金發柱(新疆北新路橋集團股份有限公司,新疆 烏魯木齊 830000)
公路橋樁基礎施工技術分析
金發柱(新疆北新路橋集團股份有限公司,新疆 烏魯木齊 830000)
當前我國的公路橋樁基礎施工中普遍用了鉆孔灌注樁技術。樁基礎本身的耐久性、穩定性、剛度和強度都必須符合橋涵設計的規范,保障整個公路橋的施工質量。文章以某公路橋樁基施工為例,詳細地分析了公路橋樁基礎施工的施工工藝,對樁基基礎施工中的關鍵控制點進行了分析。
樁基礎 鉆孔灌注樁 施工工藝
當前我國已經有了比較成熟的鉆孔灌注樁技術,鉆孔灌注樁技術被普遍地應用到了公路橋樁基礎的施工中。在公路橋樁基礎的施工都必須保障樁基礎本身的各項性能符合橋涵設計規范,這是由于樁基礎必須對上部荷載進行承擔,并將上部荷載傳給地基,保障公路橋的穩定。在平原中比較容易就位鉆孔灌注樁成孔所需的鉆機,能夠滿足循環鉆機的成功需要,因此廣泛地使用到了鉆孔灌注樁技術。本文結合工程實例長期分析了公路橋樁基礎施工技術及其關鍵技術控制點。
本文以某公路特大橋作為例子,該公路特大橋全長超過2500米,是一項國道公路的控制性工程。該公路特大橋的橋樁均為嵌巖樁設計,屬于鉆孔灌注樁。該項目的難點和關鍵工程就在于樁基礎,其具有以下施工特點:橋位區位于季節性凍土區,具有較大的凍土上限,很容易受到溫度變化的影響。橋位區集中了較多的不良地質現象,例如粉細砂土液化、巖溶、裂隙、斷層、層間剪切、構造破碎等,不利于施工控制。橋位區具有較大的河床高差,受到河流動態遷徙的影響,河流的洪水期和枯水期具有較大的水位落差。鉆孔平臺的設計和施工會受到凍脹現象的影響。該公路特大橋的樁徑大、橋樁較長,具有較高的施工技術要求。橋位區的自然環境比較脆弱,具有較高的環保要求。
受到挽近構造和和誰的影響,該勘查區具有不連續的凍土平面分布,河流融區主要位于現代河床及其兩側50米的范圍內,構造融區位于活動斷裂帶附近。本工程中的地質環境不穩定因素主要包括風沙、冰錐、泉水、地震、新構造活動等。
以該地區的特征為依據,將總體施工方案確定下來。根據施工期的施工水位和河床特點,將搭設鋼管樁得鉆孔平臺鉆孔方案確定下來,鋼棧橋的施工要在枯水期完成,水中鉆孔平臺施工要在汛期完成。鋼護筒的搭設工作要以平臺和棧橋為依據,進而進行鉆孔,這是為了避免鉆孔施工受到水位的影響。墩位處的不良地質包括流沙、河床巖面不平和溶洞,因此確保樁基施工到順利完成是整個施工方案的關鍵控制點。
公路橋樁的基礎施工工藝的關鍵點主要有泥漿護壁、鉆進速度、鉆孔校核、清孔、制作和安裝鋼筋籠以及混凝土澆筑[1]。
3.1 泥漿護壁工藝
由于該公路橋地樁基礎施工區具有較厚的砂卵石地層,因此鉆孔施工的成敗收到泥漿性能和循環系統管理的影響,在施工的過程中要使用泥漿護壁工藝。主要做法為科學的設計泥漿配合比,從而對泥漿的性能進行保障。其次還要建立泥漿循環系統,這是由于本項目具有較高的環保要求,泥漿循環系統主要由串聯空的樁基護筒、泥漿處理器和自制泥漿罐組成,使泥漿對環境的影響減少。施工的效率和進度都會受到泥漿護壁效果的影響,只有保障泥漿具有優質的性能,才能取得良好的護理效果,從而提高成功效率[2]。在該工程施工中各根樁持續了較長時間的作業,沒有發生坍塌事故。
3.2 鉆進速度的控制
在進行鉆孔施工中要確保鉆機在嵌入基巖時保持鉛垂狀態有一定的難度,很多因素都會對其造成影響,例如巖面傾斜、巖面缺少過渡風化層、較高的巖石強度、較大的樁徑、較大的樁孔深度等等。如果鉆進過快,則會導致難以形成足夠強度的泥漿護壁,造成塌孔事件;如果鉆進過慢,盡管可以取得較好的成孔效果,但會對施工進度造成影響。經過試驗將每次專輯的速度確定為40至50厘米,在該速度范圍內能夠較好的發揮泥漿的保護作用。要對樁孔上部的坍塌進行控制還要重視水頭壓力,要確保護筒底部低于水位高度兩米左右。當鉆頭進入砂層時就要放慢鉆進速度,防止有活塞在鉆頭和鉆頭底部形成而引起坍塌。
3.3 鉆孔校核
在施工的過程中要對樁孔是否填寫進行判斷有以下一些方法。首先要對鉆機的運行狀態進行觀察,注意鉆機是否出現了不正常的跳動。其次要對滬筒和導向環的觸碰情況進行觀察,樁孔偏斜時孔壁和導向環往往會激烈的碰擦。第三,要對樁孔是否偏斜進行判斷還可以對鉆桿的偏斜角度進行測量[3]。
3.4 清孔
很多施工單位都對注入和鉆孔這兩個工序比較重視,事實上鉆孔注入樁還會受到清孔的影響。清孔的目的在于對原鉆孔內的泥漿水進行抽換,從而使泥漿水的含砂率、粘度和疏密程度降低,并將鉆渣掃除干凈。這是由于如果有過后的沉淀土留在樁底,會使樁的承載能力降低。在施工中當達到了設計樁底標高時就要將鉆頭提出,使成孔樁保持三十分鐘的靜止,使泥漿中的沙礫進行沉淀。進而可以對樁底進行清孔,使泥漿密度達到穩定程度。
3.5 制作和安裝鋼筋籠
鋼筋籠的制作與安裝要適應鉆機施工的成功速度。要快速地灌注水下混凝土,對鋼筋籠進行保護,將旋挖鉆機成孔快的優勢發揮出來。要分段下放鋼筋籠,避免其出現變形和扭曲。使用粗直螺紋螺母進行鋼筋籠主筋的連接和加工。要將成孔后的擱置時間縮短,在成孔后的1.5小時內下鋼筋籠,避免出現塌孔。
3.6 澆筑混凝土
將導管下放后對孔底沉渣厚度和泥漿指標進行檢查,如有需要可以進行二次清孔,如果符合要求則可以進行混凝土灌注。18至22厘米為適宜的水下灌注混凝土塌落度,丈量實際的孔深和導管下入長度,使其與孔底保持40至50厘米的距離,并且確保導管下入孔保持居中的位置。在連續灌注混凝土的過程中要對混凝土的上升高度進行經常性的測量,以此為據對導管進行提升和拆卸。
當前的鉆孔灌注樁技術已經比較成熟,能夠滿足橋涵設計的各項規范,而且具有施工便利的特點,在公路橋樁基礎施工中得到廣泛的應用。公路橋樁基礎施工對于整個公路橋的施工質量有著直接的影響,在鉆孔灌注樁的施工過程中要采用有效的措施保障鉆孔灌注樁的成樁質量。
[1]連萬飛. 樁基礎橋梁斷樁存在的問題與防治分析[J]. 黑龍江科技信息. 2013(29)
[2]龐龍強. 橋梁樁基礎施工及控制要點[J]. 科技致富向導. 2013(09)
[3]崔志勇. 淺談樁基礎施工及注意事項[J]. 黑龍江科技信息. 2013(08)
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1007-6344(2015)04-0179-01
金發柱(1977年-),男,漢族,甘肅工程師,主要從事公路施工技術