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钻孔灌注桩技术在路桥软土路基施工中的应用

时间:2020-03-26分类:建筑科学

  摘要:在路桥软土路基施工中,钻孔灌注桩基施工方法能够保证路桥软土路基的稳定性,提高在路桥桩基施工中的工程质量。本文通过对钻孔灌注桩技术的加固原理和施工过程进行研究,对施工中常见问题的处理方法进行了总结分析,以便提高路桥软土路基的工程质量。

  關键词:钻孔灌注桩技术;路桥;软土路基;施工

路桥工程师

  《桥梁建设》现由中国铁路工程总公司主管,中铁大桥局集团有限公司主办,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司出版。

  0 引言

  在钻孔灌注桩施工中,路桥软土路基施工对工程的质量起着关键作用。由于桩基都是深埋在地下,再加上有的地下水位不确定,导致桩基施工难度加大。在施工过程中,为保证施工质量,施工人员在施工之前应当对施工要求进行充分分析,按照设计要求对每一个施工环节进行管理,及时发现施工过程中存在的质量问题,并针对问题特点提出相应解决措施。

  1 路桥软土路基特点分析

  在软土路基施工中,由于软土具有透气性差、含水量高、压缩性大、变形稳定需要时间长等工程特性,需要对其加固处理以此降低路基下沉、开裂等问题出现几率,一般不能作为天然地基使用。路基沉降是导致路基破坏的主要原因,如果对软土路基处理不当会给路基、涵洞等工程带来不同程度的潜在危害,同时也会给施工单位造成资源浪费。

  在路桥软土路基施工过程中,钻孔灌注桩工程是在桥梁软土底部基础结构进行施工,在施工过程中应依据具体施工要求合理选择灌注桩形状。与其他施工技术相比,钻孔灌注桩技术具有成本较低、实用价值高等显著优点,除此之外,钻孔灌注桩技术在软土类工程建设中有着重要的应用价值,需要根据地质勘测报告,设计出桩径、桩长的形状特点。

  2 钻孔灌注桩技术的概念

  钻孔灌注桩技术在路桥施工中经常被当做承重平台,是一种保证工程顺利实施的施工技术。和其他技术相比,利用该项技术打造出来的地基具有更强的抗震性。在施工过程中噪音小,尤其属于一种隐蔽工程,这就对施工环境提出了较高的要求。由于以上多种优势,钻孔灌注桩被广泛应用于公路、桥梁,大型建筑等项目中。

  3 钻孔灌注桩技术的优势

  3.1 安全系数高

  钻孔灌注桩的施工方式比较隐蔽,所以有较高的安全性标准,而且施工原理也有超高的安全性。应用该项技术能够把灌注桩和土壤直接连接起来,这样建造的地基比其他方式建造的地基更加稳固,并且在施工过程中灌注的混凝土能够渗入到地下,这样的灌注桩与土壤之间的连接性就会增强,进而加强其承重性和安全性。

  3.2 稳定性能好

  钻孔灌注桩技术的应用能够加强施工过程中地基的稳定性,这是因为在施工过程中采用该项技术对施工路段造成了劈裂,灌注的混凝土渗透进裂缝之中,这种灌注路基和桥梁基桩之后,所灌注的桩基和施工土地更加稳固地链接在一起,而且对软土中的密度进行了夯实,土壤本身的承重力得到加强。在土壤灌注桩和承重性之间的链接都变得更加稳固之后,建筑物本身的稳定性自然也会加强。

  3.3 实施成本较低

  钻孔灌注桩在路桥施工中广泛应用,除了具有安全性和稳定性的优势,最重要的原因是施工成本较低,路桥施工企业存在的目的是为了企业发展和盈利,所以在预算中运用安全性高的技术,投入成本低,企业盈利高,受到行业内大规模应用。

  4 钻孔灌注桩的应用阶段

  4.1 审核设计方案

  对于施工方案要严格审查。

  在施工之前,审查施工方案是公路桥梁软土施工中的核心工作。路桥的质量好坏取决于设计方案,一个完善的设计方案,能够体现出企业的管理能力和质量把控能力,审查方案应该贯穿施工管理的整个过程。在每一个阶段都要严格把好质量关,这就对施工人员的质量管理意识提出更高要求,但是工程质量一旦出现问题就会涉及到施工人员、企业管理人员多方面责任。因此,在实际施工过程中,施工人员应当加大各个环节的审查力度,务必严格执行施工计划。

  4.2 检查材料质量

  工程施工前要检查原材料标准是否符合相关标准,对于施工所用的矿粉、机械砂、石屑、石料等施工原料进行测试,确保原材料的质量符合国家标准。在采购原材料时,应从大型原材料现场采购,采购具有合格证明验证的原始票据,还要有专业人员对原材料进行验收证明、实验证明等。检查钻机是否能够满足设计条件,应该提前做好钻机的调试工作,确定钻机的平稳度和水平度。

  4.3 把控钻孔灌注桩施工过程中的质量

  钻孔灌注桩的质量会受到施工过程中各个环节的影响,在施工过程中对质量严格把控是项目成功的一大关键,比如钻孔的垂直程度和干净程度、导管是否堵塞、钢筋笼上浮和钻控内壁的土质状况等,都需要加强关注。

  4.3.1 管道堵塞

  管道堵塞是钻孔灌注桩施工中的常见问题,出现这种问题的主要原因有:①导管漏水。管道内的混凝土在漏水的冲击下,不能正常流动,最后会造成导管堵塞;②混凝土质量没有达到预定标准,或者所有辅料不合格导致混凝土出现离析现象,石砂和石料沉淀,泥浆上浮,混凝土在导管中出现堵塞现象;③导管壁薄在使用过程中出现裂缝,进水后将混凝土稀释,降低混凝土的配比不能凝固,最终出现了管道堵塞;④导管内原有的垃圾没有进行及时清理,导致有空气间隔,使混凝土不能正常流动,最终导致管道堵塞。

  4.3.2 钢筋笼上浮

  钢筋笼是钻孔灌注桩工程中的主要构件,在施工中钢筋笼上浮会直接影响工程质量。钢筋笼上浮的主要原因是:原因一,混凝土灌注过程中,钢筋笼底部的导管口以上或以下两厘米处,在灌注时混凝土速度过快产生的反作用力向上反冲,钢筋笼重力小于顶托力,这时候钢筋笼就会上浮;原因二,钻孔内泥浆比重较大,泥浆对于钢筋笼的浮力加大导致钢筋笼上浮;原因三,混凝土的流动性和凝固性和钢筋笼施工时间也有很大的关系。在施工过程中混凝土的流动性和凝固性越差,对于钢筋笼的顶托力越大。在桥梁施工中,水下混凝土连续灌注时间过长,会降低混凝土的流动性,增加凝固性,最终出现假凝现象增加了顶托力,钢筋笼出现上浮。

  4.3.3 钻孔不正、偏斜问题

  在路桥软土路基工程施工中,钻孔轴线和测量的轴线之间出现的误差,出现钻孔弯曲或者歪斜。出现这种现象是因为:钻孔时遇到较大的石块或者钻孔深度过大;钻孔扩大位置容易出现偏斜;钻孔设备存在局部弯曲导致的钻孔弯曲;在钻孔过程中由于位置偏斜而造成的,即便是当时没有明显的质量问题,不影响施工进度,但是存在全隐患。

  4.4 施工中常见问题的处理措施

  4.4.1 导管堵塞的处理

  在路桥软土路基施工中需要导管时,应该提前做好导管焊接缝的处理,只有没有缝隙的导管才能保障施工的顺利进行。法兰盘平面应该与导管的轴线成垂直状态,同时为了在焊接中保证法兰盘的不变形,在焊接时应该找合适的垫板,对法兰盘进行保护,比如特质的轮胎模具就可保护法兰盘平整。

  对于新制作的导管应该提前做钻孔检查,在有裂缝或者相对薄弱的地方做好防护处理,避免在施工中对整个工程造成影响。在施工过程中,应该减少管道内气泡,要保证混凝土的正常流动。在灌注完毕拆卸导管的时候,混凝土面和法兰盘面要保持水平的位置,维持两者平衡。

  还要加强对原材料的管理,确保材料质量合格。在混凝土管理中,要选择优质卵石作为骨料,其粒径大小除了要适应管道直径外,也要在钢筋笼的标准范围内。骨料的选择时,应当以实际施工情况为依据科学选择预期对应的骨料级别,以免出现离析和泌水现象。同时还要改善混凝土的和易性,了解混凝土的设计强度,选择适合该工程的水泥标号,确定最佳的水灰比例,在搅拌时控制好混凝土的坍落度和搅拌时间,避免出现在使用时水灰比不合适导致的搅拌不匀,会影响正常的施工质量。

  4.4.2 钢筋笼上浮处理

  在路桥软土路基正式施工前,需要确定泥浆的性能是否符合标准,是否能够满足施工建设的要求。一般情况下,入孔粘度标准控制在16-22s,松散易坍地层控制在19-22s。泥浆的性能也在灌注时起关键作用,不可忽视。另外,混凝土和易性與水泥的品种型号有很大联系,还有混凝土中的其砂率和粗骨料的配比,也要掌握好比例调配。在搅拌混凝土的时候可能出现离析现象,这就给水下的浇筑层造成影响,如果在这个环节出现问题,将会影响整个工程的进行,需要高度重视起来。

  其次,在路桥软土路基施工过程中,法兰盘在脱离钢筋笼的时候应该选择安全高效的方法,不能对灌注的主体造成损害,需要小心操作:在脱离钢筋笼时可以通过抖动导管的方法。在拔出导管后,钢筋笼就会恢复原位。

  最后,导管的位置要放置合理,过高过低都会影响整个施工质量。导管的底口低于钢筋笼3m,高于钢筋笼1m,混凝土和钢筋笼之间的距离要保持在1m之间,在放料过程中应当合理把控时间和速度,减少对导管的冲击力,只有如此,导管才能顺利施工。

  4.4.3 钻孔偏斜处理

  在进行钻孔施工时,应该提前做好地质勘察工作,勘察路桥软土路基工作对钻孔具有重要作用。尽量避开地下有大量坚硬石块的地点,如果在施工过程中遇到石块,尤其是孤石或者探头石,需要利用其他仪器进行辅助施工。对于大块的石头,应该先用钻机将石头钻透,再用冲击钻打碎石块。

  为确保钻孔设备的垂直度,在安装设备时需要进行仔细比对,反复确认。要将转盘、底座、起重轮滑缘、固定钻杆的卡控和护筒中心保持水平距离,并且要做好对于每个部件之间的距离和准确安装。还要做好钻杆接头的安装和控制,保证接头的准确性和垂直性。如果钻杆接头弯曲,需要使用千斤顶将其顶正,确保垂直状态。对于已经成形的的钻孔,应该逐一监测是否有偏斜,并且要在有偏斜的位置进行反复扫空,确保钻孔垂直性。

  4.4.4 管理方面的问题

  随着人们生活水平的提高,出行的车辆逐渐增多,路桥软土路基承受的压力也在逐渐变大,使用寿命会逐渐缩短。还有施工之前的路桥设计问题,如果前期设计不够完善,就会导致施工过程中所用材料与预期准备材料不匹配,进而对整个桥梁软土路基的施工质量造成影响。技术问题也是施工过程中常见的问题之一,部分工作人员虽然熟悉工作流程,但是在操作过程没有严格按照规范要求,再加上管理层对于路桥软土路基的钻孔灌注桩技术不重视,导致在施工过程中出现一些失误。

  5 结束语

  总而言之,钻孔灌注桩技术是路桥软土路基施工中较为常见的技术之一。但是,在实际施工中内有夹层、桩身缩颈等诸多现实因素都会对施工质量造成直接影响。为了更好地保障最终施工质量,在实际施工过程中,工作人员应当加大各个施工环节的管理力度,进而有效提升工程质量。

  参考文献:

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