浅谈管柱基础施工

王立鹏,宋宝志

(黑龙江省龙建路桥第五工程有限公司)

当水文地质条件较复杂,特别是深水岩面不平、无覆盖层或覆盖层很厚时,采用管柱基础比较合适。管柱基础的结构,可采用单根或多根形式,使之穿过覆盖层或溶洞、孤石,支承于较密实的土壤或新鲜岩面。管柱基础施工系在水面上进行,不受季节性影响,能尽量使用机械操作,从而改善劳动条件,提高工作效率,加快工程进度。管柱基础是我国于1953年修建武汉长江大桥时所首创的一种新型基础形式,随之在前苏联、日本与欧美等国先后应用。

管柱基础主要由三部分组成,即承台、多柱式柱身和嵌岩柱基。按承台的高低分为低承台管柱基础和高承台管柱基础两类。施工时是否需设置防水围堰,对施工技术的要求将有重大的差别。需要设置防水围堰的管柱基础,其施工较为复杂,技术难度较高。

管柱一般包括管柱体、连接法兰盘和管靴三部分。管柱体有钢筋混凝土、预应力混凝土和钢管柱三种。钢筋混凝土管柱适用于入土深度不大于 25m,下沉振动力不大的条件,其制造工艺和设备较简单。预应力混凝土管柱下沉深度可超过 25m,能承受较大的振动荷载,管壁抗裂性强,但制造工艺较复杂,需要张拉设备等。管柱系装配式构件,分节制造,管节长度由运输设备、起重能力及构件情况而定。直径1.55m,管节长度有 3m、4m、5m、6m、9m、12m几种;直径3.0m、3.6m、5.0 m、5.8 m,管节长度有 4m、5m、7.5 m、10m几种;钢管柱管节长度有 12～16 m。表 1提供了钢筋混凝土管柱管节主要尺寸。表 2为预应力混凝土管柱主要技术指标。预制的管柱管节属于薄壁构件,应提高混凝土的强度和密实度。预制管柱宜采用离心、强振或辊压以及高压釜蒸养等工艺。管节下沉前,应遵循施工规范要求,严格检验管柱成品的质量,根据成品管节检验资料及设计所需每根管柱长度,组合配套,做好标志,使整根管柱的曲折度满足设计要求。

表 1 RC管节主要尺寸

表 2 预应力混凝土管柱主要技术指标

管柱下沉应根据覆盖层土质和管柱下沉深度等采用不同的施工方法,如有:振动沉桩机振动下沉;振动与管内除土下沉;振动配合吸泥机吸泥下沉;振动配合高压射水下沉;振动配合射水、射风、吸泥下沉等。按照土质、管柱下沉深度、结构特点、振动力大小及其对周围建筑设施的影响等具体情况,规定振动下沉速度的最低限值,每次连续振动时间不宜超过 5m in。管柱下沉到设计高程后,钻岩与清孔等工序按钻孔桩有关规定进行。管柱内安装钢筋骨架、填充水下混凝土及质量检查应符合下列规定。

(1)钢筋骨架应按设计要求的埋置深度安装。

(2)用垂直导管法填充水下混凝土应符合的要求是:

①为防止孔壁坍塌或流沙淤入孔内,每孔钻岩完成后,应迅速进行清孔和填充水下混凝土;

②要避免填充水下混凝土时,砂浆流入相邻钻孔内;

③为使钻孔混凝土和孔底岩体黏结良好,开始填充混凝土前可用高压射水、射风或其他办法冲起残留渣物,在渣物尚未沉淀时,立即浇筑混凝土;

④导管埋入混凝土的深度不宜小于 1.0m,但也不宜过大,应尽量促使导管周围混凝土流动,防止混凝土开始硬化时与导管黏结成块。

(3)管柱内填充混凝土的质量检查要求如下:

①混凝土强度应符合设计要求;

②管柱群桩基础应有不少于 10%的管柱做钻探检查,钻探孔的深度应至管柱钻孔底以下 0.5m,并在混凝土芯取出后立即用水泥浆封孔;

③混凝土与岩层间应无残留渣物,且黏结良好;

④混凝土芯样外观应良好,各区段取芯率一般宜大于90%。