公路桥梁钻孔桩施工工艺及质量控制

　　摘要：随着运输业和旅游业的快速发展，公路桥梁的建设速度和数量前所未有，在公路桥梁工程中,钻孔灌注桩现今已被广泛地应用于公路桥梁等工程的基础建设中，由于钻孔灌注桩的施工工序较多，质量控制显得尤为重要，本文阐述了水上钻孔灌注桩的施工工序，及质量控制，确保水上钻孔桩施工的质量。
　　关键词：公路桥梁；钻孔灌注桩；施工工艺；水上，质量控制
　　公路建设的发展速度直接决定了经济发展的步伐，特别是随着国家公路建设的投入增大，相应的公路桥梁工程数量也是与日俱增。冲（钻）孔灌注桩已被广泛应用于公路桥梁等工程的基础建设中，这是由它对各种地质条件的极强适应性以及施工简单易操作性所决定的。但由于其施工工艺环节较多，特别是水上施工操作，难度系数更大，容易出现质量事故的可能性较大，需要专业的施工人员及临场处理能力。而我国目前关于桩基施工质量控制标准很明确，但涉及具体方法的不多，在实际质量控制中，质量标准难以落到实处，特别是水上作业施工的质量控制就更难。
　　1钻孔灌注桩施工概况
　　1.1工程施工概况
　　省道236线的揭阳市某大桥，位于揭阳市榕城区境内，该大桥位于揭阳市区西南部仙窖村与梅云办事处交界处，是榕江南河第一座大桥。桥全长接近498.54m（包括引桥在内），桥宽12m（桥中间双向车道宽10m，两侧人行道各1m），桥位起点桩号K7+379.50，终点桩号K7+878.04，主桥上部构造为6孔30m装配式后张法预应力砼简支T型梁，引桥上部构造是8孔13m预应力砼空心板，下部构造采用钻孔灌注桩基础，柱式墩台身。
　　根据省公路规划设计院的设计，大桥将扩建为37.5m宽，概算投资近6千万元，具体方式就是，在现有大桥两边各建一条宽度为12.5m的新桥，单向双车道，最大限度减少大桥上堵车现象，保证车辆的顺畅通行某大桥的扩建改造，属于揭阳市“二路一桥”中的一个重要项目，是揭阳市公路建设的一个主要组成部分，它的建设必将对揭阳市的发展起重要的作用。
　　2水上钻孔桩施工的质量控制及措施
　　2.1水上钻孔桩
　　水上基钻孔桩工程是一项施工难度大、质量要求非常高的工程项目，国家对这类项目特别重视，相关规范也很健全，保证施工质量必须提上施工程。需要一定的水上施工设施和技术力量，在一些沿海沿江地区，水系发育大，河网密集，池塘、沼泽地、排洪道等随处可见，在这些地区承建港口桥梁、坝堤、高架桥、高速公路等，涉及到水上基桩施工问题。根据水上基桩施工特点及地层情况，国内已有不少单位摸索出一些经验。据相关资料表明：目前水上基桩施工方法主要有如下几种：(1)活动式钢结构钻井平台；(2)振动沉管法；(3)人工围筑岛；(4)浮箱式浮船拼装；(5)沉入木桩；(6)沉箱。比较而言，第(2)、(4)、(6)项虽然是水上基桩施工的有效方法，但它们均需要大型驳船、拖轮、浮吊及振动锤等大型设备；第(3)种办法虽然简易可行，但常因施工阻碍航道，排洪道或因不适合于深水水域施工而无法采用；第（5）种方法也其适应于近岸浅水水域，由木桩搭设的平台稳固性较差，施工深水基桩时尤为不安全。
　　本施工中采用活动式钢结构钻井平台，不仅利于工程的顺利进行，而且保证施工的水准和质量，水上活动式平台不但适应于近岸基桩施工、有潮水上基桩施工，而且也适合于河中水上基桩施工，其主要特点是：安拆性，互换性好，调高调平方便迅速，整体结构稳定，承载能力大，承载后沉降量和变形量微乎其微，作业空间大，可根据具体施工条件进行多种形式的组合。（见图1）
　　
　　图15#～10#﹑12#～15#钢管桩平台构件图
　　由于护筒钢板较薄，受力易变形，当护筒下人或提动时，弹性变形大，无法保证护筒一次性下到预定位置，当孔深达4.35m时，孔内沉渣和流砂愈来愈多，很快沉积变硬，多次发生埋钻事故，严重时护筒内沉渣与河床地表相齐，以致无法进一步加换钻杆和继续跟管下放钢护筒，最后只好用通水钻杆扫孔。因此，施工前首先注意：①护筒壁厚不得小于6mm以保证足够的刚度；②护筒的焊缝质量绝对保证，不能祸水；③护筒必须能全段封隔流砂、河水和淤泥；④必须保证泥浆的正常循环，切忌用清水；⑤在有潮水上进行施工，要特别注意保证护筒内水位高于河水水位，即二者存在一稳定的水位差，不随涨落潮的变化而变化。
　　2.2水上钻孔桩施工
　　灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。钻孔桩是一种非挤压桩，它是利用钻机对是工地进行钻孔，灌注混凝土，保证其硬度和支撑载力，其施工工艺包括以下几步：①成空和淸孔，钻机成孔前的准备工作是先对钻机各种性能和泥浆泵等进行全面检查，并对将使用的钢丝绳、冲锤外径以及锤牙进行检查，确保钻孔设备能正常运作，钻机技术员准备好钻孔用的各种资料，根据地质报告和施工图纸绘制钻孔桩位地质剖面图；终孔，当桩长和桩端持力层符合设计和规范要求后才可终孔，终孔深度必须用钢尺对测绳进行校核确定；清孔，终孔后应及时快速进行换浆清孔；②钢筋笼制作与安装，钢筋笼制作与安装技术应按《公路桥涵施工技术规范》办理，钢筋笼下端宜焊加劲环，笼的主筋不应伸出，避免被导管钩住；③混凝土浇筑，除混凝土配合比应满足水下浇筑要求，砂、石、水泥材料检测、混凝土搅拌按GB502004-2002进行控制。
　　针对水上钻孔桩的施工要求，必须对施工项目进行严格的审查，对相关单位进行审核，主要措施是首先对参加施工的船舶进行全面检查，严禁不适的船舶、不适应船员参与生产作业，强化船员的安全培训教育；其次是督促业主和施工单位落实相应的安全措施，要求按规定程序取得水上水下施工作业许可后，方可进场施工；再次是督促施工单位做好通航安全维护工作，建立交通管制，配备相应的安全设施，设置相应的内河交通安全标志；最后是督促施工单位制定桥梁工程施工期间水上安全的应急预案，落实专门的安全管理负责人和日常安全管理联络员，明确职责和任务，并加强互通信息，加强与施工单位协调配合，
　　钻孔桩水下施工混凝土灌注是分批进行的，首批混凝土灌注，混凝土灌注量与泥浆至砼面高度、混凝土面至孔底高度、泥浆的密度、导管内径及桩孔直径有关，导管与孔底预留高度不应大于0.5m，其混凝土的数量应满足导管首次埋置深度不小于1.0m。水下孔径越大，首批灌注的混凝土量越多，由于混凝土量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，首批混凝土在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满混凝土，甚至漏斗内还有部分混凝土，此时应加大设备的起重能力，以便迅速向漏斗加混凝土，然后再稍拉导管，这样能使混凝土顺利下滑至孔底，下灌后，继续向漏斗加入混凝土，进行后续灌注；后续混凝土灌注，当出现非连续性灌注时，漏斗中的混凝土下落后，应当牵动输送导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入混凝土。
　　2.3钻孔桩施工的质量控制措施
　　对钻孔桩实施质量控制，不仅保证钻孔桩施工的进度和施工程序符合相关规范，而且保证钻孔桩的施工质量。钻孔桩直径是钻孔桩施工质量的关键环节之一，必须采取有力措施防止钻孔的缩径和扩径，钻孔垂直度的偏差应≤1%；孔底沉渣是影响钻孔灌注桩施工质量和重要因素，施工规范对孔底沉渣厚度也做了严格规定。因此在施工时必须按照施工程序，加强管理，在施工技术上采取切实措施，避免沉渣起标，可以通过反循环辅以震动筛过滤清渣；钢筋笼上浮控制，原因是钢筋笼固定不牢或提升导管不当；混凝土的配制要严格控制计量工作，目的是满足设计强度所要求的配制比例，浇筑时，要保证足够的混凝土初灌量，确保埋管深度≥1.0m，做好混凝土灌注高度的测定工作，适时提升和拆卸导管，防止断桩。
　　结论
　　虽然钻孔桩在公路桥梁的建设中得到广泛应用，但钻孔施工特别是在水上钻孔桩的施工必须遵照国家相关规范和要求，加强钻孔桩施工各个环节的质量控制，加强施工工艺与质量控制相结合，发挥钻孔桩的优势，保证施工建设质量和施工工期进度的顺利完成。
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