高原高速公路可液化土层钻孔桩的施工技术

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摘 要：高原地区属于高原半干旱气候，气压低、海拔高、干旱多风、昼夜温差比大，极端天气下最低气温会达到-26.6℃，由于气候环境恶劣，对桥梁钻孔桩施工影响比较大，为了保证施工质量，需要合理的选择施工技术进行施工。本文以实际工程为例，首先对工程地质情况进行了介绍，然后对高原高速公路可液化土层钻孔桩的施工技术进行探讨。

关键词：高原高速公路 可液化土层 钻孔桩施工技术

在工程施工过程中，桩基础是一种常用的地基处理技术，可以满足各种荷载和地质情况，具有稳定性好、承载力大、沉降值小等优点。在高原高速公路施工中，地基土液化会降低地基的承载力，使建筑物出现沉降和变形。在对地基进行处理时钻孔桩技术是一种常用的地基处理技术，但是由于高原高速公路施工环境比较恶劣，需要合理的选择钻孔桩施工技术进行施工。

1.工程概况

某高原高速公路途径沼泽区、盐湖地区、平原地区和戈壁区，沿线昼夜温差比较大，干旱少雨，冻土的最大深度达到了104cm。根据施工地点的实际情况分析，需要将工程的工期控制到合理的范围内，同时也要保证施工质量，避免由于地理环境因素造成工期的延误以及难以保证工程质量。本文重点对可液化土层的钻孔桩施工技术进行了探讨。

2.工程地质情况

由于本文地质的勘察需要，选择了地下水资源较为丰富的简支梁桥，此地区土层分布不均，上层粗下层细，而且经常变化，具有较差的工程性质。这桥由12根钻孔灌注桩组成，每根桩的直径都是2.2m，灌注土层分为三层，依次为亚黏土层、细砂层和中砂层。为了得到准确可靠的各种土地参数，可以将施工地点的土质情况进行实际的检测，将其各个土层的土质类型进行总结分析，也能为桥梁的施工提供保障。

3.关键技术

3.1钻孔成孔分析

在表1中对施工过程当中所使用到的12跟桩的成孔速度进行了分析，根据这12根灌注桩的具体参数可以得到在不同的土层上进行施工所需要的时间是不同的，灌注桩的长度对成孔时间也有着一定的影响，成孔速度可以根据成孔时间以及各根灌注桩的长度来进行计算。将以下数据作为绘制曲线图的基础，可以得到图1。

根据图1和表1的分析结果看，各桩的成孔速度浮动范围较小，基本在0.61～0.85m/h范围内上下波动，平均速度为0.70 m/h。为了了解不同土质的成孔速度之间的差别，分别对研究分析了亚黏土、中砂和细砂的成孔速度，并得出了结论。分析结果显示，亚黏土层基本占钻孔灌注桩长度的65%，平均速度达到1.23m/h，钻孔速度的大小也根据土质的改变而有所不同而细砂和中砂占据整个钻孔灌注桩长度的35%，钻孔速度范围在0.64～0.92m/h之间，平均速度为0.76m/h，具有较高的可液化程度。

根据以上研究分析的结果可以得出以下结论：亚黏土和亚砂土地质钻孔速度较慢，而细砂和中砂地质相对较快，由于钻孔灌注桩的土层由上至下依次为亚黏土、中砂和细砂，因此钻孔时桩基上层比较慢，下层和桩底较快。在施工时需要对钻孔以及浇筑速度进行控制，而1.2m/h的速度就比较合适；在不同地质和层位需要进行适当调整，保证得到最适合的钻孔速度。

3.2泥浆分析

PHP泥浆粘度适中，具有低固相和不分散的特点，同时还能防止渗漏，主要由聚丙烯酰胺、碳酸钠、水泥和膨润土等成分组成，为了保证孔壁的稳定，12根钻孔灌注桩都采用了高性能的PHP泥浆。表2即是PHP泥浆的配制成分，在配制完成后还要放置1～2d方能使用。

实践证明PHP泥浆的确有较好的指标控制。根据12根桩的施工来看，在钻孔时进口泥浆粘度为18～20s，对密度为1.11%～1.12%，出口泥浆粘度为21～25s，相对密度为1.12%～1.15%；提钻、灌注前泥浆粘度21～25 s，相对密度均达到2.13%，pH值为8～9，含砂率为0.4%～0.6%，由此可见PHP泥浆性能之高。这种高性能泥浆能稳定中砂和细砂土层的护壁，正好适合直径较大的深长钻孔灌注桩的施工。

3.3浇筑混凝土分析

在图2中对不同长度的桩的浇筑速度进行了统计，该图能够清晰的表明浇筑不同长度、浇注材料的桩所需要的浇筑时间的情况如图2所示。

分析图2可知，由于导管问题11号桩的灌注速度较慢之外，其他桩基的灌注速度在10m/h左右波动，整体灌注速度都能控制6.55～12.67m/h之间，得到平均速度9.89m/h，较为稳定。

充盈系数是用来描述在进行浇筑混凝土的过程中所实际使用到的数量与理论值之间的比值。本文所述的桥梁各钻孔灌注桩的充盈系数为1.022～1.106，平均充盈系数为1.069，根据相关规定，充盈系数不得超过1.2，可见该桥梁并未与施工规范不符。以上表明了在施工过程中没有发生不良的情况，一切顺利进行。

3.4控制钢筋笼上浮措施

为了避免钢筋笼在施工过程中出现上浮的情况，需要在灌注混凝土的过程中放慢速度，在灌注到一定位置的时候，需要进一步地放慢速度，保证施工精度，使用起吊导管也能够有效的控制钢筋笼在施工过程当中的上浮情况，在这个过程中也充分地利用了钢筋笼的自重。在施工过程中，当导管底口低于钢筋笼底部1m左右时，控制混凝土的灌注速度，使灌注速度减慢，以此来防止钢筋笼上浮。

3.5井口钢筋镦粗直螺纹连接

在进行钻孔钢筋笼的焊接过程中，需要使用非常久的时间来进行焊接工作，速度慢，耗时长。但若是采用镦粗直螺纹连接钢筋笼井口就可以有效提高作业效率，该技术有以下三个优点：

（1）速度快。在焊接时井口钢筋笼采用镦粗直螺纹连接仅仅只需2h就可完成作业，不但能将钢筋焊接的时间缩p到最短，还能有效控制孔内异常情况的出现。

（2）强度高。使用钢筋墩粗直螺纹来进行井口的连接时，能够保证在施工中具有较高的强度。

（3）造价低。相对一般的电焊机，接头钢筋的用量只占焊接用量的1/10，材料用量少，而且功率小，能节省大量的电，造价较低。

3.6水下混凝土配合比

采用“双掺”方式，即掺入泵送剂和粉煤灰。混凝土配合比有以下两个优点：

（1）黏聚性较好，经过多次试验证明，有效保持了混凝土坍落的均匀性，减少了损失。

（2）较普通的混凝土水泥用量能减少17kg/m3，有效节省水泥用量。

4.施工效果评价

全部施工完成后用超声波对12根钻孔灌注桩的混凝土进行检测，无超标或不达标的情况出现，离散系数为0.0186～0.0592，声速均大于4200m/s，12根桩全部达到I类桩标准，其余的指标也都满足相关标准的要求。

5.结束语

综上所述，本文以高原高速公路为例，分析讨论了在可液化土层区域进行相关施工送需要注意的事项以及所使用到的相关技术，将其中所使用到的各项材料进行合适比例的配比，使用合适的施工技术来保证施工效果符合预期标准，对整个施工过程进行研究能够给其他类似的工程项目带来一定的参考作用。

参考文献：

[1]陆甲华.冲击钻钻孔灌注桩施工技术探讨[J].西部交通科技，2012，（07）：72-74.

[2]刘盛涛.冲孔灌注桩施工质量控制要点[J].西部交通科技，2012，（04）：52-54.