大直径钻孔灌注桩施工技术及桩底注浆研究:旋挖机钻孔灌注桩
时间：2019-04-18 03:28:38 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要:钻孔灌注桩广泛应用于我国的基础领域，可以适用在不同的条件下，广泛用于道路的桥梁建设之中。本文通过结合嘉绍跨江大桥的工程实例，简要的介绍了大直径钻孔灌注桩在复杂的条件下的施工过程，针对大直径钻孔灌注桩在施工过程中时常出现的一些质量问题，提出了相应的预防措施，最后又简单阐述了桩底注浆的相关知识。
关键词： 大直径钻孔灌注桩; 施工技术; 桩底注浆
Abstract: bored piles are widely used in China"s basic field, can be used in different conditions, widely used in road construction of the bridge. This article through the combined with fine shaoxing bridge over the river engineering examples, this paper briefly introduces the large diameter cast-in-place pile under the conditions of the complex in the construction process, in view of large diameter bored pile in construction process of some quality problems often appears, and put forward the corresponding prevention measures, finally and simple expounds the grouting pile bottom of the relevant knowledge.
Keywords: big diameter predrilled cast-in-place pile; Construction technology; Grouting pile bottom
中图分类号： U443.15+4 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
目前在我国的桥梁建设的工程领域，钻孔灌注桩技术逐渐占据了主导地位，并向大直径的，多方向领域发展。3.8米直径的钻孔桩称之为大直径超长的钻孔灌注桩，其采用不同的钻孔方法，在地层中根据不同的形状按要求设计井口，达到设计的标高以后，把钢筋笼吊入井中，在向其中灌注混凝土，与一般的钻孔灌注桩相比，大直径钻孔灌注桩桩孔的截面、排渣量、钢筋笼的规格等明显加大，使得桩身的稳定性降低，施工的难度较大。因此，必须采取一定的预防措施，避免质量事故的发生。
二、嘉绍跨江大桥的工程概述
嘉绍跨江大桥工程北起嘉兴，南接绍兴的一座特大型的桥梁，大桥采用典型的斜拉桥设计，全长10.137公里，主桥有连续的5跨斜拉桥组成，每跨428米。大桥的水中区引桥采用大量的大直径钻孔桩，其直径为3.8米，深度超过110米。由于大桥所处的自然条件极其特殊，江道宽且浅、潮强流急、含沙量大等，两个主塔基础置于相对稳定以及层厚相对均匀的底层中，由于基岩埋藏很深，无法作为两个主塔的持力层，因此，主塔的基础底面不能稳定的支承在强度大、变形小的基岩中，同时，群桩效应会使桩基的受力不均匀，因此，在深厚的地层中修建大型的大桥，具有相当大的难度。
三、大直径钻孔灌注桩的施工过程
（1）施工准备 首先定位放线，即在施工前，根据现场的环境和施工的要求完成控制网点的布设情况，确保其控制网点免受施工的影响，同时要求网点之间具有良好的通视。规定控制网点的数量不应少于三个，确保可以相互校核，此外，在施工过程中，要时常检查控制网点，以便及时对数据作出调整。其次为钻机就位。桩位校核完之后，方可移机就位。桩位就位之后 调整好机座的水平度以及钻机的垂直度，满足要求后方可钻进。
（2）钢护筒 首先合理设计钢护筒，即对确定其长度、内径以及钢材的厚度等，为了降低钢护筒在沉降过程中的阻力及其变形量，在钢护筒底部增置刃脚，从而使钢护筒的局部得到加强。使用钢护筒为了控制桩位，找正钻具，避免孔口出现坍塌以及抬高孔内的静压水头，防止钻孔过程中由于孔壁的不稳定出现塌孔现象。同时钢护筒的埋设要完全脱离地表土层，避免孔口漏水引起塌孔。
（3）钻孔施工 此工程由于桩大且深，细砂等不稳定层较厚，为了保证在施工中孔壁的稳定，应采用合理的钻进工艺。开始钻进时，先以泥浆正循环方式开孔，即通过钻杆注入较稀的泥浆，同时把较浓的泥浆经溢浆口排至循环池中，循环池中注水，这样就可以循环不断的切割土体钻孔，钻孔的钻孔的过程中要适当的控制泥浆的浓度和钻孔的速度，可以满足孔壁的光滑和垂直度的要求。钻至筒底时结束，换用气举式反循环方式钻进，钻至要求设计的孔深时，可使钻机保持空转不进尺，同时射入较稀的泥浆，进行清孔处理，待沉淀厚度满足要求后，清孔完毕，钻孔结束。
（4）成桩施工 钢筋笼的主筋采用镦粗直螺纹连接器进行连接，在绑扎和焊接钢筋笼的同时，位移棒外的压浆管、护管等利用套筒围焊，位移棒间采用丝扣连接，防止泥浆的渗入。钢筋笼利用加强筋进行定位，确保主筋均匀的分布在同一截面上。为了保证钢筋笼不发生变形，采用汽车吊和钻机吊装时，起吊点要加内撑。钢筋笼吊点设置四个，均匀布置在钢筋笼的四周，利用钢板满焊四排主筋。
（5）水下混凝土灌注 混凝土灌注时，首先将导管提至距离孔底300～500mm左右，安装完灌料斗后安装隔水板，当灌料斗装满混凝土后，拉开隔水板，混凝土迅速注入孔底，混凝土压出导管中的泥浆。混凝土的强度要严格按照规定配比，在灌注的过程中，要时常勘测孔中混凝土中的高度，导管的埋管深度要合理的控制在200～600cm之间，每道工序要严格按照其规定进行。
四、大直径钻孔灌注桩施工中常见的质量问题及预防措施
（1）坍孔 由于钢护筒的埋置很浅，导致下端孔口出现漏水，土层的含水量较大，容易产生流塑、流砂或者是钻机直接触撞到钢护筒上，引起振动，从而形成孔壁的塌陷。一般是增高钢护筒，以保证水头的相对稳定和确保孔内外压力的平衡。一旦出现坍孔时，应迅速的移出钻机，同时向孔内回填砂、粘质土至坍孔以上1～2m左右，严重时应全部回填，等护筒壁重新夯实后方可重新开钻。
（2）斜孔 在砂卵石中，致使钻头的受力不均，碰到较大的弧石，或是钻杆出现弯曲等都会引起钻孔的倾斜。为避免斜孔的产生，要时常校正钻机的位置，确保转盘、卡孔和钢护筒的中心在同一竖直线上，同时，钻进时遇到倾斜的软硬不均地层时，采用减压钻进的方法，保证钻孔的垂直精度。
（3）埋管 埋管事故易发生在夏季，由于气温、水温、砂石以及水泥的温度很高，使得在灌注混凝土时缓凝剂的作用被削弱。若要灌注时间过长，同时导管未及时的拆除，导致混凝土初凝，导管被埋住，灌注中断引起断桩。在混凝土低于钢筋笼底时，首先取出钢筋笼，磨断导管，利用钻机把表层的混凝土排出后，用泥浆进行清孔处理，再灌注新的混凝土。
五、桩底注浆机理的分析
（1）桩承载能力的影响因素 由于钻孔灌注桩的成孔工艺，往往会出现桩周被扰动的边界效应的影响，由于在成桩的过程中桩孔的底部存在一些沉渣，使得桩的承载能力下降，采用压力注浆法有利于提高桩的竖向承载能力。
（2）桩底注浆的途径 首先是将注浆的浆体沉渣同虚土进行置换、挤压，使得浆体渗透、填充并压紧桩底，从而增强了桩底土层的强度。其次是浆体可在桩周的一定范围内产生填充、挤压和胶结，进而提高桩周的摩阻力。
六、结论
钻孔灌注桩技术广泛应用于我国桥梁建设的工程领域，由于复杂的地质条件，使得钻孔灌注桩大直径钻孔的方向发展。本文在结合具体工程实例的基础上，简单的介绍了大直径钻孔的相关的施工过程，同时在列举了一些在施工过程中时常出现的质量事故，总结出了相关的预防处理措施， 达到了良好的效果，从而保证了施工的顺利进行。
参考文献
[1] 张忠亭,丁小学.钻孔灌注桩设计与施工.北京：中国建筑工业出版社.2007
[2] 李知式.论钻孔灌注桩的施工技术.建设科技.2005
[3] 刘典恩.钻孔灌注桩施工技术与质量控制研究.华中科技大学硕士学位论文.2005
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