钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工中的应用

0引言交通运输对于我国经济的发展而言，具有非常重要的作用。在公路桥梁工程施工中对钻孔灌注桩施工技术的应用主要就是采用机械成孔，然后吊放钢筋笼灌注混凝土成桩。此技术对地质环境的适应能力相对较强、施工效率高，因此，被广泛应用于公路桥梁施工。但是，由于该工艺施工存在一定的技术难度，对施工人员的专业水平要求较高。在施工过程中需要加强对各个环节的技术管理，重视施工过程中异常问题的分析和处理[1]。1工程概况本桥梁工程位于某市郊区，是新建的省级干线公路，上部结构采用三幅75m+130m+75m三跨变截面现浇预应力混凝土连续箱梁，下部结构采用弧形端头的方柱实心墩，桥台采用肋板式桥台，群桩摩擦桩基础。技术标准为一级公路设计标准，设计车速为80km/h，桥梁全长290m，桥梁设计荷载为公路Ⅰ级。本桥梁工程的各类孔径钻孔灌注桩共计136根，工程量较大，且施工工期紧，因此施工期间配备旋挖钻6台、回旋钻2台，同时施工为后续工程施工创造条件。2钻孔灌注桩施工优势2.1降低成本对于公路桥梁施工而言，不仅要确保施工质量，还要控制好施工成本。当前，钻孔灌注桩施工技术的应用已经相对成熟，具有良好的施工效率，应用和操作过程简单，不仅能够保障施工质量，而且施工成本低[1]。而且钻孔灌注桩施工技术的应用不会受到土壤、地层和地下水等因素的影响，在复杂的施工环境以及山区都能够顺利施工，因此，在公路桥梁施工中要加强对钻孔灌注桩施工技术的应用。2.2抗震能力强我国部分地区地震频发，公路桥梁更重视其基础结构的抗震能力。而钻孔灌注桩施工技术能够加固坑基础，保障基础结构的稳定性，在很大程度上加大了公路桥梁的承载力，加强了坑基础的结构的稳定性能。比如，在施工期间，通过对锚杆长度的优化，能够对桥梁主体进行调节，使其与桥墩土层和桥梁主体结构进行紧密连接，如此一来，桥梁的整体结构的稳固性会更高，通过加强桥梁在地表的架设，也能够提高公路桥梁的抗震性[2]。2.3承载力强随着交通量的增多和经济的逐步发展，公路桥梁需要承受更多的车流量。但是，由于公路桥梁施工会受到河道和水路环境的限制，因此，公路桥梁工程对承载力的要求更高。而通过对钻孔灌注桩施工技术的合理应用，能够提升桥梁与地表的融合效果，从而提升了公路桥梁结构的承载力，进一步延长了公路桥梁的使用期限。3钻孔灌注桩施工3.1前期准备施工施工人员在利用钻孔灌注桩施工技术落实到本工程施工作业时，要做好前期准备工作，明确现场施工条件，提高施工技术应用的准确性，最大程度减少可能产生的问题。一方面，设计人员、施工人员和管理人员要协同开展现场勘查，勘测施工场地，掌握具体的地形条件，形成相应的地质环境正式报告或者设计图纸，保存与现场施工相关的数据信息，找到最佳的施工方案。设计人员要保证工程项目建设施工图纸的严谨性，针对其中可能产生的问题提出应急解决预案，分析预测该事件是否会突然发生，从而减少项目建设施工中可能产生的事故问题。另一方面，要做好材料准备工作。钻孔灌注桩施工技术在本工程应用中需要利用多种规格、参数的材料，施工单位需要在项目建设施工中做好材料采购工作，分析材料预算，严格控制原材料的整体质量，选择完全符合现场施工标准的生产材料，加强材料质量管理实效性。3.2护筒埋置在钻孔灌注桩技术中，护筒埋设是最基础属于关键环节之一。首先，护筒埋设前，应根据实际情况对护筒进行合理选择和定位；在设计时可考虑将沉渣量控制在一定范围内，减少对周围土体的扰动。其次，对于不同深度处采用合适的护筒埋深保证灌注过程中护筒与孔壁之间具有较高的接触面积，从而达到良好的密封效果。另外，要想护筒与桩之间的中心线重合，必须将护筒底端的水平投影线对准孔中心，桩的直径应小于护筒，且选择6mm直径的钢板作为护筒制作材料，防止过大过小引起护筒倾斜。由于护筒为钢筋混凝土结构，在安装时要特别注意焊接工艺。为了避免应力集中，可以采取适当减小管节长度或增加箍筋等措施提高抗拔力。3.3泥浆和护壁的制作泥浆的调配需要结合工程场地的土质情况和工程的实际状况，依照规定进行配比，避免因泥浆过于稠或稀产生的安全问题。具体而言，就是将制作所需要的黏土，用工具敲击打碎，将碎黏土放置于护筒中，利用冲击锤良好的冲击夯实作用，对灌注桩进行冲击加固，同时将刚放置之黏土击打成本工程所需要的高质量泥浆，再进行后续钻孔作业。3.4钻孔钻孔施工开展的质量将会直接影响钻孔灌注桩施工工作的质量和安全性，因此，必须严格重视，坚决杜绝因操作问题引发的后续安全隐患。在钻孔作业中，应根据当地土壤情况和地质条件，同时结合本工程的实际情况，选择合适的钻孔和钻机的配合形式，以此保证工程方案的可行性以及工程方案和实际施工的适应性。比如，在作业中，当钻孔中出现障碍物或阻碍正常钻孔作业时，应采用黏土填埋压平后再进行后续作业。钻孔作业也需要保证工程记录的及时性，专业施工人员必须随时跟随作业人员进行现场记录，观察注意土质和土层结构的变化，及时将施工作业和记录的地质区域构造剖面情况进行核对[3]。3.5清孔清孔操作在本工程钻孔灌注桩施工中不容忽视，这个环节的工作主要是为了解决钻孔施工中遗留下来的施工废物，为后续施工作业的开展提供清洁的工作平台。所以，在完成钻孔施工作业后，施工人员不能直接放置钢筋笼或者开展混凝土灌注施工作业，否则很难达到工程的施工要求。因此，需要对钻孔位置以及钻孔中多余的泥浆和泥渣等进行清理，为钻孔角度、位置及深度等数据的确定打好基础。3.6制作与安装钢筋笼钢筋笼的制作和安装是钻孔灌注桩施工技术中的重要环节。钢筋笼的质量直接影响工程的质量。首先，在制作钢筋笼前，施工人员必须确保用于制造钢筋笼的材料符合要求。在制造钢筋笼之前要仔细研读工程的施工图纸，根据要求进行制作。其次，钢筋笼安装的环境以及安装的方法也会影响到安装质量。安装时应仔细勘查现场情况，选择适当的安装方法。最后，悬挂部位也会影响钢筋笼的安全性，需要选取正确的悬挂部位。为了增强钢筋笼的稳定性，施工人员一般选用高三毫米以上的钢板，以保证钢筋笼受到足够的防护。此外，在焊接钢筋笼时，要多增加焊点，以增强钢笼的安全性和强度。3.7灌注水下混凝土混凝土灌注采用导管进行灌注，内径为20～30cm。导管要进行水密试验和接头抗拉试验。水下混凝土的配合比要严格进行控制，坍落度应在18～22cm，可根据灌注设备进行适当调整。单根桩应在首批混凝土初凝前完成灌注，首批混凝土灌注要高于导管底部1m以上保证导管的埋深。灌注过程要连续不中断，灌注过程中要保持导管的埋深不小于2m否则易造成泥浆进入导管。灌注刚开始时应缓慢进行防止钢筋笼上浮，当混凝土高于钢筋笼底部4m以上位置时可按正常速度进行灌注。灌注到桩顶后应进行超灌，一般超灌0.5m。施工中还要特别注意对于一些大型桩的灌注在施工前要充分考虑混凝土的供应能力、运输能力、进场便道的通行条件等因素。否则受上述因素影响极易造成施工中断时间过长产生断桩事故。质量检测成桩后应对桩基进行相关质量检测，以此判断桩基质量是否合格。检测项目一般为混凝土强度、桩身完整性。混凝土强度采用灌注时预留的混凝土抗压试块进行28d抗压试验。4钻孔灌注桩施工质量优化措施4.1优化施工工艺在公路桥梁工程项目施工前，相关人员要以项目需求和实际情况为基础，制订合理、有效的施工计划，施工计划中应明确对钻孔灌注桩施工技术的具体应用，同时，应确保其具有合理性和科学性。在施工计划中，要明确各部门的具体分工、施工计划和人员安排等有关的规划，并要对公路桥梁工程中所涉及的设备以及材料等进行说明。另外，相关部门在进行工作之前，应当对气候变化、水文地质、周围环境等因素进行全面的考量，并对工程项目展开全方位分析，了解工程特征，确定钻孔灌注桩施工技术的重点，并在施工过程中寻求相应的解决方法。4.2设置专门质量检查小组，保证项目质量满足建设要求在公路桥梁工程项目中，管理人员要想对钻孔灌注桩施工的全过程进行严格的质量管理，可以成立专门的质量检查团队对其进行管理。首先，在质量管理工作开展期间，质量检测团队应将自身的质量检测管理职能充分发挥出来，同时，要运用科学、有效的管理措施检测分析每道工序的质量状态以及质量管理的落实情况，以此形成完整的检查记录，并向监理单位报验。其次，关于钻孔灌注桩施工过程的检查以及验收，不仅需要达到相关质量标准，还要满足合同文件的要求。与此同时，为了避免产生施工质量风险，施工操作以及每项工程的验收都需要通过工程管理人员、质检人员和验收小组。进行质量检测时，如果施工质量达不到要求，那么相关人员应及时采取针对性的措施进行解决[4]。最后，钻孔灌注桩施工材料正式入场前，质量检查小组需要指派专业人员检测分析施工材料的质量规格、性能、配置数量等多个方面。确保施工材料能够达到相关标准以及相关技术规程要求，若达不到要求，则不能入场。达到质量要求的材料入场之后，相关负责人员应做好施工材料的分类工作，同时，为了防止材料出现破损等问题，还要将材料分类堆放。4.3做好钻孔灌注桩施工现场的安全管理由于钻孔灌注桩施工现场的危险性较高，因此，必须采取科学、严格的安全管理措施。在施工前应根据施工现场的情况编制安全施工方案，并组织安全技术交底，明确各项安全措施和安全责任，确保施工过程中的安全可控。一方面，在施工现场应设立安全管理机构，明确各自职责，并配备专业的安全保障人员，进行现场安全管理。在施工现场应做好通风、排水、防雷、防爆、防腐蚀等方面的措施。在施工现场设置相应的警示标志，明确安全区域和危险区域，并对施工现场进行定期检查和安全巡视，及时发现和解决安全隐患。另一方面，钻孔灌注桩施工现场存在很多的安全风险，如钻孔设备的高速旋转、钻孔过程中的冲击和振动、桩身沉降引起的倒塌等。因此，而且在进行作业时，施工人员必须穿戴符合国家标准的防护服、防护鞋、安全帽等防护装备，并严格按照规定的施工程序和操作规程进行作业。除此之外，施工人员还应按照施工规范要求进行操作，以免发生安全事故。4.4重视钻孔灌注桩施工注意事项客观来讲，测位定量精确效果在很大程度上会对孔位准确性以及钻孔垂直度控制效果产生直接影响，因此，施工单位应高度关注公路桥梁工程测位定量问题。首先，在施工作业之前，施工单位需要对钻机安装以及护筒埋设等关键步骤进行测位定量，并且控制好误差问题。其次，施工单位应对桩径以及泥浆质量进行严格控制管理。其中，关于桩径的控制管理，施工人员不仅需要对钻头大小进行测量分析，还要对钻头直径进行精准记录。而对于泥浆质量控制而言，除了需要对原材料进行控制管理之外，还需要对泥浆含砂率、比重等重要指标进行控制管理。然后，对于施工作业期间存在的质量通病问题如孔壁坍塌，建议施工人员应该主动结合问题表现以及成因，分析坍塌事故会对井身质量安全构成的危害影响，并且制定针对性解决方案，避免对下一道工序操作以及质量安全造成负面影响[5]。最后，钻孔灌注桩施工作业结束之后，相关技术对其各