灌注樁與預制樁在道路橋梁施工中的應用

張勇

(安徽省公路工程建設監理有限責任公司，安徽 合肥230051)

道路橋梁工程是基礎建設的重要組成部分, 也是逐步完善我國交通網絡的主要載體, 對我國經濟發展和人民生活改善意義重大。因此, 道路橋梁工程的服務質量和服務年限至關重要,這就要求道路橋梁工程的基礎強度和承載力必須滿足社會日益發展的基本需求。灌注樁與預制樁是常用的兩種提升道路橋梁工程基礎強度和承載力的技術方法, 但其施工條件和使用環境存在較大差別。基于此, 本文以灌注樁與預制樁為研究對象,分析其在道路橋梁施工中的應用, 為提升工程施工質量提供參考。

1 灌注樁與預制樁特征對比

灌注樁與預制樁是提升道路橋梁工程基礎強度和承載力的重要技術方法,在道路橋梁工程施工中的應用極為廣泛,但二者施工條件和適用環境差別較大, 包括施工上的差別和適用條件上的差別兩個方面。其中,施工上的差別包括:①灌注樁是在施工現場通過施工過程成型的, 而預制樁是在工廠中制作成的加工產品;②灌注樁在施工過程中需要先進行鉆孔再灌注成樁,而預制樁是將成品通過錘擊等方法擊入地下; ③灌注樁的施工對環境破壞相對較大,且施工過程中包含了較多的隱蔽工程,使得灌注樁的施工質量控制難度大;而預制樁的施工較為環保,施工質量更易控制,但錘擊噪音大;④在其他條件相同時,預制樁的直徑相對較小,因此施工速度較快。

此外, 灌注樁與預制樁在適用條件方面具有較大的差異,其中,預制樁的適用條件主要包括:①多適用于目標持力層上部為松軟地質體結構,且無堅硬夾層的巖土體結構中;②若目標持力層的頂面相對穩定,則利于預制樁的施工,能夠有效的避免多次接樁問題;③當基礎施工需要大面積樁基工程,則宜選擇預制樁,不僅施工流程相對簡單,而且施工速度快,能夠有效控制成本;④預制樁是在工廠中制作而成的成品, 因此利于水下樁基工程使用;⑤預制樁屬于早期預制形成,因此在工期較緊的條件具有優勢。灌注樁的適用條件包括:①沉管灌注樁,其適用條件基本與預制樁的適用條件一致,常用于住宅區建設工程,在道路橋梁工程中的應用相對較少;②水鉆孔灌注樁,常用于道路橋梁工程的樁基施工中,但是一般不在碎石、砂石或者濕陷性黃土巖土體結構中使用;③挖孔灌注樁,對施工環境的安全有極高要求,因此一般在地下水豐富的地區不常用, 這是由于在成孔過程中容易出現塌孔、涌水、有害氣體等災害出現,對孔內施工人員的安全影響較大,此外在砂土層、碎石層、淤泥層等工程地質條件不好的環境中也不宜使用;④螺旋鉆孔灌注樁,主要用于無水的施工環境中,但由于該樁基的樁長限制明顯,一般無法穿過卵礫石層;此外,由于螺旋鉆孔灌注樁屬于干鉆孔樁,因此對環境污染較小且施工周期較短。

2 灌注樁在道路橋梁中的應用

2.1 施工前的準備工作

施工前的準備工作至關重要,包括施工資料準備和施工場地準備兩個方面。施工資料準備包括擬建區域的施工圖紙、擬建區域的水文地質條件、工程地質條件和周邊地下管線分布資料以及周邊既有建筑的構筑現狀,為優化施工方案提供支撐依據。施工場地準備主要指的是對可能影響樁基工程施工的各類設施進行遷移,一般包括高架線路、地下管線等,做好建設區域排水系統、沉淀池、循環池等,并對各類水準點、控制點進行測量布設,為進一步開展樁基施工奠定基礎。此外,應加強施工材料的檢查工作,如鋼筋的型號、規格等參數是否滿足設計要求等,對水泥型號等檢查,確保混凝土型號滿足設計強度要求;同時,做好材料進場記錄,防止偽劣產品進入施工場地,進而影響灌注樁的施工質量,為道路橋梁工程埋下質量安全隱患。

2.2 灌注樁的施工流程

灌注樁的施工流程主要包括:①根據擬建區域巖土工程地質條件以及建筑物質量要求等選擇合理的樁型; ②根據樁型進行鉆孔,完成后對鉆孔進行清洗,將鉆孔中的碎石、油污等清除干凈;③根據選定的樁型制作鋼筋籠,選擇的鋼筋規格、型號等必須滿足設計要求,當制作的鋼筋籠直徑較大時,為了有效防止鋼筋籠搬運和吊裝過程中出現變形等問題, 一般可在鋼筋籠中安裝支撐裝置解決,并在其下部安裝墊塊;同時,鋼筋籠的安裝必須確保吊裝的垂直度,盡可能的避免與孔壁碰撞,若安裝的鋼筋籠長度較大時,可采取分節吊裝的方式進行,并且主筋的接頭處應預留一定的長度;④混凝土灌注,鋼筋籠吊裝完成后進行混凝土灌注,混凝土配比必須嚴格按照試驗所獲參數進行配比,混凝土灌注嚴格按照操作流程執行,并及時做好養護工作,確保混凝土強度達到設計要求,因此需注意以下方面,一是若在水下環境中進行混凝土灌注時,應采用導管法灌注;二是當鉆孔中滲水量較小時,多采用串筒進行混凝土灌注,并采用分層振搗的方式搗實;三是若鉆孔中無水或者水體可疏干, 則可采用短護筒直接投料;四是多采用泵送的方式灌注直徑較大的灌注樁; ⑤注重灌注樁的施工質量,主要從以下幾個方面著手,一是對鉆孔質量進行驗證,直至鉆孔規格符合設計要求后開始灌注; 二是對灌注混凝土配比嚴格控制,確保混凝土強度滿足設計要求;三是混凝土振搗密實度必須達到設計要求,否則可能出現混凝土分層等現象,進而影響灌注樁質量;四是單樁灌注必須保持灌注的連續性,否則容易出現斷樁現象。

3 預制樁在道路橋梁中的應用

預制樁在道路橋梁中的應用主要包括以下幾個方面: ①沉樁參數的確定,主要指的是沉樁阻力,以擬建區域的巖土工程地質條件為基礎,結合預制樁的樁型、深度以及接頭等規格參數,進行壓樁試驗,確定土質、目標持力層深度、樁間距等參數,為提高樁基施工奠定基礎;②樁頂墊材選擇,樁頂墊材能夠影響沉樁精度并且對樁帽保護有重要意義,在樁基施工中起緩沖作用,同時墊材的緩沖作用能夠使得沉樁過程中所施加的壓力更均勻,能夠有效的避免了預制樁局部受力過大導致樁身損壞, 一般選擇橡木、樺木作為墊材;③預制樁的運輸、堆放與起吊,預制樁的強度必須達到設計的100%及以上時才能出廠,在預制樁起吊過程中必須嚴格遵循“輕吊輕放”的原則,防治預制樁碰撞,在起吊時繩索與管樁的夾角應大于45°,同時預制樁的堆放區域必須確保場地的平整性和堅實性,并做好排水系統;預制樁的堆放高度(即層數)應結合預制樁的強度以及場地承載力等綜合因素確定,一般來說,預制樁的堆積高度應不超過5 層;預制樁堆放過程中必須做好墊木設置,每層預制樁必須使用墊木將其隔開,并在預制樁兩側設置木楔,防治預制樁滾落等現象發生;④預制樁的壓樁與接樁,若采用靜壓法沉樁時,則一般采用分段進行和逐段接長(焊接法或漿錨法)的方式進行,若發現預制樁損傷時必須及時修復;在預制樁接樁過程中,首先對下節管樁的頂部進行檢查,若存在頂部損傷時應及時修復, 同時將下節管樁頂部的雜質清理干凈, 當上節管樁到位前應將接頭處的污跡、碎石等清理干凈;沉樁過程必須保持連續,中斷時間應盡可能短,壓樁的順序應嚴格按照施工設計進行,確保沉樁質量達標;此外,若在壓樁過程中發現預制樁變形時,必須及時更換預制樁,確保預制樁質量達標。

結束語

綜上所述,道路橋梁工程施工的質量對道路橋梁的服務質量和服務年限影響極大,對區域經濟發展具有明顯的促進意義,因此加強道路橋梁工程的施工質量控制意義重大。想要提高道路橋梁工程的施工質量, 必須確保道路橋梁工程的基礎強度和承載力滿足設計要求,此時對基礎施工質量要求更高,鑒于此,本文對常見的灌注樁與預制樁進行對比分析, 主要論述了適用條件等,為更好的控制道路橋梁工程施工質量提供參考。