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道路桥梁工程钻孔灌注桩施工问题分析

刘晓龙

龙格工程设计有限公司

摘要: 近年来我国交通建筑行业发展迅速,道路桥梁工程中,运用钻孔灌注桩施工也十分常见,该施工技术在提高道路桥梁工程质量方面有着一定积极作用。但与此同时,该施工技术涉及各项专业知识要点较多,施工期间任意环节出现问题都可能导致最终施工效果难达预期的情况出现,所以做好道路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术应用工作便显得十分必要。
关键词: 道路桥梁;钻孔灌注桩;施工技术;应用
DOI:10.12721/ccn.2021.157074
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引言

道路桥梁施工中,应用科学合理的钻孔灌注桩施工技术能够切实提高项目工程整体质量,确保区域行车安全性。实际作业期间,钻孔灌注桩施工技术要点较多,比如对施工作业人员专业资质、材料质量、施工环节管控要求较高等。

1.路桥施工中钻孔灌注桩施工的常见问题

1.1成孔问题

钻孔灌注桩的成孔方法、适用范围及泥浆的作用。方法主要有两种,即正循环回转钻和反循环回转钻,二者在土层、孔径(mm)、孔深(m)和泥浆作用等方面存在差异,应对照相应的数据规范进行施工。成孔问题是钻孔灌注桩施工中的常见问题之一,由于塌孔、缩径、桩孔偏斜等问题造成的施工安全隐患,影响着钻孔灌注桩的质量。

1.1.1塌孔

塌孔是指混凝土灌注中,原停留在地内的测深锤不能上拔或放入测深锤,孔壁呈现倒塌或塌陷的状态,测得的孔深与原孔深相差较大。造成塌孔的原因较多,泥浆性能不符、施工操作不当造成的孔位偏移和对位失准、钻进进尺太快等,都会引起塌孔。

1.1.2缩径

缩径是指桩基的实际桩径没有达到设计要求,产生井眼小于钻头直径的现象,造成下钻困难。其主要有两种表现形式,第一种是整桩在成孔包括钢筋笼加工都小于设计值,超出了允许偏差的数值范围,但桩身完整。由于护壁泥浆性能差,泥浆密度、黏度、含砂率等比例失衡;塑性土膨胀导致桩径缩小;偷工减料没有灌注混凝土等原因,都会造成缩径。第二种是成孔后在桩基完整性检测时发现缩径,桩基不完整说明桩身本身有缺陷,对桥梁桩基的承载力和耐久性留下隐患,处理难度较大。

1.1.3桩孔偏斜

桩孔偏斜主要表现为成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲,改变了桩竖向承载受力特性,倾斜严重将无法正常施工。究其原因,钻孔中遇到较大孤石、钻头受力不均、钻杆接头不正、钻机底座未安置水平等因素,都会造成桩孔偏斜。

1.2安装问题

1.2.1钢筋笼安装

钻孔灌注桩施工中钢筋笼安装的问题主要是钢筋笼的上浮问题,主要有三种表现形式,一是钢筋笼的吊筋孔没固定好,提升导管时出现钢筋笼上浮。二是由于浇注的混凝土灌注量大,冲力大托动了钢筋笼上浮;三是由于混凝土导管埋置深度过大,内外混凝土面的高差小,灌注时间过长,带动钢筋笼上移。

1.2.2水下砼灌注

水下砼灌注也就是水下混凝土灌注,堵管、桩顶部位疏松、桩身砼夹泥或断桩等问题,严重影响着钻孔灌注桩施工。具体说来,堵管问题是指在钻孔灌注桩混凝土施工中导管堵塞的现象,如选用减水剂、缓凝剂、水灰比、骨料的粒径和级配等使用不当,都会造成堵管现象;桩顶部位疏松是指桩顶部混凝土松散,夹泥、强度低等,主要由于混凝土配合比不当、水胶比过大、振捣时间过长等因素造成的;桩身砼夹泥或断桩是指在混凝土流出导管后,即冲破泥浆最薄弱处急速返上,并将泥浆夹裹于桩内,造成夹泥层。如若混凝土凝固后不连续,中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。

1.3压浆施工问题

一是流动度大于规定值。由于压浆料、搅拌时间、施工温度等因素的影响较大,如压浆料不合格、混合搅拌持续时间低于3min、施工温度低于10℃或高于35℃等,都会导致压浆流动度大于规定值。二是压浆料出现泌水和分层。在压浆施工过程中,用水量至关重要,由于实际用水量超出规定值会导致泌水;而由于压浆压力过大,则会导致分层。三是锚固段头漏浆严重。由于水胶比过大、压浆料偏稀、端固端头缝隙过大等都会造成漏浆。四是试件抗压抗折强度离散性太大,主要是由于留样不均匀、试件拆模不规范、养护不规范,不及时、试件尺寸不规范等造成的。五是梁体沿预应力管道方向开裂,主要原因是预应力管道内存水低温下冻胀;预应力管道周围混凝土不密实;预应力过大或过早张拉,混凝土强度不足。

2.路桥施工中钻孔灌注桩施工问题的预防对策

2.1成孔问题的预防对策

2.1.1塌孔

对塌孔问题的预防,应把握好三个关键点,一是控制使用好泥浆指标,改善泥浆浓度。二是施工操作中应尽量避免提钻头、下钢筋笼时碰撞孔壁,尽量保持垂直放入,对准孔位。三是减缓钻进速度。钻头将钻穿时速度要慢,可以选择缓钻进、多旋转的方式,严格控制好钻进进尺速度。

2.1.2缩径

对缩径问题的预防,对第一种情况的预防,应科学合理调整泥浆密度、黏度、含砂率等比例,提高护壁泥浆性;正确使用混凝土膨胀剂;严把灌注混凝土质量关,尽可能避免缩径的发生。对第二种情况的预防,应准确定位缩径的位置,根据缩径多少验算承载力,同时通过强化钢筋保护层提高耐久性,确保桩基的实际桩径满足成孔直径要求。

2.1.3桩孔偏斜

桥梁桩基施工过程中,相应的预防措施是用冲击钻进的方法处理孤石;钻头、钻杆接头逐个检查,及时调正,使其沿导向架对中钻进;钻机安装平稳,机架垂直,起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心应呈现“三点一线”,并定时检查和校正。

2.2安装问题的预防对策

2.2.1钢筋笼安装

对钢筋笼上浮问题的预防措施,首先,要固定好钢筋笼的吊筋孔,可采用在主筋上焊“倒刺”的方法,每根主筋上焊有多个倒刺,防止钢筋笼上浮。其次,控制混凝土浇筑的量,缓慢放料减少对钢筋笼的冲力,尽可能避免钢筋笼上浮。再次,导管埋深不宜过大,要使混凝土灌注到钢筋笼底部时不拆导管,同时减少混凝土浇注时间,防止混凝土初凝带动钢精笼上浮。2.2.2水下砼灌注

从水下砼灌注问题的预防对策上看,一是对堵管的预防,应选择有资质、质量保证和良好信誉的混凝土供应商,保证混凝土满足钻孔灌注桩施工设计或规范要求。二是对桩顶部位疏松的预防,应确认终灌标高,终砼面要考虑超灌高度,保证一定高度的桩顶留长度,使桩顶标高处的砼满足设计要求,避免误测,同时,合理控制混凝土配合比、水胶比、振捣时间。三是对桩身砼夹泥或断桩的预防,应在成孔时严格控制泥浆密度及孔底沉淤,砼灌注过程中导管提升要缓慢,严格控制灌注速度和导管埋深。

2.3压浆施工问题的预防对策

从压浆施工问题的预防对策上看,一是控制流动度在规定值范围之内。尽可能降低压浆料、搅拌时间、施工温度等因素的影响,如严把压浆料质量关;增加搅拌机搅拌叶片的线速度,混合搅拌持续时间应不低于3min;对施工温度应采取措施进行干预和调节,当施工温度低于10℃,应在拌合时加入热水,提高施工温度,当气温高于35℃时,应利用早晚温差的特点,调整到夜间施工。二是对压浆料出现泌水和分层问题的改善,一方面要严格控制水胶比,使压浆施工过程中的用水量在规定值以内;另一方面要严格控制压浆压力,在满足施工条件时尽量选择较低的压浆压力。三是在锚固段头施工中,应采取多种措施避免漏浆,如降低水胶比、提高稠度、适当降低压浆压力、提前封堵端固端头缝隙。四是对试件抗压抗折强度离散性太大的预防策略,应从留样、试件拆模、养护、试件等方面严格执行规程,在有条件的情况下多做、多留试件,确保实验数据质量。五是梁体沿预应力管道方向开裂问题的预防策略,应从防低温施工冻害、提高预应力管道周围混凝土密实度和混凝土强度等方面采取措施,有效控制压浆工艺和混凝土浇筑、张拉工艺。

结语

综上所述,钻孔灌注桩施工技术本身所具有的优势特征较为突出,其在道路桥梁工程中的应用也较为常见,而具体到实践环节,才能保障路桥工程钻孔灌注桩施工技术应用效果完全达到预期要求,这也是现阶段我国路桥交通工程施工水平能够得以不断提高进步的先决条件。

参考文献

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[2]敖亮挺.引水拦河闸重建工程钻孔灌注桩施工技术[J].吉林水利,2022(12):24-26.