钻孔灌注桩桥梁工程论文

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1钻机选型

目前我国桥梁深水桩基础的钻孔灌注桩施工有三大类常见的施工工具，分别为冲击钻、旋转钻和冲抓钻。其中冲击钻主要用于淤泥、砾石和砂土，多应用于60米~150米左右的岩土类的桩。旋转钻主要用于砂土、粘土质含量不超过20%的碎石材料的施工。近年来，旋转钻施工成孔速度快、工艺先进、环保特点突出、行走移位方便等特点被广泛应用于施工中。一旦确定钻机型号，就要根据不同岩石特性选取相匹配是的钻头，保证钻机能尽快与钻头相磨合，从而达到最佳的钻进状态。

2钻孔平台设计与施工

本文研究桥梁工程采用的是支撑桩平台。随着桥梁跨度的增大，主墩基础规模也会随之增大。若采用桥梁工程中另一种广泛应用的钢围堰钻孔平台作为平台支承会加大局部冲刷河床的力度，严重会影响过往船舶的正常通航。所以采用钢管桩做基础支撑钻孔平台，被大量运用至流速较大、覆盖层较厚及水深较深的水域。以某我国东部沿海地区某长江大桥为例，此大桥全长34.2公里，根据历年水文条件设计支撑桩，活载和堆载为其中的设计荷载，并综合考虑钢管桩的沉入深度，既要满足桩的承载力和稳定性，还要便于施工。具体施工技术：所研究工程案例主桥为双塔双索面钢箱梁斜拉桥，其中北索塔墩水深约35.0m，流速2.5~3.6m/s。其基础为高桩承台结构，采用梅花型布置，为群桩基础，桩基由131根d2.8~2.5m、长117.6的变截面的钻孔灌注桩组成。通过试桩得知，常规钢管桩施工平台桩数不仅多，而且还较为密集，如果在下沉过程中出现偏位，十分容易导致钻孔桩无法正常施工。钢管柱因水深流急无法精确定位，尤其在涨潮时期钢管桩的晃动十分厉害，难以保证平面位置。为此，通过比较不同施工技术的经济性后得知，搭设钻孔平台施工可直接选用钢护筒，钻孔平台主要分为起始、护筒区、下游平台三个部分。其中起始平台用于安装悬臂式定位导向架，位于上游，它和下游平台的支撑都采用钢管桩。护筒区平台支撑为的钢护筒。将护筒和钢管采用钢管和型钢上下平联连成整体，从而形成整体钻孔平台。

3钢护筒施工

在钻孔之前埋设护筒的主要目的在于提高孔内水位、为固定桩位、增加孔壁的静压力，防止坍塌。采用锤击和振动等方法沉入护筒。本文所研究的某长江大桥全长34.2公里，相应的桥梁渗水基础桩直径也大于其他桥梁工程，因而采用振动下沉的方法更能提高施工效果。还可采导向架导向保证护筒下沉正位，因为此架子为型钢加工，有足够的刚度，设计桩中心与导向架中心之间的偏差在护筒振动下沉后不大于50mm，钢护筒的倾斜度和平面位置是沉放过程中重点观测对象，因为钢护筒是否能准确下沉到位息息相关。

4钻孔施工

经冻融的粘土为钻孔时最佳使用用土，因其造浆能力强，水化快，粘度大且接近地表。然而在施工过程中为节省建设成本，尽可能的就地选用土料。若一些粘土性质较差可掺入部分塑性指数较大的粘土或PHP剂，具体掺入量以配比试验结果为主。施工时结合工地具体情况、选择高效而经济的制浆系统。钻机就位后用垫子在底座下方以此稳定，防止钻机位移或倾斜。当钻至护筒底大约2~3m时加入拌制泥浆，通过护筒底口可在减压低速后迅速钻进，可用小钻机钻完上部桩孔后更换小直径钻头继续完成变截面桩和下部钻孔。整个钻孔速度要低速慢进，当达到一定的深度时可增加速度并采用中速钻进。如果在钻孔过程中遇到砂层一定要放慢钻速并适当提高泥浆的稠度，以此保证施工的顺利进行。除此之外，运用钻锥不断地提锥、落锥旋转反复冲击孔底，把土层中粘土泥砂挤向孔壁并通过泥浆泵的循环利用，筛选中钻渣，完成钻进成孔全部工序。

5水下混凝土浇筑

水下混凝土指在干处拌制后在水下浇筑和硬化的混凝土。大直径钻孔桩钢筋笼直径大，总重量大，只有同槽整体制作和分段安装运输才能确保其质量。在专用长台座上制作钢筋，采用镦粗直螺纹制作接头。整体成型后分段运到钻孔平台上继续安装。灌注桩身混凝土的配合比设计除了保证强度、耐久性及良好性能外，坍落度和初凝时间也要相应的有所确保。其中初凝时间；初凝时间要根据桩身混凝土数量的多少和灌注时间长短为判定依据，规范规定不小于全孔浇筑时间，可视具体情况在实际操作中予以适当缩短。坍落度的不宜过大或过小，入孔时为16~20cm，浇筑10m桩高时间后不小于15cm。安装钢筋后则需进一步安装导管，一般导管材质为钢管，根据不同工程需要导管内径大小也有差异，确定导管长度以孔深的施工变化为准，用螺栓连接导管两端，用橡皮擦拧紧并保证内部不会有水分渗入。所以必须在浇筑前检查的导管的密封性，确保其密封不渗水。水下混凝土浇筑要控制导管埋深不大于6m，小于1.5m，如果导管在混凝土浇筑过程中埋置过深可能会无法拔出导管，不仅会造成桩身混凝土施工半途而废，还会废弃再另外补充全新的桩。反之，有时会在拔出导管时埋置过浅，导致管内井水，先灌的混凝土表层被后灌混凝土冲破，从而形成断桩事故。

综上所述，整个施工平台搭设完成后经现场沉降观测后得知，能很好地达到预期目的和效果，由此证明深水桩基础钻孔灌注桩施工技术的合理性。总而言之，桥梁建设和施工技术的发展，深水桩基础钻孔灌注桩技术也相应增大其难度，需施工人员准确把握此项技术的关键控制点，创新施工中各项环节的操作步骤，保证施工质量。

作者：陈祝文单位：江苏瑞沃建设集团有限公司