钢筋，钢筋用量较少，经济性能良好。
　　

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-559013.htm