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桥梁工程桩基施工工艺及常见问题的处理方法
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-11-06 16:37:19
摘要:作为桥梁工程建设中的重要组成部分,桩基施工的施工质量直接影响着桥梁工程的安全性和使用性能,本文简要分析了桩基施工中的常见问题,并就桩基施工中的常见问题提出了一些解决方法供参考。 
关键词:桥梁 桩基 施工工艺 
  一、工程简介 
  株洲市白石港(建设路桥-彩虹桥段)边坡整治工程位于白石港与湘江汇合口处,白石港右岸,岸坡坡高13.5-14.0m,坡顶为沿江路(城市交通道路),坡脚为白石港河床,坡顶高程为43.9-44.1m,坡脚高程为27.0-28.0m。其原始地貌属于湘江Ⅲ级阶地,白石港Ⅰ级阶地。施工现场坡度为1:0.75左右,场地地层自地面向下依次为:第四系人工填筑土,层厚1.2-5.2m;冲积堆积粉质粘土,层厚1.1-1.6m;白垩系神皇山组泥质粉砂岩。 
  根据该滑坡的地质条件和变形破坏机理,本工程采用桩锚结构联合抗滑锚杆进行综合处治。具体布置为在沥青路面的边缘设置一排人工挖孔抗滑桩,支护长度135米,桩数54根,其中抗滑桩为直径1.2m圆形截面,桩身长度14m,嵌固段(入岩石)长度7m,桩体主筋采用HRB335级钢筋,主筋直径为Ф25,箍筋为光面钢筋,直径为Ф8,桩身为C25砼浇筑,钢筋净保护层厚度为50mm。抗滑桩护壁厚度为每边150mm,采用C25砼,内配Ф8钢筋网片。桩顶设连系冠梁,截面尺寸0.5*1.3m,主筋直径为Ф25,砼强度为C25。 
  二、桩基施工工艺及常见问题处理方法 
  整个工程主要技术难点在于:首先,边坡含水量大,孔壁土体稳定性差。工程区为湘江河东风光带白石港出口段建设项目,在勘察范围及勘探深度内,主要地下水为上层滞水和裂隙水。上层滞水赋存于人工填筑土和冲积堆积粉质粘土交界处,由于位于该岸坡下自来水管道多次破损,致使上层滞水水量较大,导致孔壁土体稳定性较差。其次,孔壁土体含水量高,施工气温低,护壁砼质量难以保证,由于土体含水量高,桩周摩擦力小,护壁砼易塌落。本工程施工期间正处于冬季(平均气温0度以下),导致护壁砼早期强度发展较慢,强度较低,不利于施工安全。本工程共计54根桩,计划分两批开挖,第一批桩共27根,计划成孔时间为15天左右,根据工期要求,施工中计划安排9个班组,每个班组负责3根桩,配备3套钢模板,每天完成3米。根据以上安排,护壁砼拆模时间最长24小时,如何确保冬季施工的护壁砼在24小时内达到足够的强度,并确保稳定,不发生塌落,是保证本工程桩孔开挖施工安全的关键。 
  1施工准备 
  施工工作开始以前,施工方和主要技术人员应对各个桩孔进行逐个排查,对施工前的各个准备环节进行彻底的检查,对施工实施人员进行必要的安全技术方面的教育培训工作,对场地进行平整、夯实,条件允许时,将原地面挖至基顶标高,以减少挖孔及护壁数量;平整完毕后,精确放样桩位,从桩中心位置向四周引出四个桩心控制点。 
  2挖孔以及护壁砼的质量控制 
  2.1桩孔挖掘过程中,每掘进1米,就进行一道混凝土护壁。护壁采用内齿式护壁,护壁下口直径比上口直径大5cm,护壁上口直径不得小于设计桩径。护壁混凝土强度要与桩身砼标号相同,以保证桩身护壁的整体稳定性和安全性为主。壁厚15cm,因而桩孔开挖直径控制为桩基直径+30cm,上下层护壁间要保证有5-10cm的搭接长度。开孔的孔圈中心线与桩的轴线相对应,且偏差应严格控制,桩顶设防雨棚,严禁外来水进入桩内。 
  2.2可采用钢模板(或木模)拼装组合成混凝土护壁模板,一边拆一边使用,这样就可以循环使用,混凝土护壁模板不需要单独的支撑,只需要上下各使用一个钢圈,钢圈之间用专用扣扣紧。护壁砼在孔外采用机械搅拌,再用吊桶送入孔内进行浇灌,浇筑时,先用钢钎插捣后,再用锤敲打护壁模板,以保证砼密实。护壁中按设计要求放置护壁钢筋网。护壁砼为C25,由于施工时正值冬季,日平均气温低于零度,高于-5摄氏度,我们采用42.5号水泥和适当添加早强剂的方案,很好的提高了混凝土的早期强度,确保了护壁砼的稳定,经过现场试验的砼配合比数据为:水泥:水:砂子:石子:早强剂=350:190:620:1210:3.0(早强剂剂量控制在水泥质量的2~3%左右),经试验发现终凝时间提前1个小时左右,24小时强度可达到早期强度的80%左右。 
  2.3挖孔桩一般采用人工镐头开挖,风化松软岩及岩石时采用风镐开挖或适当的弱爆破技术。孔内爆破时,现场其他孔内作业人员必须全部撤离,并以钢板覆盖孔口。混凝土护壁边挖边护,以确保施工安全和孔壁稳定。为确保结构尺寸,挖孔尺寸比设计尺寸边大5~10cm。挖孔桩施工时配足抽水设备,水量较大时采用井点降水。 
  2.4在挖掘粉质粘土层的时候,由于该层含水量较大,摩擦力较低,施工中采取向护壁土层中横向打入0.5-0.8米的楠竹,浇筑在砼护壁中,提高护壁的摩擦力,同时上下节护壁的钢筋还要做好搭接,使护壁砼筒体形成整体。如果地层中出现淤泥或涌土涌砂等不良地质情况时,护壁在采取钢筋砼护壁方式的同时,支护高度降低至0.3-0.5米一模,每模护壁的淤泥土中先打入一米长Ф16螺纹钢筋,间距200mm,在钢筋的间隙中塞入扎好的草束或纤维袋等挡土,然后迅速放置钢筋网和支模,浇注砼。成孔过程中,地面派专人修通排水沟,及时排掉桩孔内抽出的水,从桩孔内挖出的废土或石渣不能堆放在桩的周边和边坡土,开挖的土方可向边坡下倾倒和堆放。 
  3 灌注 
  桩基混凝土灌注过程中可能存在的的问题主要有导管堵管、导管进水、钢筋笼上升、灌注坍孔和埋管这几种现象。 
  3.1导管进水。开始灌注首批混凝土时应注意:在导管口设置砂球,灌注过程要连续紧凑,并严格控制拆除导管的间隔,尽可能缩短,中途切忌停顿。当导管内含有空气,导致混凝土不满时,徐徐灌入后续混凝土。避免整个的灌入漏斗和导管,在导管内形成气囊,使混凝土灌不下去。在灌注过程中,灌注时间、混凝土面深度、导管埋深、导管拆除等,均指定专人,用专用表格记录。   3.2桩基施工中管堵塞的情况:在砼面处于井孔中水面以下不很深的情况下,导管进水时,可采用底塞隔水的方法,并加一定的压力重新插入导管或将导管插入砼中,将导管中的水抽出或提出水,再恢复灌注。可将导管埋置深时(3~5m)可提升导管,猛提猛落,上下串动,导管埋置浅时(0.5~1m)晃动导管,移动导管,震动。 
  3.3钢筋笼被迫向上抬升。钢筋笼被迫上升的主要原因是混凝土冲出了导管底口,对钢筋笼产生向上的顶托力,造成其被迫向上抬升; 
  3.4埋管。埋管多是由于施工操作不当造成的,一是导管埋入砼面过深,灌注速度慢,砼初凝固。二是由于导管法兰盘挂上钢筋。当导管埋入砼面时应不能超过6米,加快灌注速度,缓凝时间4~6小时;采用丝扣连接导管,备用一套导管、小潜水泵、小于导管直径的提筒。 
  3.5 断桩。断桩的原因主要有两点,一是灌注时过度提高导管,以至底部脱离砼层,导致导管过高,灌注过程当中,施工人员应严格遵守操作规章流程,慢慢起升导管,提升过程应匀速平稳。二是由于灌注质量差。发生以上状况时,首先灌注前做好检查工作,制定有效针对性的预防措施,灌注过程当中施工人员严格遵守操作规章流程,保证灌注作业连续紧凑。其次加强砼质量的管理。然后砼初凝前可采用冲刷法亦或是沉管法等接桩法,砼初凝后可采用嵌入式或者冲刷法接桩位。 
  4 桥梁桩基施工质量控制 
  4.1 对桩的垂直度和直径,每段检查,发现偏差,随时纠正,保证位置正确。每一段桩孔挖好安装护壁模板时,用桩心点来校正模板位置,垂直度偏差控制在0.5%以内。 
  4.2挖孔至设计持力岩(土)面时,及时通知有关各方进行鉴定。符合设计要求后再行进行入岩挖掘或进行扩底端施工。 
  4.3 扩底时,为防止扩大头处塌方,可采取间隔挖土扩底措施,留一部分土作为支撑,待浇筑砼前再挖。 
  4.4遇到流动性淤泥或流砂时,孔圈护壁的施工可以:减少每节护壁高度为0.3~0.5 m,或用钢护筒,无法奏效时,迅速用砂回填桩孔到能控制塌孔为止,并速报有关技术部门及设计单位处理。易塌段应即挖、即验收、即灌注护壁混凝土。开挖流砂严重的桩孔,应先将附近无流砂的桩孔挖深,使其起集水井作用,集水井应选在地下水流的上方。仍不奏效则改为钻孔桩施工。 
  4.5 一圈砼灌完后,必须及时将接口处砼密实填入,表面压光,对漏水现象及时加以堵塞或导流,防止孔外水渗入,影响后序开挖。 
  5、对地下水情况的分析和处理 
  经分析地勘资料和现场实际情况,我们发现渗水层主要集中在地表以下5~7m处,为确保该区域土体稳定,保证桩孔开挖安全,我们采取了如下处理措施: 
  5.1对地下水量不大的桩孔,我们选用潜水泵抽水,边抽水边开挖,成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁,然后继续下一段的施工。 
  5.2当水量较大,当用施工孔自身水泵抽水,也不易开挖时,采取对周围桩孔同时抽水,以减少开挖孔内的涌水量,并采取交替循环施工的方法,组织安排合理,达到了很好的效果。 
  5.3为了便于井内组织排水,在透水层区段的护壁预留泄水孔(孔径于水管外径相同),以利于接管排水。通过以上措施,很好的解决了土体含水量大的问题,确保了孔壁土体的稳定。 
  三、小结 
  公司在施工过程中严把质量、安全关,通过精心组织、合理安排、均衡生产、加强协调,确保各分项工程按计划完成,从而达到整个工期目标。 
  参考文献 
  1 方俊丰;人工挖孔作业桩基施工应用探讨[J];中国新技术新产品;2010年01期 
  2 汪卫;灰岩地区桩底地下暗河连通溶洞综合处理技术[J];企业科技与发展;2010年02期 
  3李祝龙;公路钢波纹管涵洞设计与施工技术研究[D];长安大学;2006年
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