桥梁桩基础施工方案_试析高速公路桥梁桩基础施工方法

  摘要:桩基础在地质条件较差的桥梁工程中应用广泛,   中图分类号:TU473.1文献标识码: A 文章编号:   本文以大连长兴岛疏港高速公路某桥梁为例,从桩基钢护筒、钻机选型、成孔、泥浆、砼浇筑等方面对桩基施工方法进行了探讨,最后并分析了桥梁桩基础施工中常见的问题及防治办法。
  一、桥梁桩基础施工方法
  1、桥梁工程
  岸上桩基(包括鱼塘与浅滩填筑部分的桩基)采用冲击钻按照常规方法施工;水中桩基采用搭设水中平台的方法施工。
  2、桩基础施工
  本标段桩基桩径在φ1.0m~φ3.0m之间,种类较多。桩长普遍在8m~35m以内,多为嵌岩桩,个别为摩擦桩。桩基采用冲击钻或者回旋钻机成孔。桩基分为岸上部分的桩基、鱼塘及浅滩部分的桩基、水中部分的桩基。工艺流程为:准备工作(填筑场地及搭设平台)—钢护筒制作及埋设—设置泥浆循环系统—钻机就位成孔—清孔、下放钢筋笼—二次清孔—灌注水下砼—清理桩头。
  3、准备工作
  (1)岸上部分的桩基。位于岸上桩基施工开始前需平整场地、清除杂物。地基不满足要求时必须进行换填并夯打密实。
  (2)鱼塘及浅滩部分的桩基。位于鱼塘的桩基施工前须沿主线在鱼塘内填筑出钻机、冲机的工作场地及施工便道。位于浅滩的桩基需筑砂岛形成作业场地。
  (3)水上部分的桩基。位于水上桩基的施工前必须搭设水上工作平台。平台由钢管桩基础,贝雷梁(或军用梁),型钢及面板组成。平台必须具有足够的强度、刚度和稳定性,满足施工要求。平台钢管桩数量和结构经计算得出,钢管桩的入土深度根据实际的受力和地质情况确定。当平台处于主航道时,在平台周围加打一排管桩,作为平台的防撞设施。
  4、桩基钢护筒的制作及埋设
  护筒采用分节预制现场接长的方法。
  (1)桩基钢护筒的制作采用A3钢板卷制成筒,在焊接平台上焊接成节段。护筒直径比桩径大20cm,厚度根据实际情况及设计要求而定。钢护筒加工要标准:垂直度每米偏差不超过1cm,椭圆度不大于2cm。焊缝连续,保证不漏水。
  (2)桩基钢护筒的埋设
  1)岸上、鱼塘及浅滩部分的桩基钢护筒埋设。桩基护筒采用人工挖导向坑,振动锤打入,埋深必须满足设计要求,露出地面0.3m以上。护筒埋置后要复测其桩位偏差,加以调整,保证误差在10cm以内,垂直度在1%以内。2)水上桩基钢护筒的下沉。由控制网点在平台上精确放样定出桩中心点位置,安设导向架。用吊机吊起钢护筒通过导向架下放,护筒依靠自重停止下沉后,即用振动锤振动下沉,并按需要焊接接长护筒,直至护筒脚埋深达到设计标高。护筒顶面须高出预计最高水位2.0m(施工期间)以上。护筒下沉时,各接头须不漏水、不漏浆。振动下沉后无明显变形,卷口;焊缝无开裂现象;同时应测量其中心位置是否正确,护筒是否坚直,护筒中心与桩位中心偏差不得大于10cm(群桩)。
  5、泥浆循环系统
  采用优质粘土或膨润土造浆。岸上、鱼塘及浅滩部分开挖泥浆池、水上部分利用泥浆罐或泥浆船形成泥浆循环系统。施工开始前于泥浆池内按比例注水,投入粘土,必要时加入添加剂并调整泥浆指标符合要求。拌制一池浆后,从储浆池向孔内供浆。而排出的泥浆则携带钻渣进入回浆池,经缓流沉淀后上层泥浆回到储浆池,如此反复循环直至成孔。配置优质泥浆,每台钻机采用独立一套泥浆循环系统。钻孔过程中采用涡流泥浆处理器或BE250泥浆处理器对泥浆进行处理,对泥浆的质量进行监控。在一次清孔时如果泥浆指标较差,掺入添加剂按照现场情况调配好泥浆,以保证在下放钢筋笼的长时间内无泥浆循环的情况下保证不发生塌孔现象。
  6、钻机、冲机成孔
  钻机就位前需进行各项检查工作,就位时需安装平稳、定位准确,且对钻机和钻架进行水平和垂直校正。钻机开孔必须准确,且应慢速进行,冲击钻需用小冲程开孔,当护筒内深度达到全冲程后方可正常冲进。钻进过程中应经常掏取渣样,及时判明土层,且根据土层性质、钻机特点采用适当的冲程和泥浆浓度。通过护筒脚时应慢速钻进,当护筒脚为软弱土层时尤其应注意孔壁的稳定,防止漏浆及塌孔等现象。终孔:当达到设计终孔标高时,必须报监理工程师认可、签证,方可终孔,按照规定有必要时,用探孔器探测钻孔的垂直度。
  7、清孔及钢筋笼制作下放
  (1)一次清孔。钻进达到设计标高并经现场监理核定认可后,采用正、反循环法清孔,将孔底钻渣清除干净;清孔后孔底沉渣厚度符合规范及设计要求。
  (2)钢筋笼制作及下放。钢筋笼采用分节预制,现场接长。钢筋笼的制作严格按照设计图纸和有关规范的规定进行。钢筋笼起吊时采用2点起吊的办法以防止变形。
  
  
  钢筋笼的制作和吊放安装的质量控制指标
  8、二次清孔
  钢筋笼下放好后,下放灌注砼的导管,采用正、反循环方法清孔,以达到设计和招标文件技术规范孔底沉淀厚度的要求。经监理工程师检查合格后,进行水下砼的灌注。
  9、灌注水下砼
  导管选用无缝钢管制作,直径为25~30cm,其水密性、承压和抗拉性能都需符合要求,以保证砼灌注过程中不漏水,不爆管。漏斗、储料槽用8mm的A3钢板和型钢制成,容积需满足首批砼的灌注量。灌注水下砼要求导管埋深保持在2~6m之间,最终砼的顶面要高出桩顶设计标高80cm以上,以保证桩头混凝土质量。首批砼初凝的时间一定要大于桩的灌注时间。
  二、桥梁桩基础施工中常见的问题及防治办法
  在钻孔桩施工过程中常遇到的问题有:桩孔坍塌、桩孔倾斜、断桩等问题。
  3.1桩孔坍塌。
  可能造成桩孔坍塌的原因主要有:孔内泥浆压力不足、泥浆的比重太低、钻进速度过快导致泥浆来不及护壁、护筒埋设过短导致护筒下口孔壁坍塌等。防治办法:不同的地质条件,采用不同泥浆比重,确保泥浆具备足够的稠度,并且随时注意孔内泥浆的水头高度;根据不同地质情况调整钻进速度;当孔口坍塌时,可以拔出护筒回填、压实从新安装护筒进行钻进,当发生孔内坍塌时,首先确定坍塌位置,然后回填土至坍塌位置处以上2m,夯实回填土再钻进。
  3.2桩孔倾斜。
  造成桩孔原因主要有:钻机安装就位稳定性不足,作业时钻机因震动而发生移位,土层中夹有大孤石等情形。防治办法有:确保场地整平,压实;钻机开钻前检查钻机底座是否
  水平,施工过程中要经常检查钻机;当遇到土层中夹有大孤石时,需减慢钻进速度。
  3.3断桩
  断桩是钻孔灌注桩中可能会出现的重大质量问题,如果发生断桩,将会造成较大的经济损失,因此施工过程中必须做好防治措施,避免产生断桩事故。防治办法有以下几点:在灌注混凝土时,必须使用水密性好、不漏水的导管,并严格按照水密性试验的编号逐节安装导管。在条件容许的情况下,尽量采用大直径导管;在灌注混凝土过程中,导管底部距离桩底不得过大,首批混凝土灌注时,必须确保导管埋入混凝土的深度超过1.0m米,上升灌注过程中导管的埋深要求控制在2~4m内;混凝土必须有良好的流动性、和易性;在提升导管时,需要通过测量混凝土的灌注深度,确定导管提升的高度,计算拆除导管的长度,一般情况下一次只能拆除一节导管。
  三、结束语
  影响桥梁桩基施工质量的因素较多,这其中有些是地质因素和自然因素,但更多是施工技术因素,因此需要施工人员加强施工技术的操作,严格按照操作规程进行,不能为了追赶工期而忽视质量。现场管理人员应加强测量,时刻注意施工中的异常现象,发现问题及时报告,通知技术人员现场解决。当桩基施工时产生问题时,要依靠科学的方法和施工经验,按预定方法来解决,不能蛮干,影响桩基质量。
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