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发布时间:赵柏古拉
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摘 要:本文结合宁夏固原怀沟大桥钻孔灌注桩施工实践,就大型桥梁钻孔灌注桩施工的关键工序和技术控制进行了简要阐述。

关键词:桥梁基础;钻孔桩施工;关键工序;技术控制

怀沟大桥位于固原市原州区附近的怀沟上,中心桩号K1+910,轴线与怀沟交角105度。桥梁起点桩号K1+825.5,终点桩号为K1+944.5,怀沟大桥为4-40米装配式预应力混凝土T梁桥,桥墩柱式墩、空心薄壁墩,最大墩高47.9米,基础为钻孔灌注桩基础。桥台为肋式台,钻孔灌注桩基础,桥梁全长169米,桥梁宽20米;桥墩采用圆柱墩和空心薄壁墩。

本桥钻孔灌注桩基础桩径有Φ1.5、Φ1.8两种,均按拄桩设计。共有Φ1.5钻孔灌注桩544m,Φ1.8钻孔灌注桩2840m,拟采用旋挖钻机成孔,导管法灌注水下混凝土。

钻孔灌注桩施工工艺流程为:平整场地→设立工作台→桩位放样→埋设护筒→钻机就位→钻进→成孔→清孔→提钻→下放钢筋笼→下导管→灌注水下砼→拔除护筒→凿除桩头→验收

1 施工准备

平整墩台位置施工场地,用全站仪测设桩位并放出十字护桩,以方便随时检查桩位。制作钢护筒,加工钻孔桩钢筋笼,储备粘土,用于灌注水下混凝土的导管检查其密封性,准备泥浆池、沉淀池并做好泥浆排放措施,防止污染环境。

(1)埋设护筒。护筒一律采用钢护筒,内径比桩径大20~30cm,节长2.0~2.5m。护筒埋设深度2.0~3.0m,其顶端高出地面至少0.3m,高出地下水位1.5m以上。旱地护筒采用挖埋法,护筒周围用粘土夯实。护筒节间焊接要严密,谨防漏水。

(2)护筒埋设要求准确竖直,护筒顶面中心和护筒底面中心位置与设计偏差小于2cm,护筒竖向的倾斜度不得大于1%。

(3)泥浆制备。用于护壁的粘土,其性能指标需符合规范要求。为保证泥浆的供应质量,施工时设置制浆池、贮浆池及沉淀池。泥浆传送采用泥浆槽和泥浆泵。在钻孔作业中随时检验泥浆比重、粘稠度、含砂率、胶体率等,及时调整,确保护壁良好,钻进顺利,一般情况下泥浆指标保持在相对相对密度1.20~1.40,粘度保持在22-23 Pa.s,含砂率≤4,胶体率≥95,并及时填写泥浆试验记录。泥浆循环使用,废弃泥浆沉淀后妥善处理。

(4)钻机就位。采用旋挖钻机。钻机就位后,调平机座,量测检查钻头中心与护筒中心是否在一条铅垂线上,与孔位中心的偏差是否在规范允许范围之内。检查钻杆的垂直度是否满足要求及钻杆、钻头等部位连接是否牢固、运转是否良好。

2 钻孔作业

开钻前应纵横调平钻机,安装导向套,将钻机缓慢放下,使钻头对准孔位。当电源指针偏向无负荷状态时即开始下钻,在钻孔过程中,应经常观察电流表,如超过额定电流时应放慢下钻速度。操作的过程中,需要改变钻杆的回旋方向时,须等钻杆完全停止转动后再重新启动。

在开始钻进或穿过软硬土层交界处时,为保持钻杆竖直,,宜缓慢进尺。在含圆砾、角砾的土层或含水量较大的软塑粘性土层中钻进时,应尽量减少钻杆晃动,以免扩大孔径。

钻进过程中应随时清除孔口积土和地面散落土。遇到孔内渗水、塌孔、缩颈等异常情况时,应将钻具从孔内提出,研究妥善处理。

在硬夹层中钻进时可采取以下方法:对于直径小于10cm的石块,可采用普通螺旋钻头钻进;对于直径大于成孔直径1/4的石块,宜用镶焊硬质合金的耙齿钻头慢速钻进,石块一部分可挤进孔壁,一部分沿螺旋钻杆输出钻孔。

几种常见钻孔事故的预防及处理:

坍孔:坍孔多发生于松散砂层中,多数原因是泥浆粘度不够,头压力不足,护壁情况不好造成,也有操作上的原因。处理方法:坍孔较少的可以改善泥浆的指标,加大泥浆比重,继续钻进,重者则孔内回填粘土,待恢复密实后重钻。

斜孔:在钻孔时,由于钻孔方向偏斜产生斜孔,严重者影响钢筋笼的安装和桩的质量。斜孔的原因主要是钻机、安装的不正、不稳及钻杆的弯曲、操作不良等,也有钻进中如遇到较大岩石块时而引起弯孔的现象。斜孔不严重时,可重新调整钻机继续钻进;较严重时,可采用上、下反复孔的办法加以处理,使钻孔正直;严重时,要在孔内回填粘土,待恢复密实后重钻。

3 清孔及成孔检查

终孔后,会同监理工程师检孔,报验审批。合格后迅速清孔,清孔采用掏渣法和换浆法,严禁用加深钻孔的方法代替清孔。测量孔径、孔深、孔位和沉淀厚度,确认满足设计和施工要求后,方可灌注砼。清孔后从孔底提出泥浆试样,进行性能指标试验,泥浆应达标准:相对密度1.03—1.1;粘度17—20Pa.s;含砂率98%。测量孔底沉淀厚度,要求小于5cm,清孔完毕后,由质检人员对孔径、倾斜度进行测量并认真填写纪录,检测合格后报请监理工程师进行检测,报验审批后,方可进行下道工序。

4 钢筋骨架制作、运输和起吊就位

4.1 制作

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