特大桥桩基础水下施工与技术

2022-09-10

新时期背景下, 社会经济快速发展, 而道路桥梁工程的建设数量与规模也发生了较大的转变。在特大桥工程项目的桩基础水下施工中, 将钻孔灌注桩施工技术应用其中, 能够有效地增强桩底、桩侧土地的加固效果, 使得桥梁本身承载力得以增强, 缩短施工工期并节省施工的成本, 因而社会与经济效益十分明显。为此, 下文将以某特大桥的桩基础水下施工作为研究重点, 分析了钻孔灌注桩施工技术的具体应用, 以供参考。

一、特大桥工程概况

文章以某特大桥为例, 其中心里程是, 而桥梁整体长度是779.68米, 宽度是25米。其中, 桥梁的上部结构是简支转连续装配式部分预应力钢筋混凝土箱型梁, 片数是265。另外, 桥梁墩是肋板式, 还有1.8米的钻孔桩1100延米, 同时, 1.2米的钻孔桩为350延米。在桥梁河床之下的6米范围之内都分布着漂石亦或是卵石, 具有极强的透水性能。而该特大桥所在区域的地表水以及地下水都相对丰富, 且空隙潜水、裂隙水与承压水都互相影响并补给[1]。基于此, 由部分地层具有构造含水带, 在诸多类型水系的作用下, 形成水力联系。除此之外, 桥梁经过地段都是裂隙发育与断裂构造, 最重要的是岩质与岩层变化并无规律可循。即便是相同桩位与标高的位置, 仍然包含了不同的岩质, 且在软硬程度方面并不一致, 具有相对复杂的地质情况。

二、对钻孔灌注桩施工技术的相关研究

(一) 施工准备阶段研究

首先, 应充分考虑旋挖钻机施工中所需遵循的具体要求, 做好施工设备的准备工作, 特别是导管、电焊机与泥浆泵等等, 需要注意的是, 要将以上设备进行合理地调试, 使其能够处于最佳状态。

其次, 在填筑桩基施工平台的过程中, 可以应用沙土亦或是砂粘土, 而且压路机需要进行不低于三次的碾压作业。这种方式能够有效地规避钻机施工中倾斜与位移等多种问题的发生。

最后, 开挖作业之前需要探沟, 施工工作人员在了解泥浆池下方不具备地下管线以后, 应采用1:0.75比例完成泥浆池的放坡目的。而在开挖作业完成以后, 根据具体要求对钢管栏杆进行合理地设置, 将其高度确定成1.5米, 并且使用绿网围护, 将警示牌与标示牌悬挂于醒目位置。最后, 泥浆池在造浆前, 需要使用塑料布针对其周边与底部予以衬护。

(二) 施工过程中的钻机问题

对于钻机使用而言, 应当在其就位前严格检查工作的性能, 以确保内部各系统与零部件等正常运行, 使桩位周边平整, 与此同时, 把桩机移动至桩位附近, 而钻头尖端一定要与桩位标注点对正。随后, 充分使用钻机的仪表以及垂球相对于机身水平度和垂直度予以适当地控制, 确保钻架上起吊滑轮和钻杆中心以及转盘中心都能够在相同的铅垂线之上[2]。另外, 钻机停位回转中心和孔位相距的距离最好控制在3-4.5米。若具备一定的条件, 应当尽量缩回蝙蝠油缸当中的桅杆, 有效地缓解钻机本身重量与下降脉动压力提升对孔产生的影响。基于此, 针对回转半径内部范围开展检查工作, 清除其中的障碍物。

(三) 埋设护筒阶段

钢护筒是旋挖钻机施工中不可获缺的工具, 通常, 其内径要比桩径大25厘米左右。需要充分结合地质的实际情况对护筒的长度进行确定, 而在护筒加工完成之后, 应在短时间内严格检查其几何尺寸与相邻管节管径, 还有焊缝的尺寸。经由检查并合格后向现场工程师上报, 但是必须要对护筒地面与顶面的护筒截面中心加以重视, 做出明显的标识。另外, 埋设护筒前, 需要针对桩位控制点放样, 在预转的时候可以使用小口径钻头, 当钻至护筒底部标高的位置, 就可以提出钻头。值得注意的是, 还要通过钻头确保护筒被压到指定的位置, 在护筒外侧使用粗颗粒土完成回填, 而钻头在贯压护筒方面, 必须要选择不同方向, 增强贯压的均匀性, 有效地规避倾斜问题发生。基于此, 当护筒被贯压到指定位置后, 还需要使用水平尺与垂球等工具, 针对其垂直度展开相应的检查。只有在确定达到具体要求以后, 才可以开展护筒外侧回填作业, 并且向现场工程师上报。

(四) 钻机钻孔施工作业

开展钻机钻孔施工作业以前, 需要根据充分考虑护筒壁的护筒顶面中心将十字线挂设于护筒的顶面, 随后同中钻头的中心对准。但是, 钻头与护筒的中心偏差是不允许超过5厘米的。在没有成孔以前, 要严格检查钻头保径的位置以及磨损具体状况, 甚至是钻头的直径同样要检查。如果在施工中出现磨损情况严重的钻头, 一定要及时更换。另外, 旋挖钻机中要具有电子控制系统, 以保证能够时刻将钻进垂直度显示出来, 但是要采取适当的调整措施, 通过电子控制的方式与垂球观察方式实现钻杆的垂直, 以保证成孔是垂直的。其中, 在钻机提钻并甩渣之后, 需要对钻头的对中程度进行检查。对于开钻作业而言, 应首先启动泥浆泵与转盘, 经过空转后, 当你将被输入到钻孔中且高于护筒底部半米的时候即可进行钻进操作。而在钻进的过程中, 将其调至抵挡并慢速完成钻进。当实际钻进的深度高于护筒刃脚的情况下, 才能够调节到正常速度来钻进。

(五) 钢筋笼的加工与安装

在加工钢筋笼的过程中, 需要根据图纸的具体要求放样制作。其中, 要充分考虑吊机起吊的能力, 确保分节制作。另外, 接头一定要错开, 而且钢筋骨架保护层需要穿入箍筋并且在中心开孔。

而在吊装方面, 主要采用的就是浮吊方式。在安装的时候, 为了不出现变形的情况, 需要使用型钢当做吊架吊起钢筋笼。当骨架进入到孔口以后, 一定要扶正并缓慢地下放, 坚决不允许摆动而对孔壁造成碰撞, 与此同时, 在下放的同时还要及时拆除内撑。在加劲箍筋与孔口接近的时候, 应当利用工字钢把骨架临时地固定于钻孔平台之上。随后, 将上一节的钢筋笼吊起, 连接钢筋笼。当加工接头以后, 需要再次将骨架抽出, 将骨架下放。最后, 一定要使用直径相同的光圆钢筋当做吊筋, 进而利用吊架将钢筋笼固定于钻孔的平台之上。

(六) 换浆清孔作业

要想增强桩身混凝土与岩石接触的效果, 最好通过二次造浆与清孔的方式, 尽可能加大循环路径的长度, 减少安装钢筋笼所需时间, 完成二次清孔后要及时灌注混凝土。当钻孔作业达到设计的标高要求以后, 可以对掏渣筒予以合理地应用, 进而完成掏渣的任务, 同时使用平板测锤测量实际深度。而两者差异就是沉渣实际厚度, 若超过5厘米, 有必要开展二次造浆, 而且还可以增加水泥的使用量。泥浆比重应被控制于1.06-1.07范围内, 且含砂率不超过0.5%, 这样一来, 沉渣沉淀速度就会提高, 在下放钢筋笼以后, 使用掏渣筒完成掏渣作业[3]。但是, 若下沉的沉渣没有上浮, 就表示没有达到具体要求。除此之外, 在定位焊接钢筋笼之后, 需要开展二次清孔的工作, 并且通过掏渣筒荡起孔底的沉渣, 只有在满足相关要求的情况下才能够下放导管。随后要灌注混凝土, 如果有必要, 应合理运用射浆反循环清孔的方法。

(七) 灌注混凝土施工作业

在灌注混凝土的过程中, 应当使用接受水泌试验的卡口式快速连接导管, 并且使用10立方米容积的集料斗进行灌注。需要注意的是, 在灌注的时候要对测锤进行充分运用, 探测孔内混凝土的标高, 这样就可以更好地调整导管的埋深。但是, 灌注过程一定要连续, 才能够增强混凝土灌注的效果。在该特大桥工程项目中, 拌合站同样准备了两台发电机与一台拌和机, 主要的目的就是为避免灌注的中断而影响灌注的质量与效果。

结束语:

综上所述, 在该特大桥桩基础工程项目中, 其实际工期为三个月, 而在桩基施工中, 钻孔灌注桩基础施工技术的应用效果十分理想, 能够对钻孔灌注桩存在的问题予以解决, 而且桩底与桩侧土体的加固效果也相对理想, 特别是在大规模桥梁与大吨位承载力基础设施中的应用效果理想。通过钻孔钻孔灌注桩的施工方式, 能够使得工程项目自身承载能力提高, 减少施工时间且节约成本, 因而经济与社会效益也随之提高。为此, 桩基工程领域对这一施工技术给予了更高的关注与重视。

摘要：在桥梁工程项目的施工作业中, 钻孔灌注桩是比较常见的桩型之一, 而且被广泛应用在不同地形中。下文将实际工程为例, 重点阐述了与钻孔灌注桩施工技术相关的问题, 以期有所帮助。

关键词：特大桥桩基础,水下施工,技术,研究