关于公路桥梁桩施工工法研究与探索

关于公路桥梁桩施工工法研究与探索

李帆

成都协容建筑劳务有限公司四川成都610000

摘要：在超厚砂层地质条件下进行桥梁基础钻孔灌注桩成孔容易发生孔壁坍塌、导管包砂等多种情况。我们经过研究调查，从公路桥梁钻孔灌注桩的施工特点出发，研究了施工中影响到桩基承载力的诸多因素，对于超厚砂层在施工钻孔时容易发生的孔壁坍塌、导管包砂等事故对施工中用到的关键技术进行了改进。根据我们在实际工程中的施工情况，总结出公路桥梁基础钻孔灌注桩施工中遇到超厚砂层时旋挖扩孔灌注桩的新工法，并在实际工程中验证了此新工法。

关键词：公路桥梁桩；施工工法；研究与探索

1施工工艺

在旋挖钻机钻孔取土钻头回转的时候，钻头的斜向齿轮切下泥土并向钻机的钻头内推进而完成完整的一次循环出土的施工过程。在旋挖钻机出土的整个施工过程中要控制好泥渣的沉淀的厚度并及时循环清渣。当钻机的钻头距离设计桩孔深度以上200mm时，就改用自制的专用的钻头进行扩孔施工，然后检测旋挖桩扩大头的施工尺寸和泥渣沉淀厚度，如果泥渣沉淀厚度超过设计及规范要求的厚度，就要再次进行泥浆循环处理，直到泥渣沉淀厚度达到设计及规范要求的标准后，才能进行下道工序的施工。

2操作要点

2.1桩位放样

公路桥梁扩孔灌注桩基础在施工之前需要准确确定钻孔的位置，需要按照设计图纸上的桩位坐标，利用测量仪器准确的测出钻孔的位置，之后在测定好的位点做好十字标记。

2.2护壁泥浆

在超厚砂层地质条件下施工旋挖桩时，由于地基稳定性整体的差，在程控施工过程中桩孔自身孔壁维持稳定的能力较差，所以旋挖桩施工是否能够顺利进行，旋挖桩成孔施工时孔壁的保护工作是关键。由于砂层土自我造浆的能力较差，在施工时所用泥浆就必须人工制造泥浆造来达到保持桩孔孔壁稳定的要求。在泥浆制备时必须严格按照施工试验结果得出的泥浆配合比拌制护壁泥浆；拌制好的泥浆在放置时必须在泥浆池中用进行循环。

2.3钻机就位

2.3.1钻头钻进压力与钻速控制

由于砂层土的自稳性差，当旋挖钻机在砂土层中钻进时，为了防止产生钻孔坍塌的现象，在钻机钻进的时候采用增压低速钻进的方法，来降低钻机钻动时对砂层的扰动，每次钻机钻进砂层的深度要按照试验中得出的数据450mm的要求进行钻进。当钻进到软硬土层的交界处时需要严格控制钻机钻头钻进的速度和钻头压力，为避免挖孔时发生倾斜，还要用二次复钻扫孔进行控制。

2.3.2桩位间隔跳钻

由于砂层土自身粘聚力小，稳定性差，砂层土在受到外界干扰后易坍孔的特点，在施工过程中为防止钻孔施工对周围尚未浇筑混凝土的桩孔或混凝土尚未终凝的桩产生扰动，在钻孔施工时要使用隔3跳挖的施工方案。

2.4扩孔

当钻孔深度达设计要求的深度以上200mm处时，钻机终孔，改换扩大头钻头进行成孔施工，在旋挖桩孔底扩大头施工前将钻头提升起来，然后再慢慢的开始进行扩大头施工，待孔底沉淀的泥渣随着泥浆循环排出孔外之后就可以开始进行扩大头施工了。在钻机扩底钻进时，在慢钻的同时还需反复提升钻机的钻杆，当钻孔深度达到设计深度位置时，要在原位持续转动，一直到钻头转动顺畅，且切削无阻力为止，使钻孔扩底尺寸达到设计要求，然后进行清孔操作，待清孔完成后，即可缓慢地向上提升钻机钻头，待钻机钻头完全提出孔外后，整个扩孔的过程就完成了。

2.5钢筋笼吊装

为了保证钻孔灌注桩的施工质量，钢筋笼的吊装是非常重要的工作。在钢筋笼的吊装的过程中，我们不仅要控制钢筋笼在孔内易坍塌的位置下放的时间，还需要考虑到各节钢筋笼之间的连接和同心等关键的问题。在钢筋笼吊装时应保持速度缓慢，避免下放速度过快导致钢筋笼产生摆动碰撞孔壁，造成孔壁坍塌。让上下两节钢筋笼轴心处在同条轴线上，之后进行两节钢筋笼的连接，钢筋笼采用套筒连接，连接快捷方便，待两节钢筋笼连接好之后便可进行下沉入孔操作。

2.6导管安装

该工法采用钢导管进行水下灌注混凝土的方法。所用钢导管需要内径相同且均内壁光滑、外壁圆顺，每节钢导管节间的接口应严密。要按照自下而上的顺序对钢导管的每一节导管进行标记编号防止顺序混乱的情况发生。如果钢导管组装完成后节与节之间存在轴线的偏差，则该偏差的大小不能大于钻机钻孔深度的0.5%，且不宜大于100mm。在钢导管吊装之前，将钢导管提前进行预拼装，并且要一次性吊装完成，从而缩短钢导管的整体吊装时间，吊装钢导管速度要快，并避免在桩孔内混入泥浆造成沉渣过厚难以清理的风险。待钢导管全部吊装完成之后，导管底距孔底有300～400mm的距离。

3施工关键技术研究

3.1钻机的选择与控制

在超厚砂层中使用旋挖机成孔的施工质量直接决定了旋挖灌注桩施工过程质量，在该施工方法中选用额定功率为298千瓦的280型旋挖钻机进行灌注桩桩成孔，为了寻找在超厚砂层中适合的施工方法，根据实际的旋挖灌注桩基施工工程及超厚砂层中的实际施工相关工程进行了充分的分析与研究，最终得出旋挖机钻进的深度和钻头升降的速度对旋挖桩孔壁坍塌的影响结果，如图1所示。经过对上面的数据进行分析和总结得出，在钻头每次钻进的深度控制在＜450mm，且钻斗的升降速率＜0.3m/s时，在超厚砂层地质条件下进行钻孔灌注桩钻孔施工的塌孔率较小。所以本文中总结的施工工法里，钻头以每次450mm的深度钻进，钻斗以0.3m/s的速度工作，可以大大地降低在施工过程中的孔壁坍塌率。

图1钻机钻进深度与钻斗升降速度对孔壁坍塌影响示意图

3.2泥浆的制备与循环

因为在旋挖机成孔的过程中，旋挖机的钻头钻进速度比护壁泥浆流入孔里的速度快得多，因此护壁泥浆的储备总量必需要能够满足设计计算量的1.5倍才可进行成孔施工。护壁泥浆配合比中加入的其他材料的用量大小也需要经过实际施工试配来具体确定，且需要检验护壁泥浆的各项参数性能能否达到设计及规范要求。泥浆性能参数如表1所示。

表1

经过对实际施工用护壁泥浆的各项参数性能指标的检测，并把用此配合比制作的护壁泥浆用到实际施工的工程当中进行检测，并且采用声波透射法检测旋挖成孔灌注桩桩身的完整性，并且对已经取得的数据进行分析论证，得出适合在超厚砂层土中旋挖成孔灌注桩护壁泥浆中的主要材料成分比例如表2所示。

表2泥桨主要成分含量

4结语

通过实际工程施工过程检验，该工法可行有效，既可以保证公路桥梁灌注桩基础施工质量，又可以节约施工成本，节约施工工期，能够带来经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]杨大松，孙勇.公路桥梁后注浆钻孔灌注桩施工工法[J].江西建材，2012（01）：185-186.