浅析桥梁工程桩基混凝土的施工技术

　　摘要：只有在施工过程中,通过精心组织、合理安排、规范管理,严格认真执行相关技术规范及标准,并及时解决施工过程中所遇到的问题,严格进行各环节的质量控制,才能保证工程的质量。
　　关键词：跨线桥;混凝土;桩基;施工技术
　　一、工程概况
　　该桥位处地势平坦开阔,桥梁大部分位于水田上。桥区场地地层单一,下伏粉砂质泥岩,无不利岩体结构面;本桥受路线高程及被交道路净空控制设计,最大桥高13米左右,结合桥高和平面地形,设计采用7×25米简支T梁方案。全桥共设2联,在两岸台口及4号墩顶处设置伸缩缝,下部结构采用半幅双柱式桥墩、桩基础;后退岸桥台为柱式台、桩基础;前进岸为肋板台、桩基础。全桥桩基础按嵌岩桩设计,施工根据开挖后的实际地质情况酌情调整桩长。地下水丰富,施工工艺采用水下混凝土施工。水下混凝土桩基施工:是采用钻孔机械,或人工开挖,将地基土钻挖成设计的孔径和深度的孔径后,将预制成一定形状的钢筋放入孔内,安装就位,然后向孔内灌注流动混凝土,待混凝土硬化后而形成桩基。目前,在我国公路基础工程领域中,钻孔灌注桩基本已占据了重要地位,桩基施工作业的施工工序为:测量放样→准备工作→钻孔→检查→钢筋骨架制作安装就位→灌注混凝土→进行桩的检查。
　　
　　二、测量放样桩位
　　一般由测量组完成,但除了放出孔中心位置外,必须另外订出孔中心的十字线护桩。该桩离孔的周围宜稍远一些,不会被施工过程作业所扰动或破坏,保证固定牢靠,且便于随时检测孔位时使用。
　　三、准备工作
　　1.钻孔桩
　　1.1场地准备：施工场地或工作平台的高度应高出施工期可能出现的高水位0.5~1.0米。施工场地先进行平整,清除杂物,理顺排、供水渠道,场地为旱地时,换除软土,夯实。力保钻机就位在坚实的地基上,清除机座可能产生的不均匀沉陷。场地为陡坡时,可用枕木垛或木架搭设坚固稳定的工作平台。场地为浅水时,且流速不大,可采取截流或改河方案,改水中钻孔为旱地钻孔方案。场地为深水或淤泥层较厚时,可搭设工作平台,工作平台必须要有足够的刚度,保持稳定,并考虑洪水季节能使钻机顺利进入和撤出场地。
　　1.2埋设护筒：护筒有固定桩位,引导钻头方向,隔离地面水免其流入井孔,保护孔口不坍塌,并保证孔内水位(泥浆)高出地下水位或施工水位一定高度,形成静水压力,进而保护孔壁免于坍塌等作用。护筒内径比桩径大20~30cm。护筒根据实地进行安设,在旱地或浅水处,对于粘质土埋入深度不小于1~1.5米,对于砂类土,应将护筒周围0.5~1米范围内挖除,重新夯实,填粘质土至护筒底0.5米以下。在冰雪地中,应埋入冻土0.5米以下。河床为软土、淤泥、砂类土时,护筒底埋置深度,要能防止孔内产生涌砂现象,导致护筒内静水压力降低,进而使护筒倾斜。护筒平面位置的偏差一般不得大于5cm,护筒倾斜度的偏差不大于是1%,要及时进行检测,超出规定,及时纠偏。
　　1.3制备泥浆：在钻孔中,由于泥浆相对密度大于水的相对密度,故护筒内同样高的水头,泥浆的静水压力比水大。由于静水压力的作用,泥浆在井孔壁形成一层泥皮,阻隔孔外渗流,保护孔壁免于坍塌。泥浆还起浮悬钻渣的作用,使钻孔正常进行。不同的钻进方法,泥浆起的作用也不一样,对泥浆性能的要求也不同。在制备泥浆过程中,要注意泥浆的性能(相对密度、粘度、静切力、含砂率,胶体率、失水率、酸碱度);同时也要重视粘土的选择,粘土以水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土为好,但应尽量就地取材。制浆前,应先把粘土块尽量打碎,使在搅拌中易于成浆,缩短搅拌时间,提高泥浆质量。
　　在粘土地层中钻进,可先采用清水护壁,待陆续钻进时,孔内的清水同钻锥切削下来的粘土,在钻锥回转或冲击搅动下,自然形成泥浆。若粘土含砂多,制成的泥浆质量可能不符合要求,需要净化改进。若粘土层很厚,泥浆中的粘土含量将逐渐增加,故在钻进的过程中,要及时加水稀释泥浆,使它符合要求的相对密度、粘度和其它性能指标。制备泥浆的水一般使用不纯物质含量少的水,当不能用自来水时,应事先进行水质检查,以保证泥浆质量。
　　1.4安设钻架：钻架是钻孔的工作架。钻架应能承受钻具和其它辅助设备的重量,同时要稳定性好,具有一定的刚度,在钻进中或其它操作时,不产生移动和摇晃。除有些配有专用钻架的机具外,其它都需配置钻架。钻架应对准桩孔中心。
　　2.挖孔桩
　　平整场地,清除坡面危石浮土,坡面有裂缝或坍塌迹象者应加设必要的保护,铲除松软的土层并夯实。砌筑孔口围护,高出地面25~30cm。孔口四周挖排水沟,做好排水系统;及时排除地表水。安装出碴提升设备,布置好出渣道,合理堆放材料和机具,使其不增加孔壁压力,不影响施工。
　　3.配备人力及供应材料
　　在同时进行几个项目的施工时,要注意它们之间的密切配合,避免相互干扰和冲突,并尽可能地作到均衡使用机具和劳动力。使用水泥、钢材等应有质保书,并进行试验检测,不合格的材料不得进入施工现场;砂石料从指定的场地进料,并根据检查频率要求进行试验检测。
　　四、造孔
　　砂砾土层采用冲抓式锥钻头钻孔,进入岩层后换用冲击锥钻头,钻头直径比桩径小2cm,钻孔过程中经常随班检查桩径、垂直度和泥浆比重,并做好地质状况记录。嵌岩桩基础须嵌入弱风化岩层深度大于3.5米,且桩岩层天然湿度下的饱和单轴极限抗压强度不小于10MPa。孔桩检查及偏差要求:平面位置+50mm;倾斜率小于或等于1%;深度:超深不小于5cm。
　　在钻孔时,要及时将孔内残碴排出孔外,以免孔内残碴太多,扰动孔壁,造成坍孔、扩孔、卡钻和掉钻,甚至埋钻现象。同时,冲击成孔过程中遇到斜孔、弯孔、梅花孔、坍孔,护筒周围冒浆情况时,应停止施工,采取措施纠正后再施工。必须及时将清出的钻碴运出现场,防止污染施工现场及周围环境。
　　钻孔异常处理:钻孔中发生坍孔后,先查明位置,进行原因分析,提出处理方案。坍孔不严重者,可加大泥浆比重接着钻进,严重者可回填重钻。弯孔不严重时,可重新调整钻机或卡杆,接着钻进。发生严重弯孔、梅花孔、探头石时,应回填修孔,必须反复几次修孔,冲击法修孔,先回填硬质带角棱的石块,并多填0.5米高度。出现缩孔时,可提高孔内泥浆标高或加大泥浆比重采用上下反复扫孔的方法,恢复孔径。发生卡钻时,不宜强提,先查明原因和钻头位置,采取晃动大绳或钻头以及其他措施,使钻头松动后再提起。发生掉钻时,先及时摸清情况,查明原因,采取措施,尽快处理。如钻头被卡住,首先清除泥砂,再进行打捞。
　　五、成孔检查
　　1.钻孔桩：钻孔达到设计标高后,立即清孔,清孔时保持孔内水位在地下水位或河流水位以上1.5~2.0米,以防止钻孔的坍塌。清孔后对孔径、孔形和倾斜度等按规范要求进行检查,清孔后检测泥浆比重为1.0~1.1。
　　2.挖孔桩：挖到设计标高后,设计对桩底岩层有指令要求时,孔内如有积水,应及时排除,对桩底地质情况进行钎探,钎探深度为2.5~3.0米。进而对孔底地基承载力进行判断,并提供地基承载力检测报告。当不满足设计要求,应及时反馈设计单位,请上级研究处理。若满足要求时,立即清除残渣,洁净岩层面。对孔径、孔形和倾斜度等按规范要求进行检查。
　　六、钢筋骨架制作
　　钢筋骨架制作应符合设计规范要求。在存放钢筋骨架时,应选择在平整、干燥的场地上,注意防雨、防潮,最好搭设工棚。钢筋笼可在加工场分段制作,接成整体骨架,再进行吊安,若桩身太长,也可分段吊安,采用现场吊装焊接。焊接应保证竖直度。并焊接耳筋确保钢筋保护层;在运输和起吊过程中,应注意不得使钢筋骨架变形。钢筋笼就位准确、牢固,应采取措施防止混凝土浇筑过程中,钢筋笼上浮。
　　七、混凝土灌注
　　混凝土灌注是最后一道也是最关键的一道工序。首先必须严格按设计强度配制混凝土强度。水下混凝土灌注由于阻力大不易流畅灌入,在施工过程中不能随意加大水灰比,增大塌落度便于混凝土灌注。如果混凝土的强度等级严重降低,其施工管理人员必须要按照设计要求、规范要求,加强施工管理力度,根据试验确定,选择施工配合比时混凝土的强度应比设计强度提高10~15%左右,混凝土的含砂率宜采用40~50%,水灰比宜采用0.5~0.6。
　　1.钻孔桩：采用泵送混凝土施工时,应控制混凝土灌注速度及导管埋深,防止钢筋笼上浮或断桩。第一盘混凝土灌注前,根据孔径及导管埋深等计算储料斗容积,在储料斗装满,并继续泵送混凝土时,打开储料斗底阀,保证混凝土一次灌入量满足导管初次埋置深度大于或等于1.2~1.5米的要求,混凝土灌注前对导管进行承压试验,保证导管的密闭,管壁强度足够,混凝土灌注过程中,根据桩径和灌入的混凝土数量计算每次提管的时间和提升的长度,防止断桩。浇注水下混凝土过程中,严禁导管提出混凝土面,派专人测量导管埋置深度时的管内外混凝土面和高差,对浇筑过程中的一切故障均应记录备案。当管内混凝土不满,含有空气时,后续的混凝土宜通过溜槽慢慢地注入导管内,以免导管内形成高压气囊,挤出导管节间的橡胶垫而使导管漏水。及时填写水下混凝土浇注记录。灌注完的桩顶标高应比设计高出0.5~1.0米,并在接桩前凿除。
　　2.挖孔桩：从孔底及附近壁渗入的地下水较少时,可按常规的施工方法进行混凝土浇筑,若渗水量很大无法排除时,可按水下混凝土的施工要求进行。
　　3.灌注过程中导管进水的处理措施：首批混凝土灌注后导管进水时,应将已灌注的混凝土及时吸出,再改正操作方法,重新进行灌注。在混凝土面处于井孔水面以下不很深的情况,导管进水时,可采用底塞隔水的方法,并外加一定压力重新插入导管,恢复灌注。
　　灌注不久发生导管堵塞,采用长杆冲捣或用振动导管处理无效时,应及时将导管拔出,吸出已灌注的混凝土,抽出钢筋骨架,然后重新清孔,吊放钢筋骨架和灌注混凝土。
　　八、桩的质量检验
　　目的在于了解桩的承载力和桩本身混凝土质量是否符合要求,请有资质的检测单位对桩基进行无破损检测。测其有无断桩、混凝土有无离析情况、桩基直径有无紧缩现象。检测合格后方能进行下一道工序的施工。
　　九、体会
　　通过以上对桥梁桩基的施工论述,各种施工经验的总结及体会,桩基施工中人工挖孔桩务必要做到先下钢筋笼再清空,以免下笼的时候将孔壁泥巴带入孔内;水下灌注桩施工前务必将排水沟挖好,并保证有足够的排水能力,以保证施工平台的干燥,避免施工车辆陷车。以上问题都是在施工实践中遇到的一些问题,仅供参考。

《浅析桥梁工程桩基混凝土的施工技术》

本文由职称驿站首发，您身边的高端学术顾问

文章名称： 浅析桥梁工程桩基混凝土的施工技术

文章地址： https://m.zhichengyz.com/p-12456