桥梁灌注桩施工技术及控制-建筑设计论文

桥梁灌注桩施工技术及控制
樊道甲
【摘要】桥梁灌注桩的施工，从准备工作、施工过程到后期监控，均对其技术、质量、安全等要求较高。尤其是灌注桩施工中各项工作程序和施工技术，对桥梁工程起着至关重要的作用。本文就桥梁灌注桩施工的准备工作、施工程序、施工技术和质量安全控制等方面作了具体阐述。
【关键词】桥梁灌注桩施工程序施工技术质量安全
在现代桥梁施工中，灌注桩因为其具有各种地层适应能力强、施工简便、无振动、无挤土、噪音小、工期短、机械化程度高等优点，被广泛应用于各类桥梁施工中。尤其是在建筑物密集的地区，桥梁灌注桩施工技术使用更为广泛。
桥梁灌注桩施工作为桥梁整体施工工程中的基础性工序，具体是指在桥梁工程现场，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，并在桩孔内部放置由钢筋笼、灌注混凝土等做成的桩，以起承受重荷、撑托桥梁的作用。一般依照成孔方法和成桩方法不同，将灌注桩分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩；近几年内由于灌注桩施工工艺发展迅速，还出现了夯扩沉管灌注桩、钻孔压浆成桩等一些新工艺。
由于桥梁灌注桩的施工成功与否对于后序工程影响至关重要，因此其施工技术操作要求极为严格，且施工后仍需较长的养护期。这就要求工程队伍在施工准备工作、施工进程及安全措施等各个方面充分做好细致的工作，准确熟练地掌握好的各项技术，以确保工程的顺利开展和完成。
一、施工准备工作。在桥梁工程开展之前，必须经过仔细的勘查、规划，周全考虑各个环节，做好充分的准备。重点需要考虑的有以下几个方面：
1、设计审查工作。要绘制出具体的施工图纸，检查其有效性。并提交总包单位管理体系进行审查，其内容包括审查总包单位的质量管理体系、技术管理体系、质量保证体系和安保体系，还需检查其组织结构、管理制度、人员上岗证等。
2、材料准备工作。在进场施工前，要将材料准备充分，且要接受严格检查。例如对混凝土的配置，对钢筋笼的制作下放、对泥浆比重和沉渣厚度的控制等。进场材料要严格按要求进行检验和试验工作，对于不合格的材料，应禁止进入施工现场。
3、机械设备准备工作。为保证桥梁施工能够顺利进行，需要配备足够的机械设备来满足工程的全面开展。例如对拌制及运输机械的选择，机械设备型号、数量与施工组织设计是否相符等均需进行严格检测。
4、人员配置工作。在桩基施工过程中，需要配置足够的工程技术人员、施工管理人员和劳动力，同时合理安排与调度，优化组织机构和管理制度。完善健全的组织机构与管理制度也对工期影响十分明显。
5、场地准备工作。施工场地要做好清理掘除和碾压工作。对于加工场地、砂石料场、加工棚等都要根据地形条件合理选定。
二、桥梁灌注桩施工程序
1、钻孔前期工作。
在桥梁钻孔灌注桩施工展开之前，第一步必须修筑便道、围堰筑岛和埋设护筒。修筑便道要根据具体地形；围堰顶标高比施工水位高出50cm以上，填注材料一般用草袋装土堆码；埋设护筒应深入河床以下50cm以上，周围应夯填粘性土并比施工水位高出1m。在钻孔前，要再次进行检查，确保桩位准确无误。
2、钻孔施工。
钻孔方法以冲击成孔为主。钻孔前，要用泥浆护壁，并向护筒内注满水，用冲击锤小冲程（1.0-1.5m）反复冲击造浆，并开动泥浆泵进行循环，必要时可以添加黄土或膨润土造浆，待护筒内泥浆均匀达到一定浓度后方可开钻。开钻过程中，要适当控制进尺，在护筒底部要低档慢速钻进，确保底脚处有较坚固的泥皮护壁。钻至护筒以下1m后，再按土质情况决定钻进速度。钻孔过程中要反复投粘土、冲击和掏渣，以提高钻进速度。不同土质需采用不同的冲程和泥浆。钻孔至设计标高后，要对孔底的岩样、孔径和孔深进行自检，合格后进行清孔。清孔时一般采用换浆法，即先用大比重的泥浆将孔内沉渣浮出，再往孔内注入稀浆稀释泥浆，并把从钻孔内流入泥浆池中的泥浆泵出。在成孔过程中，工作人员应经常检查孔内有无异常情况，钻架有无倾斜，各部连接是否松动等，确保钻孔、制浆及清孔工作的各项指标符合验收标准。
3、钢筋笼制作及安装。
在加工之前，为确保钢筋与混凝土之间的握裹力，要对钢筋进行调直并进行除锈、除泥等工作。在加工钢筋时，根据钢筋笼的整体长度和施工要求，分节进行加工。对于主筋，宜采取电弧焊搭接接长，搭接后轴线重合；其余钢筋要控制好数量和规格。在钢筋笼制作时，要严格根据设计结构和技术要求，并对钢筋笼采用分节加工及吊装。焊接时，在加强箍外按主筋数量画好均分位置，扶正点焊，同时避免烧伤主筋。最后再按设计要求布绕箍筋，做好钢筋笼的安装工作。钢筋笼安装完毕后，还要进行二次清孔。
4、安放导管和灌注水下混凝土。
对导管进行水密承压和接头抗拉试验是下导管之前必不可少的程序，要严格杜绝用压气试压的操作行为。
待此过程结束，要立即进行水下混凝土的生产及灌注。在配置混凝土时，应经桥梁施工的负责方考察认可后，仔细选择各种施工材料，并认准标号。灌注时，要将孔口盖住，尽量减少影响测深的准确性的干扰因素。灌注过程中，要紧凑、连续的进行灌注，并注意观察管内浆下降和孔内水位上升情况，直至灌注完毕。
三、桥梁灌注桩施工技术
1、确保泥浆质量。
桥梁施工泥浆由粘土、水和添加剂组成，在钻孔灌注桩成桩的过程中，泥浆的主要作用一是护壁，防止孔壁坍塌；二是携渣——钻头将孔内土体或岩体切削成渣，通过泥浆循环将其带出孔外。因此泥浆质量的控制非常重要。要通过对泥浆密度、粘度、含水率等主要性能指标的控制来保证泥浆质量，必要时造浆粘土可从外地运进。同时避免出现泥浆过稀或过稠的情况。
2、灌注水下混凝土的技术要求。
在确保灌注混凝土的数量的前提下，还要检查混凝土拌和物的均匀性和坍落度，只有严格符合要求才能使用。在灌注过程中，要注意混凝土的灌注连续性和导管的埋置深度。导管宜埋置在2~6m内，要经常测探，及时调整。另外，采用全护筒灌注桥梁水下混凝土时，应保证护筒底部始终低于混凝土面，并随着导管的提升，逐步提升护筒，灌注与排水并行，避免因底部过高而造成的反穿孔。
3、桩基施工质量技术要求。
确保桥梁桩基施工质量的关键，一要测量定位关系到孔位的准确性，二要控制桩径及垂直度。测量定位关系到孔位的准确性是钻孔的垂直度以及控制基准面标高准确与否的关键，要在挖井口埋设护筒和安装钻机时严格控制其偏差度。控制桩径及垂直度是桥梁灌注桩施工质量的又一关键，需严格检查钻头直径大小和钻孔垂直度，始终保证钻杆能垂直钻进。
4、持力层及终孔深度的正确判定技术。
由于在桥梁施工过程中，各桩的入桩深度会因桩位及地质情况的不同而不同，因此对持力层及终孔深度的正确判定难度增加，这也影响着整个桥梁的质量安全。可以利用已有工程地质资料及设计资料，预先估计岩面高程。再根据钻机进入岩面前后钻机振动的差异情况和钻机进尺速度在岩层顶面上下的差异，进一步作出判定。待岩层顶面高程确定后，再进一步确定终孔深度。
四、质量及安全措施。
在桥梁灌注桩施工时，要确保工程质量，同时也要制定完善的安全措施。施工前及施工阶段中，要检查检修记录、合格证、操作证等，要在人员控制、场地布置、料质量控制和开工令审批等方面做好监理和控制，帮助施工单位完善质量管理体系和质量保证体系，落实质量安全责任制，责任到人，使工程质量在施工的全过程中处于受控制状态。
桥梁灌注桩的施工，对技术、质量、安全等均要求很高，其中任何一个环节出现疏漏，都有可能引发桥梁缩颈、断桩等严重问题，不仅影响了桥梁施工进程；而且更易造成安全事故，给安全生产、经济运转和社会稳定等各方面造成不良影响。因此，在桥梁灌注桩的施工全过程中，必须严格按照规范和操作规程进行施工，注重新型技术的灵活运用，在保证工程质量的同时确保施工安全。
【参考文献】
1、宁波市政集团公司《桥梁钻孔灌注桩施工方案》2010年8月27日
2、《浅议桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术》2010年7月3日
3、《公路工程桥梁灌注桩施工准备》2010年10月19日
4、中国大学生网《桥梁灌注桩施工准备》2010年9月12日