CN111236216A - 桥梁钻孔桩的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁钻孔桩的施工方法，包括以下步骤：施工准备；测量放线，在桩位的中心点打入定位杆；埋设护筒，护筒底部及周围夯填黏土；配置泥浆，制作泥浆池配置泥浆；钻孔；检孔；清孔；吊装钢筋笼，清孔结束后立即吊装钢筋笼；吊装导管，钢筋笼吊装完成后吊装导管；灌注混凝土，在灌注混凝土时，混凝土必须连续灌注，且灌注时间不能超出首批混凝土的初凝时间，导管随着混凝土的灌注缓慢拔起；桩基检测，对桩基的完整性采用瞬间激振时域频域分析法或超声波检测。本发明提供的桥梁钻孔桩的施工方法能切实加强桥梁钻孔桩施工工艺的实施水平，有效保证桥梁钻孔桩的施工质量，确保桥梁钻孔桩的稳定性和安全性。

Description

桥梁钻孔桩的施工方法

技术领域

本发明涉及一种施工方法，尤其是桥梁钻孔桩的施工方法。

背景技术

桥梁钻孔桩也可以称为钻孔灌注桩，桥梁钻孔桩是指在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，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。

桥梁钻孔桩用于提高地基的承载力，而且对地基及基础的沉降进行控制。铁路建设中桥梁钻孔桩的使用非常多。因此如何有效保证桥梁钻孔桩的施工质量，从而保证达到设计要求是目前桥梁钻孔桩的施工重点研究的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种能切实加强桥梁钻孔桩施工工艺的实施水平，有效保证桥梁钻孔桩的施工质量的桥梁钻孔桩的施工方法，具体技术方案为：

桥梁钻孔桩的施工方法，包括以下步骤：施工准备，包括场地平整和设备准备；测量放线，用全站仪精确测量出桩位，在桩位的中心点打入定位杆；埋设护筒，根据定位杆挖坑，挖好坑然后竖直放入护筒，护筒的顶面高出地面50cm，埋设时将护筒周围0.5m-1.0m范围内土挖除，护筒底部及周围夯填黏土；配置泥浆，制作泥浆池配置泥浆，泥浆采用优质膨润土造浆；钻孔，钻机定位后将钻头对准桩位，然后调整垂直度，进行钻孔；检孔，钻孔深度达到设计要求后检测桩径、垂直度和泥浆厚度；清孔，在钻孔后进行杂物的清除，避免对混凝土的灌注产生影响；吊装钢筋笼，清孔结束后立即吊装钢筋笼，通过吊车缓慢地将钢筋笼吊入孔中，同时保证钢筋笼垂直，然后固定钢筋笼；吊装导管，钢筋笼吊装完成后吊装导管，导管之间装有密封垫；灌注混凝土，在灌注混凝土时，混凝土必须连续灌注，且灌注时间不能超出首批混凝土的初凝时间，导管随着混凝土的灌注缓慢拔起；桩基检测，对桩基的完整性采用瞬间激振时域频域分析法或超声波检测。

进一步的，所述场地平整包括旱地平整或筑岛平整；所述旱地平整包括清除杂物、换除软土、夯打密实；所述筑岛平整包括在水中筑岛或搭建施工平台。

进一步的，所述护筒的厚度不小于6mm，高度为2m，埋深1.5m。

进一步的，所述钻孔包括冲击钻机成孔、回旋钻机成孔、旋挖钻机成孔中的一种或多种。

进一步的，所述冲击钻机成孔用于桩位在地层中有硬岩、孤石、大粒径的卵石层时钻孔；开孔时先在孔中灌入泥浆或直接注水，投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆；开孔及整个钻进过程中始终保持孔内水位高出地下水为1.5-2.0m，并防止溢出，掏渣后及时补水；护筒底部以下2-4m范围内，采用浓泥浆或按1:1投入粘土和小片石、小冲程、高频率反复冲砸，以促使护筒底口形成“硬壳”，避免护筒底口漏浆，若遇到倾斜岩面，则回填粘土、小块片石并用小冲程冲砸，冲砸过程中一面挤石造壁，一面切削倾斜岩面，直至全断面进入岩石后正常钻进。

进一步的，所述回旋钻机成孔用于在粘土、砂土、砂砾土土层，以及在砂砾或风化岩层中钻孔；当砾石粒径超过钻杆内径时不采用反循环钻孔，回旋钻机钻孔时要控制钻压和转速，钻头在钻压和回转扭矩作用下切削和破碎岩土而获得进尺。

进一步的，所述旋挖钻机成孔时将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔内；钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度；当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐；钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后，提升钻头到地面卸土；开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20％，以保证孔位不产生偏差；钻进护筒以下3m可以采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重摩擦加压，150MPa压力下，进尺速度为20cm/min；200MPa压力下，进尺速度为30cm/min；260MPa压力下，进尺速度为50cm/min；所述泥浆采用膨润土、火碱以及纤维素混合而制，在泥浆池中用搅浆机将泥浆搅拌好后，泵入孔内，旋挖钻均匀缓慢钻进。

进一步的，所述钢筋笼吊放入孔后，钢筋笼中心与桩孔中心偏差应不大于10mm，钢筋笼底面高程偏差不大于±50mm。

进一步的，所述导管使用前应做压水试验，水密试验时的水压不小于孔内水深的1.3倍压力；压水试验根据施工中可能出现的最大压力确定。

进一步的，所述灌注混凝土开始时，要连续有节奏地进行，当导管内混凝土不满时，缓慢浇注，防止在导管内造成高压气囊，压漏导管；导管底端要始终埋入混凝土面以下2-6m。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明提供的桥梁钻孔桩的施工方法能切实加强桥梁钻孔桩施工工艺的实施水平，有效保证桥梁钻孔桩的施工质量，确保桥梁钻孔桩的稳定性和安全性。

具体实施方式

现结合实施例对本发明作进一步说明。

桥梁钻孔桩的施工方法，包括以下步骤：

施工准备，包括场地平整和设备准备；测量放线，用全站仪精确测量出桩位，在桩位的中心点打入定位杆；埋设护筒，根据定位杆挖坑，挖好坑然后竖直放入护筒，护筒的顶面高出地面50cm，埋设时将护筒周围0.5m-1.0m范围内土挖除，护筒底部及周围夯填黏土；配置泥浆，制作泥浆池配置泥浆，泥浆采用优质膨润土造浆；钻孔，钻机定位后将钻头对准桩位，然后调整垂直度，进行钻孔；检孔，钻孔深度达到设计要求后检测桩径、垂直度和泥浆厚度；清孔，在钻孔后进行杂物的清除，避免对混凝土的灌注产生影响；吊装钢筋笼，清孔结束后立即吊装钢筋笼，通过吊车缓慢地将钢筋笼吊入孔中，同时保证钢筋笼垂直，然后固定钢筋笼；吊装导管，钢筋笼吊装完成后吊装导管，导管之间装有密封垫；灌注混凝土，在灌注混凝土时，混凝土必须连续灌注，且灌注时间不能超出首批混凝土的初凝时间，导管随着混凝土的灌注缓慢拔起；桩基检测，对桩基的完整性采用瞬间激振时域频域分析法或超声波检测。

桩径、垂直度采用检孔器检查，检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径的4-6倍。如发生弯孔、斜孔、缩孔等情况较严重时，应重新钻孔。清孔的目的是降低孔内泥浆比重，减少沉渣厚度。保证混凝土灌注质量，沉渣厚度必须控制在规范或设计要求范围内。清至泥浆比重为1.05左右，测量沉渣厚度，合格后开始下钢筋笼。

护筒为钢板制成，为圆筒形，为增加刚度防止变形，在护筒上、下端和中部的外侧各焊一道加劲肋。

清孔结束后，应立即将钢筋笼吊入孔内。下钢筋笼之前必须要进行钢筋笼质量检查，合格后方可使用。一般可使用吊车将钢筋笼吊起并缓慢放入孔中，保证垂直。当钢筋笼下到设计位置后，要在顶部采取措施反压和固定好位置，避免灌注混凝土时发生上浮现象。

场地平整包括旱地平整或筑岛平整；旱地平整包括清除杂物、换除软土、夯打密实；筑岛平整包括在水中筑岛或搭建施工平台。筑岛或施工平台的面积根据钻孔设备的大小和钻孔方法来确定。

按照设计图纸及施工规范要求进行钢筋笼的制作，并在钢筋笼四周对称焊接耳朵或按设计要求设置圆形混凝土垫块，保证钢筋笼的定位并有足够的保护层，并在顶节钢筋笼上焊接至少4根加长钢筋，以固定钢筋笼。钢筋笼的绑扎及焊接工艺，施工中严格按设计要求和施工规范执行。

钢筋笼制作完成后，运到现场，利用钻架及时吊放钢筋笼也可移开钻机用吊车放钢筋笼。

为保证成孔质量，必须缩短下笼时间，尽可能增大钢筋笼的长度，较长钢筋笼分节制作，每节长15m左右,钢筋笼接头采用直螺纹套筒连接,以减少下笼时间。为了防止钢筋笼放置偏心，以及保证混凝土保护层的厚度，每隔2m设一组定位钢筋或绑扎圆形垫块。

钢筋笼吊放时按挂牌编号逐节起吊骨架就位。先两点水平起吊，待骨架立直后由上吊点吊入孔内。

混凝土灌注要及时进行，若时间过长须再测沉渣，沉渣厚度超过设计要求需重新清孔。

混凝土必须具有良好的和易性，配合比应通过试验确定。为防止水下混凝土在灌注过程时间较长，混凝土凝固而导致重大事故的发生，混凝土中可掺入高效缓凝减水剂以延缓凝结时间，改善混凝土的和易性及节约水泥。混凝土集中搅拌，泵送浇筑。

首批混凝土灌注前精确计算首盘混凝土方量，制作足够容积的封底用漏斗，确保封底顺利，确认封底成功后，进行正常浇注。灌注过程严格依照规范进行，随时进行混凝土质量、导管埋置深度等各项检测以保证整个灌注过程的顺利。

混凝土浇筑过程中注意观察钢筋笼是否上浮，否则采取加固措施。

在浇注将近结束时，导管内混凝土柱高度相对减少，导管内混凝土压力降低，而导管外井孔的泥浆稠度增加、比重增大。若出现混凝土顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，减少泥浆比重，使浇注工作顺利进行。灌注结束后，用测绳准确测出桩顶的混凝土面标高，并按规范要求考虑超灌余量。

护筒的厚度不小于6mm，高度为2m，埋深1.5m。护筒为钢板制成，为圆筒形，为增加刚度防止变形，在护筒上、下端和中部的外侧各焊一道加劲肋。

钻机安装时应控制钻机及钻架的稳固，确保位置准确。钻孔应连续进行，钻孔起、落时钻头速度宜匀速进行，不允许过猛或骤然变速进行作业。冲击钻进中取渣样或停钻后，应及时向孔内补充泥浆。

钻孔包括冲击钻机成孔、回旋钻机成孔、旋挖钻机成孔中的一种或多种。

钻孔设备对桥梁钻孔桩施工质量的影响很大，同时影响桥梁钻孔桩施工的效果，因此，必须选择好合适的钻机。

为了保证施工质量和施工效率，在进行钻孔时，应该以回转钻机为主，并使用冲击钻辅助钻孔。在钻孔过程中应该根据具体情况不断对钻孔方向和方法进行调整，例如如果土质为淤泥层、黏土层或者全风化层，应该使用刮刀钻头，如果土质为坚硬度较高的岩层，应该使用牙轮钻头或者冲击锤进行钻孔，即根据土质的不同选用不同的钻头，不但能够提升钻孔的效率还能保证桩孔的质量和安全度。最后，当钻孔深度大于50m之后就进入了地质坚硬层，钻孔的难度会增加，速度有所下降，钻孔机械会长时间处于疲劳状态，因此这时应该及时地检查钻头、钻杆和钢丝绳的情况，避免由于长时间工作导致的钻头、钻杆或钢丝绳的断裂。

冲击钻机成孔用于桩位在地层中有硬岩、孤石、大粒径的卵石层时钻孔；开孔时先在孔中灌入泥浆或直接注水，投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆；开孔及整个钻进过程中始终保持孔内水位高出地下水为1.5-2.0m，并防止溢出，掏渣后及时补水；护筒底部以下2-4m范围内，采用浓泥浆或按1:1投入粘土和小片石、小冲程、高频率反复冲砸，以促使护筒底口形成“硬壳”，避免护筒底口漏浆，若遇到倾斜岩面，则回填粘土、小块片石并用小冲程冲砸，冲砸过程中一面挤石造壁，一面切削倾斜岩面，直至全断面进入岩石后正常钻进。

在使用冲击钻孔的方法时，应该先采用细锥头钻进，再使用大锥头扩孔，直至设计孔径，以便于既避免了塌孔、保持孔壁稳定，又加快速度提高了功效。在钻进岩石层过程中，遇到坚硬漂卵石层，宜采取中、大冲程，但最大冲程不得大于4-6m。钻进期间保持及时排出钻渣，并随时添加黏土造浆，避免塌孔与沉积，让钻锥保持一直冲击新鲜的地层。

回旋钻机成孔用于在粘土、砂土、砂砾土土层，以及在砂砾或风化岩层中钻孔；当砾石粒径超过钻杆内径时不采用反循环钻孔，回旋钻机钻孔时要控制钻压和转速，钻头在钻压和回转扭矩作用下切削和破碎岩土而获得进尺。

旋挖钻机成孔时将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔内；钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度；当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐；钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后，提升钻头到地面卸土；开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20％，以保证孔位不产生偏差；钻进护筒以下3m可以采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重摩擦加压，150MPa压力下，进尺速度为20cm/min；200MPa压力下，进尺速度为30cm/min；260MPa压力下，进尺速度为50cm/min；泥浆采用膨润土、火碱以及纤维素混合而制，在泥浆池中用搅浆机将泥浆搅拌好后，泵入孔内，旋挖钻均匀缓慢钻进。

泥浆稠度要根据地层变化情况以及操作要求，灵活掌握，既要避免泥浆太稠而削弱钻头冲击力，减慢钻进速度，又要防止泥浆太稀，不易排渣，使得护壁效果难以令人满意。

钢筋笼吊放入孔后，钢筋笼中心与桩孔中心偏差应不大于10mm，钢筋笼底面高程偏差不大于±50mm。

导管使用前应做压水试验，水密试验时的水压不小于孔内水深的1.3倍压力；压水试验根据施工中可能出现的最大压力确定。

灌注混凝土开始时，要连续有节奏地进行，当导管内混凝土不满时，缓慢浇注，防止在导管内造成高压气囊，压漏导管；导管底端要始终埋入混凝土面以下2-6m。导管过浅或过深都不利于混凝土的准确浇筑，如果导管的埋深过大，则很容易造成混凝土浇筑完成后导管难以顺利拔出的问题，强拔可能会导致断桩问题的出现。

泥浆制备及循环分离系统由泥浆搅拌机、泥浆池、泥浆分离器和泥浆沉淀处理器等组成。

在桥梁钻孔桩施工过程中，对沉淀池中沉渣及浇筑混凝土时溢出的废弃泥浆随时清理，严防泥浆溢流，并用汽车弃运至指定地点倾泄，禁止就地弃渣，污染周围环境。

泥浆制备应注意两个方面：一是泥浆的指标问题，其比重一般应控制在1.05-1.2之间，粘度控制在17-20s，砂率控制在4％以内。常用的泥浆材料，一般使用优质澎润土加烧碱、聚丙稀酰胺或纤维素等配置；二是补浆的速度，泥浆补充一般采用泵送方式，其速度以保证液面始终在护筒面以上为标准，否则有可能造成塌孔，影响成孔质量。

Claims (10)

1.桥梁钻孔桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

施工准备，包括场地平整和设备准备；

测量放线，用全站仪精确测量出桩位，在桩位的中心点打入定位杆；

埋设护筒，根据定位杆挖坑，挖好坑然后竖直放入护筒，护筒的顶面高出地面50cm，埋设时将护筒周围0.5m-1.0m范围内土挖除，护筒底部及周围夯填黏土；

配置泥浆，制作泥浆池配置泥浆，泥浆采用优质膨润土造浆；

钻孔，钻机定位后将钻头对准桩位，然后调整垂直度，进行钻孔；

检孔，钻孔深度达到设计要求后检测桩径、垂直度和泥浆厚度；

清孔，在钻孔后进行杂物的清除，避免对混凝土的灌注产生影响；

吊装钢筋笼，清孔结束后立即吊装钢筋笼，通过吊车缓慢地将钢筋笼吊入孔中，同时保证钢筋笼垂直，然后固定钢筋笼；

吊装导管，钢筋笼吊装完成后吊装导管，导管之间装有密封垫；

灌注混凝土，在灌注混凝土时，混凝土必须连续灌注，且灌注时间不能超出首批混凝土的初凝时间，导管随着混凝土的灌注缓慢拔起；

桩基检测，对桩基的完整性采用瞬间激振时域频域分析法或超声波检测。

2.根据权利要求1所述的桥梁钻孔桩的施工方法，其特征在于，所述场地平整包括旱地平整或筑岛平整；

所述旱地平整包括清除杂物、换除软土、夯打密实；

所述筑岛平整包括在水中筑岛或搭建施工平台。

3.根据权利要求1所述的桥梁钻孔桩的施工方法，其特征在于，所述护筒的厚度不小于6mm，高度为2m，埋深1.5m。

4.根据权利要求1所述的桥梁钻孔桩的施工方法，其特征在于，所述钻孔包括冲击钻机成孔、回旋钻机成孔、旋挖钻机成孔中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的桥梁钻孔桩的施工方法，其特征在于，所述冲击钻机成孔用于桩位在地层中有硬岩、孤石、大粒径的卵石层时钻孔；开孔时先在孔中灌入泥浆或直接注水，投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆；开孔及整个钻进过程中始终保持孔内水位高出地下水为1.5-2.0m，并防止溢出，掏渣后及时补水；护筒底部以下2-4m范围内，采用浓泥浆或按1:1投入粘土和小片石、小冲程、高频率反复冲砸，以促使护筒底口形成“硬壳”，避免护筒底口漏浆，若遇到倾斜岩面，则回填粘土、小块片石并用小冲程冲砸，冲砸过程中一面挤石造壁，一面切削倾斜岩面，直至全断面进入岩石后正常钻进。

6.根据权利要求4所述的桥梁钻孔桩的施工方法，其特征在于，所述回旋钻机成孔用于在粘土、砂土、砂砾土土层，以及在砂砾或风化岩层中钻孔；当砾石粒径超过钻杆内径时不采用反循环钻孔，回旋钻机钻孔时要控制钻压和转速，钻头在钻压和回转扭矩作用下切削和破碎岩土而获得进尺。

7.根据权利要求4所述的桥梁钻孔桩的施工方法，其特征在于，所述旋挖钻机成孔时将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔内；钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度；当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐；钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后，提升钻头到地面卸土；开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20％，以保证孔位不产生偏差；钻进护筒以下3m可以采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重摩擦加压，150MPa压力下，进尺速度为20cm/min；200MPa压力下，进尺速度为30cm/min；260MPa压力下，进尺速度为50cm/min；所述泥浆采用膨润土、火碱以及纤维素混合而制，在泥浆池中用搅浆机将泥浆搅拌好后，泵入孔内，旋挖钻均匀缓慢钻进。

8.根据权利要求1所述的桥梁钻孔桩的施工方法，其特征在于，所述钢筋笼吊放入孔后，钢筋笼中心与桩孔中心偏差应不大于10mm，钢筋笼底面高程偏差不大于±50mm。

9.根据权利要求1所述的桥梁钻孔桩的施工方法，其特征在于，所述导管使用前应做压水试验，水密试验时的水压不小于孔内水深的1.3倍压力；压水试验根据施工中可能出现的最大压力确定。

10.根据权利要求1所述的桥梁钻孔桩的施工方法，其特征在于，所述灌注混凝土开始时，要连续有节奏地进行，当导管内混凝土不满时，缓慢浇注，防止在导管内造成高压气囊，压漏导管；导管底端要始终埋入混凝土面以下2-6m。