山东某桥梁桩基施工技术探讨

张文星

摘 要:本文基于笔者多年从事桩基施工的相关工作经验,以笔者曾经参与的山东某桥梁桩基工程为研究背景,研究探讨了水下桥梁桩基施工中的要点,重点讨论了钢筋制作与水下混凝土灌注施工方法,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词:工程实践桥梁桩基施工要点

中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)07(c)-0136-01

桩基在施工过程中存在较多不可预见因素,这是因为施工的隐蔽性造成的,其经常出现一些问题也就不可避免,如果这些问题不及时解决,将直接影响到桩基的工程质量,给工程造成损失。桥梁桩基础是桥梁的重要部位,其质量的好坏直接影响到整座桥梁的工程质量。因此,桥梁桩基施工不仅需要利用已有的先进科学技术,还需要丰富的施工经验,对施工中出现的问题及时进行处理,以避免工程质量事故的发生。

1 工程概况

某桥梁工程,主桥桩基为45～55m的桩基础,主桥桩基位于某河道,该河道水深约为6～7m,该段地质条件十分复杂,施工难度大。

2 准备阶段施工要点(图1)

2.1 场地平整

场地位于旱地时,清除现场杂物,硬化场地。场地位于浅水时,采用筑岛法(引桥),场地位于深水时,采用钢管桩施工平台法(主桥)。平台必须平整,连接牢固。

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,做出明显标记。深水桩基的定位由钢护筒定位架固定。

2.3 埋设护筒

护筒采用钢护筒,水上主墩钢护筒用12mm厚钢板卷制,在顶部和底部用12mm钢板加固,直径2.5m的钢护筒用14mm厚钢板卷制,其余则用10mm厚钢板卷制。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,高出最高施工水位或地下水位1.5～2.0m。旱墩护筒周围50cm范围内黏土夯实,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,水上主墩护筒应沉入局部冲刷线以下不小于1.0～1.5m。

2.4 钻孔泥浆

在开钻前,应选择和备足良好的造浆黏土或膨润土,科学选料配制,泥浆比重1.1～1.2,泥浆粘度一般地层为16Pa·s～22Pa·s。含砂率必须小于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做适当布置,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 钻孔施工要点

施工机具就位前,必须认真地进行检修,易损部件筹备足够的备货。对施工道路、用水管路、电力路线应综合考虑布置,以免相互影响;钻机就位,必须使其底座支持平衡,支垫平衡,支垫物不要压在护筒上。对于采用冲(抓)钻具的钻架必须用缆绳或斜撑予以加固。回旋转钻机就位必须用水准尺校核,保证钻机起重滑轮、转盘中心、护筒中心在一条垂直线上,偏差不得大于2cm。钻进过程中,必须每班次进行对中核对,防止移位。钻进作业必须连续,不得长时间停钻;钻孔过程中,应随时根据地质情况控制钻进速度,经常观察孔内情况,保证护筒内有足够的水位高度;钢筋骨架制作时要严格质量要求,尽量在每节端头加设加固十字撑。

4 钢筋制作和水下混凝土灌注施工要点

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一个,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合站集中拌和,混凝土运输车运送。混凝土拌合物应检查和易性、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:a.导管下口至孔底的距离一般为20～40cm;b.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1.0 m;c.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;d.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小,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。

5 结语

桩基施工质量关系到整个桥梁结构的工程质量,桩基施工过程中,遇到预想不到的难题也是不可避免的,这就需要工程师根据具体情况,及时采取有效的处理措施。对于桩基施工中经常出现的施工质量问题必须在钻孔过程中及水下混凝土灌注过程中予以防治,唯如此方能保质保量地完成桥梁桩基的施工任务。