新时期高速公路桥梁桩基施工要点研究

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年第7卷6期   作者:龚岑越
[导读] 近年来,随着经济的快速发展,
        龚岑越
        湖南路桥建设集团有限责任公司 湖南长沙 410000
        摘要:近年来,随着经济的快速发展,基础设施工程项目建设增加,喀斯特地区公铁路工程不断增多,可能导致地基沉降,引起构筑物严重损坏。岩溶地区进行工程建设要掌握岩溶发育规律及分布情况,为充分利用有利条件,采取相应的技术措施,保证工程质量安全。岩溶是可溶性岩石被水溶解化学溶蚀作用,造成洞穴、裂隙等现象总称,在我国云贵川地区分布广泛。我国广阔的领土内散布很多硅酸盐地层,由于地表水溶蚀作用,孕育不同岩溶形态,降低了岩石稳定性。发育的岩溶为工程建设增加了难度,岩溶地区施工前要掌握岩溶形态特征,充分因地制宜,对不利因素采取可行措施,保证建筑物的安全。
        关键词:新时期;高速公路桥梁桩基;施工要点研究
        引言
        桩基础以其承载力高、适用范围广、稳定性强等特点在高速公路桥梁中广泛采用,但是,在其施工过程中,还存在一些问题,主要对高速公路桥梁桩基施工要点进行全面的剖析,希望能有一定的借鉴作用。
        1桥梁桩基施工技术研究
        桩基是设置于土中的竖直基础构件,是最古老的基础形式之一,史前已有地基条件不利的河谷地区采用桩基工程方法。宁波市河姆渡文化遗址发掘桩基至今已有七千多年历史。由于桩基特有的优点,许多古代建筑都建造于软基上。桩基使用经历漫长的历史年代,水泥问世前,利用桩型为天然材料制作。19世纪后,由于钢筋混凝土在建筑工程中应用,出现钢混桩。二战后随着现代钢铁工业等新兴工业技术崛起,桩基理论技术得到很大发展。桩基的种类繁多,根据不同标准分为不同类别。桩基承台底面位置影响桩基受力性能,根据底面位置分为高桩与低桩承台基础。不同成桩方法对周围土层扰动不同,通常分为挤土桩、非挤土桩。部分挤土桩成桩中周土受到轻微扰动,工程性质变化不明显。根据桩的竖向荷载传递机理分为摩擦桩与端承桩。按桩的材料分为混凝土桩、复合桩等。随着复合桩的发展,通过桩基础共同作用承担上部荷载。桩基础是常用的深基础,采用浅基础无法满足结构物对地基强度方面的要求,承受竖向荷载的桩通过摩擦阻力将上部荷载传递到深部土层,桩基可以发挥不同的作用,主要包括改变地基基础动力性能,保证机械设备正常运转;通过桩基的侧面与土接触,将荷载传递给深层岩层,获得较大的承载力支撑建筑物。桩基具有承载力高、沉降量小等优点,能以不同桩型适应不同的水文地质条件。随着现代科技的发展,桩基型式及理论设计方法得到很大改进。桩基成为土质不良地区修建建筑物广泛采用的基础型式。目前桩基施工技术发展呈现多样化趋势,针对不同地层条件,桩基施工工艺不同,应根据实际情况选择。国内最成熟广泛应用的桩基施工工艺包括预制桩与灌注桩施工。灌注桩在我国形成多种成桩工艺,使用范围扩展到土木工程各领域。随着人们对桩基要求的变化,目前桩基施工技术发展趋势为桩持尺寸向长大方向发展,向扩孔桩方向发展,向低公害法成桩方向发展。
        2桩基施工
        2.1机械成孔
        (1)采用冲孔机进行成孔具有较高的自动化程度,且成孔速度较快,质量易于保证。(2)在机械进场前应先平整场地,将机械设备放在承载力相对较好的部位。若有软质地基,应先进行换填处理。(3)钢护筒由厚度为10mm的钢板通过卷制而成,高度在2~4m范围内,直径为桩径+30cm。在开孔之前采用冲锤将钢护筒设置好,其中心位置和孔桩中心位置之间的偏差应控制在50mm以内。(4)在泥浆池中制备泥浆,比重按1.2~1.3控制,黏度按22~30pa·s控制,胶体率应达到95%以上,黏土以浸水之后能产生明显膨胀且黏度和造浆能力均较大的为宜。泥浆的主要作用是在井壁表面形成泥皮,避免孔外发生渗流,为井壁提供良好保护,防止塌孔等现象的发展,此外还能使钻渣悬浮。施工中应安排专人测定泥浆的各项技术性能指标,发现问题应立即采取措施,确保冲孔顺利完成。

(5)冲孔主要使用1.5~2.5t冲锤进行,在冲孔过程中,应在护筒范围内采用较慢的速度冲击,避免护筒发生偏移。在开始正常冲孔以后,适当增加冲程,将冲锤提高到1.5~2.0m以上,采用2~3次/min的频率。每冲完1~2m检查其成孔垂直度,当发现偏斜时,应立即暂停冲击,并采取有效措施进行纠偏。(6)当在黏土与粉质黏土层中进行成孔时,可向孔内注入清水,充分利用原土进行造浆。孔底排渣主要使用泥浆进行,所用泥浆的相对密度应保持在1.1~1.2范围内。当在砂土层与厚度相对较大的夹砂层中进行成孔时,也可利用泥浆进行清渣,但泥浆的相对密度要保持在1.1~1.3范围内;在容易发生塌孔现象的土层中进行成孔时,泥浆相对密度应提高至1.3~1.5。
        2.2钢筋笼制安
        (1)钢筋应按照钢种、等级、牌号、规格和生产厂家进行分批验收,并在现场分别堆放,不能混杂,同时还要设立好识别标识。还应全面检查钢材外观,确定是否存在锈蚀、断裂、起皮、油污及破损。未经外观检查与外观检查不合格的均不允许在施工中使用。(2)钢筋笼需在专门的加工场进行集中制作,根据现场运输条件可对钢筋笼进行分段加工,将各段运输到现场后通过焊接连接成整体,钢筋接头的实际错开量应达到设计要求,再用吊车将其吊装到钻孔中。钢筋笼下端应保持整齐,可利用箍筋将其封住,确保导管可以顺利升降,避免和钢筋笼之间发生卡挂。(3)为避免钢筋笼吊装时产生变形,可按照2m的间隔距离布置三角形支撑。纵向主筋与加强箍筋之间通过点焊相连,其他箍筋也适当进行点焊,辅以绑扎使其达到牢固。钢筋笼的连接应采用双面焊进行,但注意分段接头需采用单面焊的方法。(4)钢筋骨架制作与吊放过程中,主筋间隔距离偏差不能超过±10mm,箍筋间隔距离偏差不能超过±20mm,骨架外径偏差不能超过±10mm,骨架保护层厚度偏差不能超过±20mm,骨架中心平面位置偏差不超过20mm,骨架顶、低端高程偏差分别不能超过±20mm和±50mm。(5)钢筋笼吊放时不能与孔壁发生碰撞,且主筋的混凝土保护层厚度必须达到设计要求值以上。
        2.3混凝土灌注
        (1)混凝土灌注之前,应先检查其坍落度与温度。其中,坍落度应保持在180~220mm范围内,而温度不能低于5℃。(2)混凝土采用罐车运输到现场后,利用泵车进行泵送。为使灌注能够顺利完成,在灌注前应先通过计算确定首批混凝土灌注方量,并据此确定导管的埋置深度,一般情况下埋置深度都应达到1.0m以上。(3)灌注过程中,刚开始应采用较慢的灌注速度在孔中的混凝土顶面和钢筋笼底部之间的距离达到1m后,灌注速度开始按0.2m/min控制,同时测量液面高度,避免钢筋笼发生上浮,在混凝土液面上升至钢筋笼底口上部4m的位置后,提升与拆除导管,确保导管的底口比钢筋笼的底部略高至少2m,之后采用正常的速度进行灌注。(4)导管的埋深一般按照4~6m控制,灌注开始后必须保持连续,事先将拆卸机具准备好,以尽可能缩短导管拆除时间,避免发生塌孔。(5)在混凝土灌注快要完成时,核对灌入数量,用于确定灌注高度正确与否。在灌注完成后,对桩顶处2m范围内的混凝土使用插入式振捣器进行振捣,振捣器的移动间距按照其作用半径1.5倍进行控制,保证振捣的均匀性,避免漏振与过振,使桩顶处混凝土达到密实。灌注完成后,桩顶的实际标高应大于设计值0.5m,高出的部分在混凝土强度达到设计要求的80%后凿除,在凿除桩顶混凝土的过程中应注意避免桩身损毁。
        结语
        桥梁桩基施工中受到地质条件等隐蔽性因素干扰,溶洞地区进行桥梁桩施工较为困难,如何对桩基质量有效控制尤为重要。高速公路桥梁桩施工要点包括泥浆制备、钢护筒制作、钻机就位等方面,岩溶地区地质情况复杂变化,施工企业要不断总结施工技术要点,提高公路桥梁桩基施工质量。要采取有效的桩基钻孔施工技术措施处理,掌握桩地质情况,控制好混凝土灌注施工,保证桩基钻孔施工质量。
        参考文献
        [1]张振.高速公路桥梁桩基施工质量问题分析及处理技术[J].四川水泥,2020(5):36.
        [2]狄宜明.高速公路桥梁桩基施工质量问题研究和处理技术[J].价值工程,2011(2):12.
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