大桥旋转法钻孔灌注桩基础施工--桥涵工程--工程技术--论文--路桥网

大桥旋转法钻孔灌注桩基础施工

摘要:钻孔灌注桩基础在公路桥梁工程中应用比较广泛，它的施工工艺及技术发展也比较成熟。其优点：承载力大、稳定性好、沉降量小、冲刷的河床和不稳定的河道对它的影响小、受施工水位或地下水位高低的影响较小。
关键词:灌注桩施工
０、概述
海南东线高速公路（扩建）工程陵水至三亚段Ｋ281＋954处藤桥东河大桥，长247m、宽8.5m，基础为钻孔灌注桩，其中７＃墩桩径1.5m，桩长35.74m，桩基所处位置的地质情况如图１所示。
旋转法钻孔灌注桩基础的施工程序如下：
测量放线桩位——埋设护筒——钻机准确就位——钻孔——第一次清孔——质量检查——吊放钢筋笼——吊放导管——第二次清孔——灌注水下砼
１、施工前准备工作
１.１测量放线
开工前,我们首先对大桥的中线、水准点进行检查复核和补充，并按照满足精度要求放出7#墩的四处位置，围堰筑岛高出正常水位0.6m，(因施工日期为4月份，而海南6-10月份为台风降水集中期，故不予考虑)再定出桩位，距有桩2.0m范围内均需满填以满足有足够宽度的填土保护护筒不受水的浸渗。
１.２埋设护筒
桩位测量放样后，进行护筒的埋设。以桩心为中心挖土，埋设直径为1.8m、高为2.5m钢护筒，钢护筒中心要与桩中心在同一垂线上，就位、整平。护筒四周用粘土回填，夯实，以防翻砂和漏浆，排浆洞口对准泥浆沉泥池方向。
１.３安装钻架和钻机
用枕木设置工作平台，保证其足够的稳定性和平整度，使操作时不发生位移和摇晃。检测其纵、横向误差在5cm以内，钻杆垂直度偏差为0.02％，满足规范要求。
１.４造泥浆
泥浆的作用主要是护壁和浮渣。泥浆比重小，易出现塌孔，护壁效果差；泥浆比重大，影响进尺和漏浆再利用速度。本工程７＃墩桩基地质是圆砾粗砂、中砂、砾砂，强风化花岗岩和闪长岩，在砂层钻孔所采用泥浆比重为1.22，强风化岩石层更换金刚石钻头，泥浆比重为1.35，为防止因泥浆比重大而“糊钻”，掺外加剂ＦＣＬ（分散剂）0.1％，改善泥浆性能，增加钻进速度。
２、钻孔
钻孔时主要应控制好二个基本参数：钻压和转速
２.１钻压
钻头是在钻压和回转扭矩作用下切削和破碎岩土而获得进尺。为此钻进时需有一定的钻压，钻压太小，钻进速度慢；钻压太大，钻具磨耗严重。因此应根据桩位地质情况，钻杆直径、桩径、钻头形式、钻头刀具数目、钻具强度等因素综合考虑，合理确定钻压。
２.２转速
钻杆转速要考虑满足碎岩土的扭矩需要，又要考虑钻具的磨耗及孔壁稳定等情况。钻具强度一定时，钻头直径越大，转速应越慢。
开钻时，先使钻头降至距孔口5cm左右启动泥浆泵，待泥浆循环几分钟后，再启动钻机慢度回转，同时慢慢降下钻头，孔口位置先慢转，孔口稳定后逐渐增加转速正常钻进。钻后，转速的控制对成孔及后期水下砼浇筑有其重要的影响，进尺速度过快，孔壁难以形成一定厚度的泥浆护壁层，易形成塌孔等事故的发生；进尺速度过慢，可能形成扩孔，影响整个分项工程施工速度，亦不可取。因而在７＃墩桩基钻孔中，针对地质具体情况，钻孔时，细砂层、粗砂层、砾砂层、岩石层进尺速度递减，以确保桩成孔质量，为工程后期顺利施工提供条件。成孔长度以钻杆总长度为准(钻头部分除外)，勿以软绳测之。
钻至设计标高后，便开始清孔，此时将钻头提离孔底30cm左右空转，然后根据泥浆比重情况，泵入相对密度和含砂率较小的泥浆或清水，直到孔内的泥浆比重达到1.05～1.2之间，含砂率小于４％。
3、钢筋笼制作及吊装
我们根据吊装设备能力分节制作钢筋笼。分节制作时，钢筋接头应错开布置。钢筋笼骨架上端应设置四根吊环上穿钢管，定位于钻机平台上，以保证有足够长度的钢筋嵌入系梁中，满足设计要求。
钢筋笼骨架侧边设置“π筋”控制保护层厚度的部件。
4、灌注水下砼
目前我们基本上是采用直升导管法灌注水下砼，即将导管居中插入到离孔底0.3～0.4m。导管上口接漏斗，在接口设隔水栓，隔绝砼与导管内水的接触，在漏斗中存备足够数量的砼后，放开隔水栓，存备的砼连同隔水栓向孔底落，将导管内的水全部压出，并使管下口埋在孔内砼中不小于1m，为了检验此数，我们根据现场进行漏斗的体积验证试验。
漏斗体积图如下：
Ｖ１＝1.3×1.3×1.5＝2.54m３
Ｖ２＝h／6×（Ｆ１＋Ｆ２＋4Ｆ０）　
　　＝0.6／6×（1.95＋0.09＋4×0.8×0.9）＝0.5m３
漏斗体积：ＶＫ＝Ｖ１＋Ｖ２＝3.04m３
规范中要求：Ｖ≥π×Ｄ２×ＨＣ／4＋π×Ｄ２×h1／4
＝1.5２π×1.4／4＋0.25２π×36.6／4×1.1/2.4
＝3.30m3
因：Ｖ＞ＶＫ，故需加体积大于0.4m３的储料斗，而爬梯运料斗可容纳２盘料（250L）。体积大于0.4m３，这样首批砼的数量可以保证，海南气温较高，浇筑此桩大概需要3.5－4.5h，掺入适量的缓凝剂，保持砼的和易性及浇筑的连续性。随着砼不断通过漏斗、导管灌入钻孔，孔内初期灌注的砼及其上面的泥浆水被顶托上升，相应地不断提升导管，直至孔顶灌注完毕。
水下混凝土浇筑过程中，要定时检查导管的埋置深度，浇筑时砼面的理论升高值与实际上升值进行对比，严防因”护孔”而形成导管拨出砼面至桩身砼出现”断桩”或”夹渣”事故的发生，并将测量结果进行详细记录，以便为动测桩基量对其砼质量判断提供必要的依据。
水下砼浇筑必须连续进行，砼要有较好的性能，施工过程中要掌握每次向导管投料后都应“翻浆”，否则，应及时上下活动导管(50cm内)，防止堵塞，同时检查砼的各项性能指标，调整砼的技术参数，改善砼的和易性，顺利浇筑到桩顶
灌注桩质量控制，主要于水下砼灌注的质量的好坏，砼除了具有一定的强度外，还要有较好的和易性、流动性和保水性，同时需有较长的初凝时间。由于砼是在水下灌注，影响砼质量的因素很多，主要是受水和泥沙的影响，再有施工中不允许振捣，砼的密实度和均匀性都比较差，强度远远低于陆地上浇筑的砼。为了保证其质量，首先应设计出性能优良的砼配合比,我们选用砼的水灰比为0.55，砂率48%，坍落度在18-20cm之间。其次施工时要经常取样检查砼的性能，及时调整配合比，并加强施工管理，保证施工顺利。
５、注意事项和事故处理
５.１　钻孔前
　　（１）、注意测量的准确性，保证护筒埋置位置准确。
　　（２）、护筒埋置时，其土质应密实不漏水和不漏浆。
　　（３）、钻具安装时应检查其垂直度和稳定性，施工过程中也应经常检查。
５.２　钻孔时
　　（１）、经常检查保证护筒内的水头高度和泥浆稠度。钻进过程中，应随时检查和记录土质情况，与设计土质对照，及时控制和调整钻进速度和泥浆稠度。
　　（２）、钻孔要连续作业，中途不能停钻。相邻桩开钻需等邻孔砼达到一定强度后才开始。终孔后要对成孔进行全面检查。
　　（３）、出现坍孔，应仔细分析查明原因和坍孔位置，然后采用小砾石夹粘土回填至坍孔位置，待回填土稳定后，采取加强泥浆稠度、加高水头和深埋护筒等措施，重新钻进。
（４）、钻孔偏斜、弯曲，应吊住钻锥在偏斜、弯曲处，反复扫孔，或回填至偏斜、弯曲处，重新钻进。
（５）、钻孔漏浆，此时可适当减小水头高度，加稠泥浆，慢速转进，用冲周法钻孔时，可加入碎卵石进行冲周，加密孔壁。
５.３　成孔后
成孔后，应抓紧进行清孔，吊装钢筋笼和安放导管，快速灌注水下砼。比时应注意如下几点：
　　（１）、吊装钢筋笼时，应避免冲撞孔壁，影响孔壁稳定。
　　（２）、钢筋笼吊装后，要再次检测孔内的泥浆比重、含沙率和孔底沉淀层厚度是否符合要求，否则应再次清孔。
　　（３）、导管吊装前，管内壁应擦润滑油，管接口密实不漏水。漏口的容积应满足首次埋深。
　　（４）砼拌和物，应按照设计配合比，砼的和易性、坍落度应符合要求。
　　（５）、灌注砼时，应随时测量灌注标高和导管埋深，埋深不得小于1.5米。太深应及时拆管，否则导管很难拨出，就会造成断桩。灌注时，应经常提升、插进导管，防止砼塞管。
　　
　　
参考文献
１、交通部《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-89）人民交通出版社　1989年
２、交通部第一公路局《公路桥涵施工手册》人民交通出版社　1985年