钻孔桩施工在桥梁基础中的应用

发表时间:2019/6/13   来源:《建筑学研究前沿》2019年2期   作者:刘锋
[导读] 钻孔桩是近十多年才在国内普遍采用的一种桩基型式,与传统的钻孔灌注桩相比。

中铁十局集团第一工程有限公司  山东济南  250000
  摘要:在我国,各地区的地层差异非常显著,梁桩施工环境复杂多变,加上梁桩大型桩基工程的质量好坏对整个工程建设项目的成败至关重要,因此制定切实可行的施工工法来指导施工,对于如何利用好钻孔桩确保桥梁桩基工程质量就显得特别重要。本文针对钻孔桩施工工法开展了系统研究。
  关键词:工程施工;桥梁工程;钻孔桩
  
  
  一、引言
  钻孔桩是近十多年才在国内普遍采用的一种桩基型式,与传统的钻孔灌注桩相比,钻机钻孔桩具有适应地层广、钻进速度快、对环境影响小、承载力易保证等优势。针对国内桩基础常见地层,分析了各种地层的基本特性,提出了各种地层中进行钻进时所应采取的工艺措施,并就成孔过程中常见的故障问题提出了应对措施。施工工法是指以工程对象和施工技术为核心,采用先进的技术和科学的管理方式,结合施工方法进行综合的工程实践。它具有先进性、适用性和质量安全保障、环境保护、提高施工效率、降低工程造价等特点。近年来随着我国经济的发展和基础设施建设的需要,高、大桥梁建筑工程越来越多,钻孔桩基础已成为发展方向。大量的采用钻孔桩基础则对成孔施工机械提出了更高的要求。
  二、常见桥梁桩基础及分类
  桩基础是一种基础类型,地质条件较差或者建筑要求较高时被广泛使用。桩基础由基桩和承台两部分构成。根据承台是否与土体接触,桩基又分为低承台桩和高承台桩。在建筑中使用的桩基础一般为低承台桩基础。在高层建筑的设计中,桩基础的使用则更加广泛。
  根据持力机理的不同桩基可分为摩擦桩和端承桩。摩擦桩:其承载力主要是由地层与基桩的摩擦力来提供,根据桩身应力状态的不同又可分为压力桩及拉力桩。摩擦桩通常在没有较大承载力的坚硬持力层中使用。端承桩:其桩端坐落在较硬的岩石地基上,其承载力主要由岩石地基提供。
  按照桩身材料的不同又可分为木桩、钢桩和钢筋混凝土桩。木桩:适合在地下水位以下地层中使用,可保持耐久性。因木材资源限制,工程实践中的应用已逐渐减少,趋向于不采用。钢桩:可根据在和特征制作成各种有利于提高承载力的截面,其截面类型主要有管形、箱形、H形等。此外,钢桩还有众多优点:如抗冲击性好、接头易于处理、施工质量稳定等,但造价相对较高,仅在少数重要工程中采用。钢筋混凝土桩:取材方便、价格便宜、耐久性好,既可预制又可现浇,适用于各种地层、成桩直径和长度,是桩基础工程中应用最广泛的桩材,也是桩基础工程的主要研究对象和主要发展方向。
  根据施工方式的不同可分为预制桩和灌注桩。预制桩:一般在工厂中预制好钢筋混凝土桩,再运输到工地,使用打桩机将桩打入地基。该桩型的优点是省材料,有较高的强度,适合用于有较高要求的建筑,缺点是难以施工,并且施工噪声大。灌注桩:其施工过程为:先用钻机成孔,到设计深度后,然后将事先制作好的钢筋笼放入桩孔,最后再浇灌混凝土成桩。


优点是施工难度较低,特别是采用人工挖孔桩时,不受施工机械的限制,可以多工点同时作业,大大节省工期,缺点是施工质量难以保证。
  三、桥梁钻孔桩基础的施工方法
  (一)准备和测量场地
  根据桥梁建设施工图提供的路线的线形要素、结构平面布置图及结构图。根据《公路桥涵施工技术规范》的要求,钻孔桩成孔后,成孔中心位置的允许偏差为50mm,但在实际施工中,桩位常发生偏移现象。产生桩位偏移的主要原因是埋设护筒位置不准确心及钻机钻头定位不准确。为此,必须保证护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm,桩基成孔过程中,应保持护筒的位置正确和稳定,护筒与坑壁之间用无杂质且含水量适当的红土填实,并沿护筒的溢浆口处挖一条专用的输浆槽,避免溢出的泥浆使护筒松动。在护筒上用4条红漆引出桩位控制线,开机前用控制点准确定出钻机钻头位置,并在施工过程中不断复查。桩机作业时,必须平直稳固,另外,还要避免起落的钻头碰撞护筒,以确保钻孔位置的正确。经过现场监理工程师的书面批准后,施工单位方可进行放样,经过放样后的桩位必须经监理工程师复核后才可做护桩,为复核后来的桩的中线是否偏移,做的护桩一定要保护好,否则要重新做护桩才可检验桩中心点的位置。
  (二)冲击钻孔施工
  桥梁建设施工中的钻孔桩施工成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时,在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头,增加孔内静水压力,能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外,同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。一般位于深且横向发展,还可能连通隐藏的地下河,钻孔肯定会有严重的泄漏,漏浆时没有时间来充填料浆,会造成大范围的塌陷,危及设备和人员安全;即便能及时充填料浆,孔不会出现坍塌,但只填满了粘土、石头和水泥混合填料反复冲挤措施,很难完成桩施工,如果选用充填混凝土的处理方法,因溶洞的大小未知,灌注混凝土也将是一个未知量,因此从安全的、建设成本等方面的考虑,对此类超大的钻进施工方法的保证,应选择钢护筒跟进法。
  (三)成桩施工技术
  在水下混凝土拌和物中所掺加的外加剂,其长链分子上带有很多取代基,如胺基、羧基、羟基,酰胺基等,这些长链分子能够与水以及拌和物水化释放的各种离子结合,如羟基和醚键上的氧离子能够与水分子缔合,最终形成氢键,水解电离出的物质也能与水泥中的多价离缔合,再如纤维素类外加剂,其长链分子在水中溶解时,羟基和醚键上的氧离子也能与水分子形成氢键从而缔合。这种长链分子上取代基的桥键作用,能形成稳定的桥键增加混凝土拌和物中的凝胶体,从而使水的流动性降低,增加混凝土拌和物的粘稠度。水下混凝土是在干处拌制,在水下浇筑和硬化的混凝土。普通混凝土在水下虽然可以凝固硬化,但受水侵蚀、水流、离析等因素的影响,浇筑质量极差,远远达不到水下工程浇筑质量的要求,因此对水下浇筑混凝土要求极高,需要从材料、工艺、配比等多方面入手,保证混凝土的水下不分离性、自密实性、低泌水性、缓凝性等。在水下混凝土应用中,拌和物在入仓前应避免与环境水接触,入仓后与水接触的混凝土始终与水接触,后浇的混凝土则不与水接触。因此,水下混凝土除了具有很高的不分离性、自密实性、缓凝性等,还需要保证足够的流动性与稳定性,以确保混凝土能利用自身重量沉实,并防止流水对混凝土的影响。
  四、结论
  桥梁建设施工中的钻孔桩虽然具有低噪音、小震动、无挤土,对周围环境及邻近建筑物影响小,能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力,适应各种地质条件和不同规模建筑物等优点,在桥梁、房屋、水工建筑物等工程中得到广泛应用,已成为一种重要的桩型。但随着社会经济发展的需要,桥梁建设施工中的钻孔桩的桩长和桩径不断加大,单桩承载力也越来越高,同时,也使单柱单桩的设计成为可能。对于长桩、大桩,其施工难度大,易发生质量事故。而单柱单桩的设计,对桩的质量要求高,发生质量事故后,加固处理难度大,且费用较高。因此,有必要对桥梁建设施工中的钻孔桩常见质量事故加以分析,找出质量事故发生的原因,研究相应对策,尽可能防止质量事故发生。
  
  参考文献
  [1]许宏亮,基础钻孔灌注桩施工技术在桥梁工程中的应用[J]. 交通世界,2018,(36)
  [2]张恩兵,梅梓喻. 桥梁工程中钻孔桩施工工艺的应用[J]. 黑龙江交通科技,2018,(12)
  [3]黄松元,钻孔灌注桩施工技术在路桥施工中的应用分析[J]. 建材与装饰,2017,(48)[4] 高磊,桥梁钻孔灌注桩基础施工的技术难点研究[J]. 建材与装饰,2017,(20)
  [5]周小勇,论桥梁施工中冲击钻孔灌注桩的关键技术[J]. 低碳世界,2016,(32)
  [6]王新利,桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术[J]. 低碳世界,2016,(29)
  [7]项沛,论桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术[J]. 绿色环保建材,2016,(08)
  [8]任金龙,桥梁工程施工中桩基础施工探讨[J]. 公路交通科技(应用技术版),2016,(03)
  [9]魏正年,桥梁钻孔灌注桩基础施工技术[J]. 科技展望,2016,(06)
  [10]王凯乐,论桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术[J]. 信息化建设,2015,(12)
  

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