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摘要：为保障高速公路的施工质量，施工企业充分利用钻孔灌注桩技术，以此来提升高速公路的承载能力，避免高速公路出现质量问题。钻孔灌注桩技术有利于桩基稳定，弥补桩基强度不足的缺陷。因此，文章通过研究钻孔灌注桩技术，分析其在高速公路施工中的应用。
关键词：高速公路; 钻孔灌注桩; 人工挖孔桩;
孔灌注桩属于公路建设中比较常用的技术，有利于提升高速公路的建设质量，推进交通事业的发展。近几年，高速公路加强钻孔灌注桩的应用力度，通过钻孔灌注桩技术，优化高速公路的施工建设，解决施工中的桩基问题。一方面为高速公路提供稳定的桩基基础，另一方面改善高速公路的建设环境，体现钻孔灌注桩施工技术的价值。
1 钻孔灌注桩类型
根据成桩方法的不同, 桩基础主要分为预制桩和灌注桩两大类, 前者以高强预应力管桩、钢桩为代表, 主要采用静压、锤击、振动等方式沉桩至设计要求的标高;后者主要以人工挖孔或机械钻、冲成孔为主要手段, 包括人工挖孔桩、机械成孔灌注桩。
2 高速公路钻孔灌注桩施工技术要点
2.1 旋挖钻孔灌注桩施工基本流程
旋挖钻孔灌注桩施工基本流程如下:桩位放样→设置钢护筒→钻机就位→钻进→终孔→清孔→测孔→安放钢筋笼→安放导管→二次清孔→灌注水下混凝土→测桩顶高程→拔钢护筒→钻机移位。
2.2 旋挖钻孔灌注桩施工技术要点
通过上述流程分析可知, 钻孔、清孔、钢筋笼制作安装和水下混凝土灌注为旋挖钻孔灌注桩施工的重点控制工序, 其施工质量的优劣是成桩质量的关键。
(1) 钻孔工序施工技术要点
需从测量放线开始保证钻孔定位准确, 利用旋挖钻机自带的护筒驱动器, 对准定位放线桩, 埋设护筒, 严格按照土质、地下水位情况确定护筒长度、埋深;钻头中心对准桩位, 要求桩位偏差控制在20mm内, 调整好钻杆垂直度, 保证成孔垂直度偏差≤1%。
(2) 清孔工序施工技术要点
旋挖钻孔灌注桩施工分为两次清孔, 一次清孔是在成孔验收合格后进行, 要求清孔彻底, 严格控制沉渣厚度;二次清孔是在钢筋笼、导管安装完成后进行, 主要采用换浆法, 即通过浇筑导管采用高压泥浆泵正循环泥浆清孔, 清孔指标合格方可开展下一工序作业。
(3) 钢筋笼制作安装施工技术要点
此工序分为两大要点:制作和安装, 要求原材料合格、焊接质量达标, 钢筋笼缓慢吊放入孔, 并做好钢筋笼顶标高的复核工作, 严禁因为钢筋笼质量问题影响整个灌注桩施工效果。
(4) 水下混凝土灌注施工技术要点
水下混凝土需科学配比, 要求流动性良好、坍落度以18~22cm为宜, 混凝土一次灌注完成, 不得中断, 控制好灌注速度与灌注面标高, 以高于设计桩顶标高0.5~1.0m为宜。
通过实践经验总结分析, 旋挖钻孔灌注桩施工中常见问题包括塌孔、偏斜弯曲、卡钻、包砂夹泥等, 对此必须要严格按规范开展各个工序作业, 做好实时监测工作, 一旦发现问题及时查找原因, 予以针对性地处理, 例如偏斜弯曲问题出现的原因可能是挖钻地面不平, 也可能是底层软硬不均, 或是钻头过度磨损所致, 问题成因不同, 则处理方法也不同, 科学适当的处理方法是保证施工作业顺利完成的关键所在。
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3 实例分析
3.1 工程概况
某高速公路桥梁工程, 全桥为双向六车道, 设计速度为100km/h, 汽车荷载等级为公路―Ⅰ级, 此桥梁基础为钻孔灌注桩, φ2.0m, 按摩擦桩设计, 共计3个墩, 每墩19根桩。桥址沿线地层如下:上部全新统松散层类、上更新统黏性土和砂性土类、中更新统粉质黏土、粉砂, 上部土性较差, 下部土性较好。
3.2 旋挖钻孔灌注桩施工
本工程按设计图纸, 根据钻探资料与土质选择了旋挖钻施工方法, 旋挖钻机型号为SR360Ⅲ, 发动机型号为CAT C—13, 具体参数如下:额定功率为305k W;设备总质量为125000kg;外形尺寸 (运输状态) 为19135mm×3000mm×3450mm;动力头转速为5~20r/min;最大钻孔深度为96000mm (摩阻杆) /58000mm (机锁杆) ;钻孔直径 (不带套管) 为2500mm。
旋挖钻孔灌注桩施工工艺如下:
(1) 搭设水上施工平台, 根据钻机型号、起吊设备、施工荷载, 搭设水上钻孔平台, 尺寸为42m×19.7m, 工序如下:钢管桩制作安装→浮吊抛锚、定位→测量放样→振动打桩→平台联结系与面板安装。
(2) 埋设钢护筒, 在水上钻孔平台安装护筒插打导向装置, 精确定位, 利用80t浮吊和dz150型振动锤插打钢护筒到设计标高, 穿过软弱层, 保证钻孔安全。
(3) 泥浆制备, 选用膨润土化学泥浆, 具体性能指标见表1
(4) 安装钻机, 利用200t浮吊将钻机运至水上钻孔平台, 自行移动至施工孔位, 调整钻头中心对准孔位, 确保钻杆竖直, 稍提钻具, 令钻头环刀自由浮动孔内。开钻前, 做好钻机全面检测与试运行, 保证正式钻孔作业的顺利进行。
(5) 钻进成孔, 低速钻进, 钻至护筒底下3m可适当提速;钻进过程中, 实时监测钻杆垂直度, 防止出现斜孔问题;起落钻头平稳, 严禁撞击孔壁;工具等杂物不得落入孔内;钻孔连续作业, 中途停钻时, 需提起钻头防止塌孔埋钻。完成钻孔后, 做好一次清孔, 控制沉渣厚度。
(6) 下钢筋笼, 钢筋笼长88m, 重量为30t, 主筋选用的是32mm螺纹钢, 声测管以4根57×3.5mm钢管进行加工制作。钢筋笼采用台架加工, 滚轧直螺纹接头, 标准节长12m, 以50t履带吊机下放。
(7) 清孔。采用气举反循环法清孔, 确保孔底沉渣厚度满足要求。
(8) 水下混凝土浇筑, 根据施工现场实际条件科学换算施工配合比, 混凝土灌注连续进行, 采用水下导管顶托法, 按灌注量实时调整导管埋深, 以埋深2~6m为宜, 混凝土灌注速度不宜过快, 合理控制最后一次灌注量, 令灌注面高出设计桩顶标高0.5~1.0m, 剔除浮浆后, 桩头混凝土强度达标。
4 结语
钻孔灌注桩属于公路建设中比较常用的技术，有利于提升高速公路的建设质量，推进交通事业的发展。近几年，高速公路加强钻孔灌注桩的应用力度，通过钻孔灌注桩技术，优化高速公路的施工建设，解决施工中的桩基问题，一方面为高速公路提供稳定的桩基基础，另一方面改善高速公路的建设环境，体现钻孔灌注桩施工技术的价值。
参考文献：
[1]王心蕾.试论高速公路钻孔灌注桩的技术及控制[J].中国水运，2011，（6）.
[2]董万军.钻孔灌注桩施工工艺及施工过程的主要控制因素[J].交通标准化，2011，（17）.
[3]林瑞乐.略谈钻孔灌注桩施工过程中应注意的几个问题[J].黑龙江交通科技，2011，（6）.
论文作者:张宇航
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/26
标签：钻孔论文; 高速公路论文; 钻机论文; 钢筋论文; 桩基论文; 标高论文; 混凝土论文; 《防护工程》2018年第17期论文;