鉆孔樁施工橋梁工程論文
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1.1平整施工場地和定位鉆孔樁
在施工前，首先要清除鉆孔場地內(nèi)的淤泥、雜物、硬石等，填充52cm厚的粘土，利用推土機進行壓實、平整，將枕木鋪墊好，作為鉆孔平臺[3]。平整完施工場地后，施工人員要利用橋墩臺中心的護樁來恢復，依據(jù)橋梁軸線控制樁復核橋墩臺位中心樁，用全站儀放出各個鉆孔樁孔位中心樁，然后在孔位中心樁的四角上設置護樁點，這些護樁點就是施工過程中樁位的檢查點和控制點。此外，為了保障地下管線的安全，在正式施工前要檢查地面3m以內(nèi)有無管線，如果發(fā)現(xiàn)有管線的話，就要立即與相關的設計和監(jiān)理單位溝通，盡快解決。
1.2護筒的制備和埋設
1)護筒的制備。當前，國內(nèi)橋梁工程中鉆孔樁施工使用較多的護筒是鋼護筒，鋼護筒的長度小于5m，壁厚5cm，直徑大于鉆孔樁直徑20cm，在護筒頂端增設高380mm、寬180mm的出漿口。在深水處施工時，一般采用鋼筋混凝土護筒，護筒的每節(jié)長度控制在2m左右，壁厚在9cm左右。鋼筋混凝土護筒的管壁要平整，厚度要均勻[4]。
2)護筒的埋設。護筒的埋設主要采用挖埋和填筑兩種方法。挖埋法應用于地下水位在地面以下超過1m時，具體步驟為：先挖圓坑，圓坑的規(guī)格為長度要大于護筒本身40cm左右，直徑要比護筒本身大45cm左右；在坑底填筑40cm厚的粘土，將護筒放入坑內(nèi)，保障護筒的圓心能與坑底的鉆孔中心位置契合；直放護筒，將粘土均勻的回填到護筒四周，并壓實。填筑法的應用主要是在地下水位較高的情況下，填筑的土島高度要保障護筒的頂端比施工水位高1.5m以上，頂面的寬度要與鉆孔機的設備要求相符。
1.3制備泥漿
首先制備的泥漿要使用優(yōu)質(zhì)的膨潤土，泥漿攪拌機(ZL800)、泥漿分離器(ZX-250)、泥漿池(45m3)、泥漿沉淀器等組成泥漿的制備和循環(huán)分離系統(tǒng)[5]。其次，對摻加劑的用量控制上，要先進行試用配比，檢驗配比后的泥漿是否符合施工標準，符合了再進行大量制備，以免造成材料的浪費。最后，制備好的泥漿要嚴格按照地基的施工條件，拌勻后以備試用。此外，需要注意的是，在施工過程中，要對沉淀池中的沉渣、填筑混凝土時溢出的廢棄泥漿及時清理，要對廢棄的沉渣進行循環(huán)處理，防止污染環(huán)境。
1.4準備鉆機
準備鉆機時，施工人員要對鉆機、場地布置、泥漿池設置、水電供應、鉆機機座處鋪墊的枕木平整度、泥漿的制備等均要進行全面仔細的檢查。施工人員要根據(jù)工程地基材料的地層情況來確定分段的泥漿濃度、鉆速、鉆壓、沖擊鉆機、泥漿泵入量等。同時在工地上要配置一些泥漿泵、鉆機的零配件，以免施工中機械出現(xiàn)故障而束手無策。鉆機就位時，用拖拉就位法，施工人員將裝好的循環(huán)鉆機拖拉就位后，將鉆桿對準鉆孔樁的位置，以便開始鉆孔。
2.橋梁工程中鉆孔樁施工工藝分析
2.1鉆孔的施工工藝
開鉆前，施工人員要再次檢查鉆孔機的設備、機具、水管、電管路等狀態(tài)清孔，確保其在正常情況下才能開始進行鉆機。施工人員要先啟動泥漿泵，讓泥漿泵先空轉(zhuǎn)一段時間，等到泥漿輸入孔口的一定數(shù)量后，就可以正式進行鉆孔。鉆孔施工初期，鉆孔的速度應該均勻緩慢，鉆進5m深厚及時檢查鉆桿的垂直度，鉆桿的垂直度要符合鉆孔工藝的標準后，便可進行加速鉆孔作業(yè)[6]。在粉土、淤泥質(zhì)土等不良地質(zhì)條件下進行的鉆孔施工，則要使用泥漿護壁，以更好的確保成孔的質(zhì)量。自造的護壁泥漿必須符合標準的性能技術指標(見表1)。如果自造泥漿的性能技術指標合格的話，可以采用成孔鉆孔自造泥漿來完成鉆孔施工。而一旦自造的護壁泥漿性能技術指標不合格的話，就要使用人工配制泥漿來提高護壁的能力，以免在鉆孔施工中出現(xiàn)坍塌的事故風險。在鉆孔施工過程中，鉆孔人員要及時檢查鉆頭的位置和轉(zhuǎn)向，保障鉆頭在鉆孔中能夠自由轉(zhuǎn)動，鉆孔灌注樁的鉆機沖程要控制在合理的范圍內(nèi)，以免出現(xiàn)梅花孔、十字槽、卡鉆等問題。在鉆孔過程中，很有可能會出現(xiàn)孤石，鉆孔人員可以采用高低沖程交替沖擊的方法進行鉆孔，將孤石擊碎進而擠入孔壁中，如果孤石過大的話，就應該采取爆破破碎的方法進行處理。如果在鉆孔過程中，鉆孔中出現(xiàn)巖石的話，沖程要控制在1.5-2.5米之間，以免過大沖程損壞鉆頭。在鉆孔施工中，如果出現(xiàn)塌孔的話，施工人員要立即灌注粘土，利用空轉(zhuǎn)鉆機的方法進行調(diào)整，如果塌孔較為嚴重的話，施工人員要等到孔壁穩(wěn)定后，在進行鉆孔施工。此外，鉆孔施工結(jié)束后，要對鉆孔的孔深、孔徑、中心位置、垂直度、孔底沉渣等進行質(zhì)量檢查。
2.2清孔的施工工藝
清孔的施工工藝是利用泥漿在流動時候帶來的動能，來沖擊樁孔底部的沉渣，讓沉渣中的砂礫處于懸浮的狀態(tài)，然后利用泥漿膠體的粘結(jié)力使得處于懸浮狀態(tài)的沉渣伴隨著泥漿的循環(huán)流動被帶出樁孔，排除孔內(nèi)的沉渣。清孔的主要方法有抽漿法、換漿法、掏渣法、砂漿置換法、空壓機噴射法等。一般而言，清孔施工工藝分為兩步進行，第一步清孔是在成孔后進行，第二次清孔是在導管和鋼筋籠安裝完成后進行。第一次清孔時，要充分利用鉆桿在原位進行，孔口返漿的比重要≤100mm，清孔后孔底的沉渣厚度對摩擦樁要≤300mm，對支承樁要≤100mm。第二次清孔后，與混凝土灌樁工作間隔的時間不宜過長，最好是立即進行水下混凝土的灌樁工作。
2.3鋼筋籠的施工工藝
1)鋼筋籠的制作。目前國內(nèi)在橋梁工程鉆孔樁的施工中，鋼筋籠的制作一般使用長線法，施工人員利用長線法在鋼筋加工廠內(nèi)統(tǒng)一制度鋼筋籠。在制作鋼筋籠過程中，首先要保障鋼筋材料的力學性能指標滿足了相關的技術要求，然后要對主筋焊接斷頭利用槽鋼進行固定，以確保多節(jié)鋼筋籠能穩(wěn)固在一個水平面上，鋼筋籠的主筋的連接一般使用套筒。同時要設立聲測管，以便工程后期能對樁基施工的質(zhì)量進行檢測，一般而言1.5m的樁基要布置3根聲測管，1.8-2.0m的樁基可以布置4根聲測管。需要注意的是，鋼筋籠制作成形后，要平放在地面上，并進行施工質(zhì)量的試驗檢測。
2)鋼筋籠的安裝。安裝鋼筋籠時一般采用的是雙溝起吊法，施工人員在安裝時，要在鋼筋籠的主筋與箍筋的連接處設置相對稱的吊點，最好能一次性起吊成功。在鋼筋籠豎直后就可以拆掉第一個吊點，把第一節(jié)鋼筋籠放置與樁孔后面，懸掛在護筒的釘扣位置，將第二節(jié)鋼筋籠吊起，與第一節(jié)鋼筋籠對接，然后用直螺紋套筒實現(xiàn)鋼筋籠的現(xiàn)場接長。
2.4混凝土灌注的施工工藝
1)導管的檢查與安裝。導管是用于混凝土灌注施工的，一般采用的螺旋絲扣導管。在正式安裝前，要對導管的內(nèi)壁光滑程度進行檢查，確保導管內(nèi)壁的光滑；要對導管的軸線差、孔底井水壓力等進行檢測，以便更好的安裝導管。在安裝導管時，要豎直的輕輕的將導管下放到樁孔孔底，在下放過程中要避免導管碰到鋼筋籠，導管管孔與樁孔孔底的距離要控制在25-40cm以內(nèi)。
2)灌注混凝土。導管安裝后，插上漏斗，攪拌混凝土，進行灌注準備，在進行混凝土灌注時，導管埋入混凝土的深入要大于等于1米，一旦埋入混凝土的深入超過了最大埋入深度的話，要馬上提升導管，注意提升導管的時候動作要輕快。同時，灌注混凝土時的動作也要快，在灌注過程中要對混凝土的標高進行檢測，一般情況下，混凝土樁頂?shù)臉烁弑仍O計的標高高50厘米即可?；炷脸醪侥Y(jié)后，就可拔出護筒，清理樁頭多余的混凝土。
3.橋梁工程中鉆孔樁施工中出現(xiàn)的事故及處理方法
3.1鉆孔施工過程中出現(xiàn)的事故及處理方法
1)坍孔。坍孔是鉆孔過程較為常見的施工事故，坍孔事故的表現(xiàn)主要有：鉆機發(fā)出異常響聲、鉆孔內(nèi)的水位下降、鉆頭無法運作、鉆具進尺較慢或者不進尺等。處理方法有：
①立即拆除護筒，回填鉆孔，重新埋設護筒后進行鉆孔。
②用測深尺測量鉆孔的深度，以確保鉆孔的深度與此前設計的相符。
③技術人員要進行地質(zhì)檢測，判斷出坍孔的具體位置后，用粘土和砂土混合物回填鉆孔，直到回填的高度超出了坍方位置集合。
④如果坍孔較為嚴重的話，施工人員要全部回填鉆孔，暫停一段時間，然后繼續(xù)鉆孔。
2)彎孔。彎孔的形成，主要是在鉆孔過程中，出現(xiàn)了一定程度的偏斜而導致的，如果偏斜的程度過大的話，會改變樁的受力狀態(tài)，嚴重的話會直接報廢。處理方法：當鉆孔偏斜時，要檢查出偏斜的程度和位置，然后利用掃孔的方法將鉆頭放在出現(xiàn)偏斜的位置，緩慢回轉(zhuǎn)掃孔，向下反復進行，以讓鉆孔恢復正位。
3)鉆孔漏水。處理方法：要先集中力量加泥漿或水，找到漏水的具體原因，采取相應的措施。如是護筒漏水，輕度漏水的話就用粘土填充護筒四周，重度漏水的話就要挖出護筒，修理完后重新埋設護筒。
4)鉆桿折斷。處理方法：在進行鉆孔時，忌用彎曲的鉆桿，接頭受到磨損的鉆桿也要棄用。在鉆進的過程中，要控制速度和力度，以免用力過猛，折斷鉆桿。同時，施工人員要經(jīng)常檢查鉆桿的接頭強度和部位磨損程度，一旦發(fā)現(xiàn)不符合要求的就要及時更換新的鉆桿。
3.2灌注混凝土施工中出現(xiàn)的事故及處理方法
在混凝土的灌注過程中，最容易，也是最常見的事故就是斷樁，斷樁的處理方法要根據(jù)斷樁的原因進行處理。斷樁的位置較深、斷樁承受的彎矩不大的話，就可以用壓降法進行處理。施工人員可以用一個小型鉆機沿著樁身鉆一個小孔，找出斷樁的位置，在探孔附近再鉆一個小孔，孔底的標高要低于斷處的標高。然后用高壓輸水管插入小孔中，清理斷樁處的泥沙后，提出輸水管，用壓漿管封死一個孔口，另一個孔口就作為出漿口。啟動壓漿泵記性呢壓漿，當孔內(nèi)有水泥砂漿壓出時，就能把出漿孔堵死，壓漿要持續(xù)，直至壓不進為止。
4.結(jié)語
總之，鉆孔樁施工是橋梁工程中的一項關鍵環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量直接關系著整個橋梁工程的進度、質(zhì)量、安危。因此，施工人員在進行鉆孔樁施工時，要秉著認真負責的態(tài)度，做好鉆孔灌漿的準備工作，要重視成孔和成樁技術的掌控，要嚴格做好成孔和成樁施工的每一個環(huán)節(jié)。同時監(jiān)理人員要加強監(jiān)控力度，做好質(zhì)量檢查，以保證橋梁工程的質(zhì)量，發(fā)揮橋梁在我國交通運輸中的作用。
作者：李敏瑜 單位：長沙建筑工程學校道路與橋梁工程教研室