浅析桥梁工程桩基施工的技术

浅析桥梁工程桩基施工的技术

发表时间：2016-08-02T15:46:42.767Z 来源：《基层建设》2016年10期作者：阮秋荣[导读] 本文主要是结合工程实际情况，从施工准备、钻孔施工技术、钢筋制作和水下混凝土灌注施工技术等方面。

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摘要: 桥梁桩基施工作为桥梁工程中的一个重要的组成部分，其施工质量的好坏对于整个桥梁工程的质量具有决定性的作用。本文主要是结合工程实际情况，从施工准备、钻孔施工技术、钢筋制作和水下混凝土灌注施工技术等方面，对桩基施工的技术进行分析。关键词: 桥梁工程桩基施工技术混凝土钻孔施工

前言

桥梁工程施工中，桥梁桩基施工质量关系到桥梁的整体结构，是桥梁施工的关键，桩基础施工技术水平的高低直接关系着桥梁桩基工程的质量和进度。在施工中容易出现钻孔偏移、沉渣、钢筋笼上浮、导管进水等质量通病，因此必须采取各项技术措施，做好桩基施工的质量预控，并做好各方面的准备，以应对施工中可能出现的各种问题，保证桩基施工质量。

1 工程概况

乐昌至广州高速公路坪石至樟市段仙水河3号大桥位于乐昌市梅花镇境内，桥梁桩基为18~25m 的桩基础，该段出露地层为坡积粉质黏土，层厚0.8～3.0m，平均厚度2.2m，下伏基岩为强风化浅变质粉砂岩及中风化浅变质粉砂岩。

2 施工准备

2.1 场地平整

桩基位于农田部分, 清除表层淤泥后, 平整、硬化场地。桩基位于小溪浅水部分, 采用筑岛引流法。施工平台必须平整, 联结牢固。

2.2 桩位测量

在平整好的场地上测定桩位, 用方木桩准确标识各桩位的中心及标高, 同时埋设护桩, 护桩埋设方法, 在桩中心向外大于桩径50cm 均匀分布三个并量出距离, 护桩顶要与地面相平,并用砂浆固定牢固, 作出明显标记。

2.3 埋设护筒

护筒采用钢护筒,钢护筒用10mm 厚钢板卷制,在顶部和底部用10mm 钢板加固。护筒内径大于钻头直径20~40cm, 护筒高视土质而定,最小不小于2m。安置时, 护筒顶高出地面30cm 以上,护筒周围50cm 范围内粘土夯实, 深度至护筒底。并用稳定护筒内水头的措施。护筒的埋设位置必须保证其中心与桩位中心的偏差不超过50mm。并应注意两节护筒的连接质量, 护筒埋深为2~4m。

2.4 钻孔泥浆

在开钻前, 应选择和备足良好的造浆粘土或膨润土, 科学选料配制, 泥浆比重1.1~1.2, 泥浆粘度一般地层16~22pa.s 。含沙率必须小于2%。钻孔时泥浆需要不断的循环和净化, 故在施工前应对泥浆的循环和净化作适当布置, 设置好制浆池、储浆池、沉淀池, 并用循环槽连接。废弃泥浆根据现场情况在桥旁设置一储浆池, 作为废弃泥浆的倾倒场地。

3 钻孔施工技术

钻机就位前, 应对主要机具及配套设备进行检查、维修。就位后, 底座和顶端应平稳, 不得产生位移和沉陷, 放置钻机的起吊滑轮线、钻头(钻杆)和钻孔中心三者应在同一铅垂线上, 其偏差不得大于2cm, 竖直向倾斜不大于0.5%。

钻孔前, 按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图, 挂在钻台上。针对不同地质层选用适当的钻机和泥浆比重,并做钻孔标示牌, 内容包括墩台号、桩位、应钻孔深、钻机型号、负责人等。

初钻时进尺适当控制, 采用慢速钻进, 冲击钻用小冲程, 正反循环钻应采用减压钻进, 孔底承受的钻压不超过钻具重力之和(扣除浮力)的80%。并经常检查放置钻机的起吊滑轮线、钻头(钻杆)和钻孔中心三者是否在同一铅垂线上, 使初成孔竖直、圆顺, 防止孔位偏心、孔口坍塌。正常钻进后, 冲击钻采用4～5m中、大冲程。但最大冲程不超过6m, 正反循环钻则待导向部位或钻头全部进入地层后方可加速钻进。钻进过程中及时排渣。同时经常注意地层的变化, 在地层的变化处均应捞取渣样, 判断地质的类型, 记入记录表中, 并与设计提供的地质剖面图相对照,钻渣样应编号保存, 以便分析备查。

施工中应经常检查钻头转动装置是否被钻碴卡住, 钻进时常低锤勤击, 冲击钻钢丝绳松绳不得过大, 以免造成斜孔、卡钻、坍孔、漏浆等故障, 且钢丝绳松绳不得过小以免造成打空锤, 影响进尺。钻孔作业必须连续进行, 不得中断。因特殊情况必须停钻时, 孔口应加保护盖, (用5cm 厚木板或3mm 花纹钢制作)并严禁钻头留在孔内, 以防埋钻。经常检查泥浆的各项指标, 包括泥浆比重、稠度、含砂率、酸碱度等,并根据地质情况及时调整。

当钻孔深度达到设计要求时, 应对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查, 测绳应经常校正刻度, 避免超钻、或钻孔深度不够, 检孔器钢筋外圈直径应大于钢筋笼外圈直径10cm, 且不得大于钻头直径, 确认满足设计要求后, 立即填写终孔检查证, 并经驻地监理工程师认可, 方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。

4 钢筋制作和水下混凝土灌注施工技术

4.1 钢筋笼制作和吊装就位

(1)钢筋笼视其长度采用整体预制或分节预制, 钢筋笼骨架应具有足够的刚度和稳定性, 以便运送、吊装和灌注混凝土时不致松散、变形。制作时每隔2m 增设加固钢筋一道, 在骨架上端根据实际需要合理设置吊环。

(2)在骨架主筋外侧, 将定位钢筋焊接在骨架主筋上, 数量每1.0~1.5m 不少于4 个, 以控制保护层。

(3)钢筋笼分节起吊要及时、准确就位, 快速接长至设计深度加以固定, 待混凝土灌注完毕并初凝后方可解除钢筋笼的固定设施。

(4)在钢筋笼就位前仍需要检查有无坍孔, 以便及时采取措施。

4.2 导管的设立

用装有垫圈的法兰盘连接管节, 导管应进行水密、承压和接头抗拉试验。导管连接牢固, 接头封闭严密, 上下成直线吊装, 位于井孔中央,并在混凝土灌注前进行升降试验, 防止导管卡住。

4.3 二次清孔

导管安装完毕后, 再次检测孔底沉渣, 如沉渣厚度超过设计图纸规定要求, 可通过导管进行二次清孔。

4.4 灌注水下混凝土

(1)灌注混凝土是钻孔施工的关键, 灌注前应探测孔底沉淀厚度, 如大于设计厚度应再次清孔, 直到满足要求为止。

(2)混凝土采用自动计量拌和站集中拌和, 混凝土运输车运送。混凝土拌和物应检查和易性, 坍落度等指标, 水下灌注混凝土的坍落度采用18~22cm。

(3)灌注首批混凝土时应注意:

①导管下口至孔底的距离一般为20~40cm;

②首批灌注混凝土的数量应能满足导管埋入混凝土的深度不小于1.0m;

③封底混凝土灌入后, 应仔细检查封底情况, 确认封底成功后, 进行正常灌注。

④首批水下混凝土的灌注数量采用公式V≥( πd2/4) h1+(πD2/4)HC 确定。

(4)灌注要连续有序地进行, 尽可能缩短拆除导管的时间,当导管内混凝土不满时, 徐徐地灌注, 防止在导管内造成高压空气囊, 使混凝土灌不下去或压漏导管。

(5)导管提升时, 要保持位置居中, 根据导管埋置深度确定导管提升高度, 提升后导管埋深不得小于2.0m 且不得大于6m。

(6)在灌注将近结束时, 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, 并掏出部分沉淀物, 使灌注工作顺利进行。

(7)为确保桩顶混凝土质量, 混凝土灌注至桩顶设计标高以上1.0m。

(8)在灌注时, 每根桩应制作不小于2 组(6 块)的混凝土试件。

(9)高出地面及桩顶以下的井口整体式刚性护筒, 在灌注混凝土后立即拔出。

(10) 混凝土灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间, 否则应掺入缓凝剂。

5 结语

桥梁桩基施工质量的好坏，是整座桥梁质量的根本问题，通过正确及时的处理，能保证工程质量和进度，并确保桩基成桩后不出现断桩、空洞、孔底沉渣过厚等工程质量问题。桩基施工的技术控制以及对相关问题的及时处理，是桥梁施工质量的保障。