时间:2023-03-30 11:36:54
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地面河涌桥,桥宽42米,两向8车道,为城市主干道。桥两侧存在大量管线、管道。如采用地面托换方式,要交通疏解,管线改迁,河道断流,且存在跨河道的虹吸管,施工难度非常大。为降低施工成本,减少施工工期,采用矿山法隧道衬砌结构托换群桩基础施工技术进行施工。即先采用矿山法进行桩基托换处理,再采用盾构法进行剩余隧道施工。
二、施工技术原理
在地下采用矿山法开挖方式开挖出桩基托换空间,将侵入隧道或地下空间设施的既有桩基与新建地下衬砌结构相连接,然后待衬砌结构强度达到100%强度后,再将既有桩基沿衬砌结构面切断。利用新建的地下结构承受既有桩基传输向下的力,受力结构采用托换拱的形式。
三、施工工艺流程及操作要点
(一)施工工艺流程
隧道衬砌结构托换群桩基础施工工法施工流程主要有施工准备、矿山法施工及桩基保护--既有桩基钻孔、植筋--绑扎托换拱结构钢筋---混凝土浇筑--截桩施工。
(二)操作要点
1.施工准备
a.做好地质、管线调查,确定施工方法及方案;
b.组建施工班组、进行岗位培训、做好技术交底;
c.做好材料采购、设备选型与配置等准备工作;
d.托换桩基位置及附近布设监测点,监控桩基托换过程中的沉降情况。
2.矿山法施工
隧道衬砌结构托换群桩基础施工工法采用矿山法开挖露出桩基,矿山法开挖施工与常规的矿山法施工相同。需要注意以下几点要求:
a.根据现场地质情况
采用不同的施工方法。建议采用上下台阶或上中下3台阶法;地质围岩自稳能力相当差时,建议采用CD或CRD施工方法。
b、遭遇软卧地层
可采取超前小导管注浆方式进行超前加固。超前小导管长度2.5~3.0m,浆液采用水泥+水玻璃双液浆,浆液水灰比0.8~1.0,水玻璃波美度38。
c、根据地质情况采取不同的开挖方式
地质较硬时,可采取松动爆破的方式进行土方开挖;地质较软时,采用人工+机械开挖方式进行土方开挖。桩基周围采用人工开挖方式进行开挖,以减少对桩基的扰动。
d、土方开挖过程中
如果发生桩基沉降现象,必须对桩基周围进行注浆加固,待沉降得到控制后,再进行开挖施工。加固方式采用钢花管注浆加固方式进行。
3.桩基钻孔及植筋
a、钻孔
桩基全部露出后,在衬砌结构钢筋对应位置的桩基上钻孔,钻孔工具采用手持水钻或风钻。由于地下桩基直径一般较大,且隧道衬砌结构一般呈拱型,故钻孔采用两侧往中间对钻的方式进行施工,使钢筋以弧形的方式顺利穿孔通过。钻孔数量、孔径及角度应满足设计要求。为方便钢筋顺利穿过,钻孔孔径控制在结构钢筋主筋直径的1.5倍左右。一般分2种:外层钻孔供1根主筋穿过,钻孔孔径控制Φ50mm;内层钻孔供2根主筋穿过,钻孔直径控制Φ70mm。每处钻孔完成后,使用高压空气将钻孔内吹干净、吹干燥,然后利用砂浆泵对钻孔填充M15微膨胀水泥砂浆,砂浆稠度控制在60~80mm,砂采用中砂。钻孔充填密实后,将结构钢筋穿过钻孔,并进行密封处理。
4.托换梁钢筋绑扎
既有桩基的钻孔及植筋施工完成后,进行新建衬砌结构的钢筋绑扎施工。绑扎施工过程中,将桩基上的植筋锚入托换拱的钢筋中,形成整体。桩基中心两侧各750mm范围内结构钢筋应适当加强,增加箍筋设置。钢筋锚入的位置,不得有钢筋焊接接头存在.
5.托换梁混凝土浇筑a模板安装
由于桩基与隧道相对位置不固定,桩基段衬砌结构无法采用台车进行模板支护,衬砌结构模板采用55型1.2X0.3m定型组合钢模板,施工缝挡头模采用收口网封堵;模板主次梁楞分别采用预制工18工字钢楞及100X100mm方木;模板支架采用?48×3.0mm扣件式钢管脚手架满堂式布置;脚手架纵、横、竖向钢管之间采用直角扣件连接,与剪刀撑斜杠采用旋转扣件连接;脚手架立杆底部下垫10mm厚200X200mm钢板,立杆顶部及横向水平杆两端设置U型可调托撑。b混凝土浇筑衬砌结构混凝土采用商品混凝土,混凝土强度及抗渗等级根据设计要求确定。混凝土采用直接泵送入模方式进行混凝土浇筑施工,浇筑过程中同时进行振捣作业。衬砌模板安装过程中预留混凝土浇筑窗口,浇筑窗口布置形式为:于隧道两侧拱底、拱墙、拱顶分别预留3处窗口,于隧道拱顶设置混凝土浇筑管;浇筑窗口及浇筑管共设置3环,分别沿隧道纵向1/6、3/6和5/6浇筑长度处设置。混凝土浇筑窗口及浇筑管设置。
6.洞内截桩
托换的隧道衬砌结构混凝土达到设计强度的100%后,对侵入隧道净空内的桩基进行截除施工。桩基截除可采用绳锯或凿除等方式进行。截桩施工遵循“先截断,再外运,后破碎”的原则。为方便运输,每段桩基的截除长度控制在1.5m左右,通过龙门吊垂直运输至地面后采用油压炮机进行破碎。a截桩作业平台托换梁混凝土浇筑完成后,靠近桩基附近的2~3排脚手架暂时不拆除,进行加设剪刀撑、连接件、脚手板等必要的加固,以用作截桩施工的作业平台使用。b截桩施工为防止桩基截除过程中桩基倒塌,进而破坏作业平台,造成操作人员伤亡,桩基按照从下往上的顺序逐段进行截除施工。采用绳锯或人工手持风镐由下往上截除桩基。c断口处理桩基截断后,衬砌结构内的桩体断口必须及时沿二衬内轮廓打凿平整,然后使用砂浆找平、密封,避免断口部位处的衬砌钢筋以及桩基主筋长时间暴露而锈蚀。
7.测量与监测
确保工程建设安全的关键是全过程监测桩基的沉降情况,及时测量桩基的沉降情况,并与分析计算值比较,及时反馈指导设计和施工。(三)检测及结果隧道衬砌结构托换桩基基础施工过程处于安全、稳定、快速、优质的可控状态。托换过程中,对地面及桩基沉降进行了监测,实测最大沉降-15mm,小于设计的30mm沉降要求。
四、结束语
1.1地质情况
望东长江公路大桥位于k0+00~k11+443。主桥桥位区存在不良地质现象并伴有特殊性岩土,有软土、风化岩和液化砂土、崩岸、断裂层。桩基应穿过强风化灰岩及砾岩置于中风化灰岩、中风化砾岩之中。前期勘探堪明主桥区域有溶洞发育情况,其中42#墩、43#墩桩位处尤为明显。43#墩过渡墩标高从上到下地质情况依次为:标高-5m至-11.6m为粉细砂层,标高-11.16m至-17.16m为淤泥质粉质粘土层,标高-17.16m至-32.76m为粉细砂层,标高-32.76m往下为中风化白云质灰岩,其天然抗压强度66Mpa。42#墩标高从上到下地质情况依次为:标高-3m至-11.76m为粉细砂层,标高-11.76m至-15.66m为粉质粘土层,标高-15.66m至-23.46m为粉细砂层,标高-23.46m至-26.56m为淤泥质粉质粘土层,标高-25.56m至-32.16m为粉细砂层,标高-32.16m往下为中风化白云质灰岩,其天然抗压强度50Mpa。
1.2溶洞地质勘探情况
前期勘探发现主桥区域有溶洞发育情况,部分桩基探出有3~4层溶洞,其多为填充或半充填溶洞(半充填溶洞中多为流~软塑状的粘性土或含泥粉细砂充填),其中过渡墩(42#墩)、辅助墩(43#墩)位置处尤为明显。对42#墩、43#墩的地质勘探报告发现:部分桩基探出有3~4层溶洞,其多为填充或半充填溶洞(半充填溶洞中多为流~软塑状的粘性土或含泥粉细砂充填)。(1)43#墩的3#、4#、5#、7#、8#、9#孔有溶洞,见洞率为33.3%,多为填充半填充溶洞。其中43-5#探明有一个7.8米的大溶洞,溶洞无填充物,这给施工带来极大的困难。(2)42#墩的1#、3#、7#、10#孔有溶洞,见洞率为40%,多为半填充及填充溶洞。
2工程预处理方案
根据地勘报告,42#墩、43#墩共有10个溶洞。大部分为1m~3m的有填充物的中型溶洞,另有一个7.8m的无填充物的大溶洞,部分溶洞如42-3#、42-5#有多层的珠串式类型的溶洞。根据不同的溶洞类型以及地质情况,我们分别制订了不同的处理方案。
2.1抛填片石粘土筑壁法
该方法适用于溶洞内无充填或半充填且溶洞高度不大(一般在3m以内)时的情况。当存在严重漏水,护筒内水头高度不能保持时,可采用片石、粘土回填冲击(0.5~0.8m小冲程),使回填物充分密实,将漏浆处堵住后再使用小冲程继续钻进,形成人工泥石护壁。如此反复多次回填片石、粘土,反复冲击直至形成泥石护壁并不再漏浆为止,此法具有成熟的工艺流程。
2.2注浆固结法
先用正常方法冲孔,若出现泥浆面出现明显下降的情况,则迅速抛填片石、砂(碎)石和整包的水泥包,并及时补浆。然后用小冲程冲击钻机将片石挤压到溶洞外边形成外护壁,在片石空隙初步堵塞后,停止冲击。水泥浆液通过渗透作业板结固化砂、砾石等填充物,通过劈裂、挤密作用加固粘土填充物,对于半填充溶洞的空间,浆液通过充填作用填满溶洞。注浆固结法处理目的是为了加固填充物和填满溶洞空间并达到一定强度,防止钻孔施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生。待浆液中水泥强度达到2.5MPa后即可用冲击钻冲击成孔,顺利穿过溶洞。
3方案对比研究及实施
3.1方案比选
根据后续补堪情况和实际钻孔的经验,在处理中小型溶洞和融隙时抛填片石粘土筑壁法和注浆固结法效率高,费用低,施工方便易操作。而对于其中7.8m深度的大溶洞我们拟选择灌注C10砼填充预处理法。
3.2方案实施要点
(1)考虑到回旋钻操作麻烦,不能及时处理溶洞,拟采用JK-15型冲击钻机成孔,配备3.0m直径钻头。(2)在钻孔顺序的选择时,首先应选择未勘测出溶洞的孔位开钻,以最大程度地降低危险,并可有效的阻断各溶洞间的贯通。对于其中的特大型溶洞,应放在最后处理。另外为确保平台安全度汛,优先上游侧成桩。(3)在钻进中应时刻关注护筒内液面变化,防止钻进过程中碰到融隙发生漏浆塌孔的危险。一旦发现护筒内的浆液面下降,须迅速采取措施,补充浆液。现场配备两台60m3/h的给水泵,可随时为护筒内补充浆液。按照上述布置每小时可往孔内补浆120m3,冲击钻冲孔泥浆比重大,可同时往里面补水,即每小时补给量至少达到120m3,可防止泥浆面突然下降。(4)对于1~3m的中小型溶洞,拟采用抛填片石粘土筑壁法。岩中钻进时必须控制钻进速度,正常地段冲程控制在3m以内,在击破溶洞前50cm位置处,或处理溶洞时改用0.5~0.8m小冲程,防止卡钻。当相邻桩发现溶洞存在时(相邻桩基未处理),在同一标高位置放慢进尺,加强观察,防止溶洞贯穿。一旦溶洞击穿,须在第一时间往护筒内补浆,并根据实际情况抛填粘土和块石。由于事先在两个墩子的支栈桥上储备有充足的黄土、块石和水泥,并且起重设备履带吊、浮吊、装载机24小时待命。所有溶洞都得到了及时妥善的处理。
4结语
关键词:钻孔灌注桩 ; 质量问题;防治措施
钻孔灌注桩在房桥梁工程得到了广泛的应用。钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的,其施工过程无法观察,成桩后也不能进行开挖验收。施工中的任何一个环节出现问题,都将直接影响整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大经济损失和不良社会影响。必须防治在钻孔过程中及水下混凝土灌注过程中经常出现的施工质量问题,保质、保量地完成桩基施工任务。
一、钻孔过程中出现的施工质量问题及防治措施
1、护筒冒水。
护筒外壁冒水,严重的会引起地基下沉,护筒倾斜和移位,造成钻孔偏斜,甚至无法施工。
造成原因:埋设护筒的周围土不密实,或护筒水位差太大,或钻头起落时碰撞。
防治措施:在埋筒时,坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实;在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0~1.5m的水头高度;钻头起落时,应防止碰撞护筒;发现护筒冒水时,应立即停止钻孔,用粘土在四周填实加固。若护筒严重下沉或移位时,则应重新安装护筒。
2、孔壁坍陷。
钻进过程中,如发现排出的泥浆中不断出现气泡,或泥浆突然漏失,则表示有孔壁坍陷迹象。
造成原因:孔壁坍陷的主要原因是土质松散,泥浆护壁不好,护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。
防治措施:在松散易坍的土层中,适当埋深护筒,用粘土密实填封护筒四周;使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和粘度;保持护筒内泥浆水位高于地下水位。搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁;钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。成孔后,待灌时间一般不应大于3小时,并控制混凝土的灌注时间,在保证施工质量的情况下,尽量缩短灌注时间。
3、缩颈。
缩颈即孔径小于设计孔径。造成原因:塑性土膨胀。防治措施:采用优质泥浆,降低失水量。成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片,在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩颈,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
4、钻孔偏斜。
成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。造成原因:钻机安装就位稳定性差,作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致;地面软弱或软硬不均匀;土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。防治措施:先将场地夯实平整,轨道枕木宜均匀着地;安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线,钻杆位置偏差不大于20cm。在不均匀地层中钻孔时,采用自重大、钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时,钻速要打慢档。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。钻孔偏斜时,可提起钻头,上下反复扫钻几次,以便削去硬土,如纠正无效,应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上,重新钻进。
5、桩底沉渣量过多
造成原因:清孔不干净或未进行二次清孔;泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起;钢筋笼吊放过程中,未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底;清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。
防治措施:成孔后,钻头提高孔底10-20cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于30分钟。采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度,不要用清水进行置换。钢筋笼吊放时,使钢筋笼的中心与桩中心保持一致,避免碰撞孔壁。可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度,减少空孔时间,从而减少沉渣。下完钢筋笼后,检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,则应利用导管进行二次清孔,直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为30~40mm,应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上,以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣,达到清除孔底沉渣的目的。
二、水下混凝土灌注过程中出现的施工质量问题及防治措施
1、卡管。
水中灌注混凝土过程中,无法连续进行灌注混凝土的现象。造成原因:初灌时,隔水栓堵管;混凝土和易性、流动性差造成离析;混凝土中粗骨料粒径过大;各种机械故障引起混凝土浇筑不连续,在导管中停留时间过长而卡管;导管进水造成混凝土离析等。防治措施:使用的隔水栓直径应与导管内径相配,同时具有良好的隔水性能,保证顺利排出。在混凝土灌注时,应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过实验室确定,坍落度宜为18~22cm,粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4,且应小于40mm。为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性,导管使用前应试拼装、试压,试水压力为0.6~1.0MPa,以避免导管进水。
2、钢筋笼上浮。
钢筋笼的位置高于设计位置的现象。造成原因:钢筋笼放置初始位置过高,混凝土流动性过小,导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升;当混凝土灌至钢筋笼下,若此时提升导管,导管底端距离钢筋笼仅有1m左右时,由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼的上浮;由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇注时间较长,已接近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定的握裹力,如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上升。防治措施:钢筋笼初始位置应定位准确,并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度,缩短灌注时间,或掺外加剂,防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小,混凝土接近笼时,控制导管埋深在1.5~2.0m。灌注混凝土过程中,应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深,当混凝土埋过钢筋笼底端2~3m时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上。严禁把导管提出混凝土面。
3、断桩。
【关键词】钻孔灌注桩;施工技术;桥梁工程
1引言
基础施工属于桥梁工程建设的主要构成部分,基于桥梁工程的特殊性,促使基础施工项目复杂程度较高,且工程量也相对较大,为确保整体施工质量,需要在施工技术选择、施工过程控制等几个方面加强管理。本文主要针对桥梁工程的钻孔灌注桩基础施工技术的应用进行了探究,钻孔灌注桩施工技术属于桥梁基础施工环节中常用技术之一,其优势体现在工艺流程简单、安全性高、承载力高等几个方面。
2钻孔灌注桩基础施工要求
钻孔灌注桩施工结构如图1所示,钻孔灌注桩基础施工的要求包括以下几个方面:(1)骨架存放与运输方面。钢筋骨架的存放需要确保施工环境的平整及干燥,在存放期间各加劲筋与地面接触位置均需要做好铺垫,且骨架各节需要依照一定顺序进行摆放,便于后期装卸。在运输期间,需要加强对骨架的保护,避免在运输过程中基于碰撞而出现变形情况。(2)护筒方面。护筒的埋设属于基础施工环节之一,需要确保护筒平面位置与垂直角度的准确性,同时还需要确保护筒周围与护筒底脚的紧密度及防水效果等[1]。(3)骨架起吊与就位方面。在骨架起吊与就位过程中,首先需要确保骨架不会受到损伤,其次为控制就位点的精准度。
3钻孔灌注桩基础技术在桥梁工程中的应用流程
3.1工程简述
以Y桥梁工程为例,整个桥梁长度约为15266m,为双向四车道,宽度约为25m。在基础施工过程中,选择钻孔灌注桩基础施工技术,实践证实对于此种技术的应用有助于对成本的控制,且技术的适应性较强,施工工艺较为简单。
3.2埋设护筒
一般条件下,护筒内径应大于桩径约30cm,且在护筒周围需要设置加劲筋,上端加设1道溢浆口。Y工程的护筒埋设施工环节中,结合工程需要,其深度需要控制在1.5m之内,顶部高出施工地面约0.3m,高出地下水位约1.5m。另外,施工期间需要维持护筒的垂直状态,其中心与设计中心桩基础中心偏差要控制在50mm之内,倾斜度误差控制在1%之内。埋设施工完成后,需要对护筒的角度进行调整,确保位置无误后进行回填及固定,避免后续钻孔施工期间护筒出现下降的情况[2]。
3.3钻孔施工
结合Y工程来讲,在钻孔施工环节中,Y工程选择泥浆护壁,泥浆构成材料为黏土、水、添加剂,依据一定比例进行配制[3]。钻孔实际施工之前,需要明确开孔位置,尽量以匀速缓慢钻进,开动泥浆泵同步循环钻进,钻进期间需要对钻进尺寸进行严格控制。钻进到护筒底部时,需要应用低档慢速钻进策略,在钻头或导向部位完全进入地层后,转变为快速钻进策略。
3.4钢筋笼安装
钢筋笼制作期间,需要将钻架高度及设计尺寸作为参考,选择分节、整体制作手段,在整个制作施工环节中,需要在清孔之前完成。钢筋笼分节制作可保障其不会出现变形情况,但各节之间接头需要错开。在钢筋笼外侧应设置垫块,结合实际施工情况,横向分布4个,竖向分布间隔距离为2m。若钢筋笼存在节点不良或是弯曲等情况,将会导致钢筋笼与桩孔的接触过紧,为此,需要在制作期间严格控制钢筋笼的精准度[4]。
3.5混凝土灌注
混凝土初次灌注期间,工程选择连续关注方式,具体操作为:混凝土到场后,结合预先设定的方案明确初次灌注质量,将充足的混凝土放置到漏斗中,快速打开阀门,促使混凝土能够快速下落,确保其可在压力充足的条件下将套筒中的水压出,且借助中和水的压力,确保混凝土顺利封底。初次灌注完成后,综合施工设备及施工环境条件等调节灌注,在混凝土初步凝固前完成整个灌注施工。
4结语
【关键词】桥梁工程;桥梁桩;钻孔灌注桩;施工技术
1引言
随着我国基础设施建设的逐步完善,桥梁建设工程也呈现出繁荣化的发展现状,对钻孔灌注桩施工技术的研究与优化起着积极的促进作用[1]。由于该种技术的应用影响着桥梁桩建设的质量,故而本文将该种施工技术作为具体的研究内容,通过施工案例,分别从桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术的准备工作以及施工技术的具体过程
2方面对钻孔灌注桩施工技术进行详细的研究与分析。
2施工案例
本文以A市NG桥梁的建设作为具体施工案例。该NG桥梁的主线施工桩号为K15+482.269~K19+102.258,其从路线前进方向向左偏角,其具体的设计角度为90°[1]。该桥梁全长1459.147m,下部结构使用桩基础,上部结构使用预应力混凝土连续箱梁以及预应力混凝土装配式箱梁,具体桥梁桩施工中使用钻孔灌注桩施工技术。
3桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术的准备工作
3.1施工场地的准备
在具体的准备过程中,施工场地的准备工作主要应实施以下几步骤的准备工作:(1)应对施工场地进行基础的清理,利用大型的施工设备对场地进行基础清洁,保障后续各项施工的便捷性以及安全性;(2)应对保障施工场地的平整性,由于钻孔灌注桩施工技术的实施需要平整度较好的施工场地,故而应利用压土机等具有压实作用的施工机械对施工场地的平整性进行提升,为钻孔设备的具体施工提供良好的施工环境,保障钻孔设备安装的准确性以及具体的施工效果[2];(3)可以利用钢管对桥梁施工架设的平台进行搭建,进而保障钻孔灌注桩施工技术的施工效果。
3.2施工器具的准备
由于钻孔灌注桩施工技术的设施离不开钻孔器具。故而在对施工的器具进行准备时应重点对钻孔的器具进行准备。在具体的准备过程中应对以下几方面的器具准备要点进行重视:(1)保障钻孔器具的选择以及审核工作的质量,在器具选择中具有相应的选择工作流程、标准与制度,通过工作流程、标准与制度的遵守能够极大程度地提升器具选择的工作质量[3];(2)应对工程器具的具体需求情况进行清晰、明确的了解,进而保障钻孔器具的适宜性;(3)应对钻孔器具本身的质量以及性能进行重点关注,进而保障具体钻孔与成孔施工步骤的质量与效果。
4桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术的具体过程
4.1钻孔与成孔
在钻孔灌注桩施工技术的具体施工过程中,其钻孔与成孔的施工步骤格外重要,决定着后续施工步骤的质量与效果。在钻孔与成孔施工过程中,主要应对以下几方面的施工步骤进行遵守:(1)在对适宜的钻孔器具进行选择后应进行提锥以及落锥的施工。该种施工过程是持续地对基础孔洞进行开钻的过程。(2)在对基础孔洞进行开钻后,施工人员还应利用适宜的冲击设备对已经钻出的孔洞底部进行多次的冲击,进而保障孔洞周围土壤中的石块能够碎化,并逐渐在器具较为强大的冲击力下能够化成浮渣。(3)对在对孔洞周边的石块与泥土进行浮渣碎化施工后,应对施工后行的浮渣进行清理。该种清理工作能够在一定程度上提升孔洞本身的洁净程度,进而避免在后续的施工过程中出现避免浮渣堵塞的问题,保障后续孔洞施工的环境清洁,保障其后续的施工质量。(4)将孔洞内部的浮渣进行碎化并清理后,还应对孔洞进行反复的钻孔施工。该种施工流程能够对孔洞的标准化程度进行提升,对孔洞的合格性进行保障。
4.2钢筋笼的具体施工
在钢筋笼的具体施工过程中,主要应对以下几方面进行重点关注:(1)应对钢筋笼的骨架焊接质量进行重点关注。骨架焊接质量影响着钢筋笼使用的稳定性以及承载能力,进而影响桥梁基础桩的稳定性与施工安全性。故而应对钢筋笼的骨架焊接质量进行保障。(2)应对钢筋笼的吊点选择进行重点关注。在吊点选择中,应选择加劲筋与主筋的链接处作为具体的吊点。(3)应对钢筋笼的具体吊装施工进行重点关注。由于钢筋笼的重量较大,其吊装不仅需要大型的吊车机械进行辅助,而且还应对吊装过程中的钢筋笼位置固定情况以及适宜情况进行保障。
4.3钢筋混凝土的灌注
钢筋混凝土的灌注是钻孔灌注桩施工中的重要环节,不仅影响着整体桥梁桩的施工质量与效果,而且对于桥梁的承载力以及稳定性也具有重要影响。在具体的施工过程中,首先应将钢筋笼的位置进行固定,并实施密封性试验,以保障混凝土灌注的质量与效果。其次,应对施工所需的漏斗以及隔水栓进行安装,以保障钢筋混凝土灌注施工的便捷性。而后,在灌注中应对混凝土才材料进行选择,利用流动性较好的混凝土进行施工,进而保障施工的质量。最后,施工完毕后应利用混凝土养护技术对钻孔灌注桩进行养护。
5结语
Abstract: Along with the rapid economic development of our country, the people's living standards improve continuously, the whole society to the transport infrastructure for construction is more and more high, especially for the construction of the bridge demand is also increasing, which Interchange Bridge Bridges in application of a model can be called. This paper combined with PuDing a communication bridge construction design example, through the analysis of the general situation and overpasses exchanging the preliminary design execution, the bridge's design and construction techniques is studied and analyzed, and finally sums up the relevant conclusions and recommendations.
关键词: 互通式立交桥;施工技术;研究;结论和建议
Key words: Interchange Bridge;construction technology;research;conclusions and recommendations
中图分类号:U44 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)31-0124-02
0 引言
随着我国现代化进程的不断加快,社会对交通等基础设施的建设需求也越来越大,其中桥梁是公路、城市道路、铁路的重要组成部分,是一个国家工业和技术水平的综合体现,尤其对于大型互通立交桥来说,对于我国经济发展都具有重要意义,可以称为生命线工程。互通式立交是公路干线交叉的主要方式之一,更是交通设施的重要构造物之一,互通式立交桥不仅对于保证交通行车安全和服务水平,以及节约土地和改善交通景观方面都有着促进作用,而且对于改善交叉路通有着十分重要的意义。因此,本文以普定某互通式立交桥为例,根据其特征选择合理的设计方案,重点对互通式立交桥的施工技术进行分析和研究。
1 桥梁施工背景总述
本互通式立交桥工程为上跨主线而设,上部构造为25+2-35+25m现浇预应力混凝土连续箱梁,桥墩采用双柱式圆柱墩,扩大基础;桥台为重力式U型桥台,扩大基础;中心桩号为匝道AK0+542.000。初步设计普定互通式立体交叉为主线上跨匝道,上部构造为20+25+20m预应力混凝土连续箱梁,桥梁全长82m,下部构造桥台采用重力式U型桥台、桩基础及扩大基础,桥墩采用双(三)柱式墩、桩基础。施工阶段,根据路线纵坡的优化调,普定互通式立体交叉修改为主线下穿,桥梁上跨主线,上部构造为25+2-35+25m预应力混凝土连续箱梁,为普定互通式立体交叉A匝道跨线桥。
2 桥梁施工设计分析
互通式立交桥在施工设计时一般采用的设计基准期为100年,桥梁上部构造采用空间结构程序进行计算,而桥台及基础可以采用自编程序进行计算,上、下部构造均采用现浇施工,具体施工设计如下:
2.1 桥型布置 针对本桥设计标准高、施工技术复杂的特点,现提出对其部分关键施工技术进行研究,以求提出一些切实、可行的施工方案。桥梁上部构造为25+2-35+25m现浇预应力混凝土连续箱梁,桥墩采用双柱式圆柱墩,扩大基础;起点岸桥台为重力式U型桥台,扩大基础,终点岸桥台位重力式U型桥台、承台桩基础。桥梁全长136m,桥梁起点桩号为匝道AK0+242.000,桥梁终点桩号为匝道AK0+378.000。本桥平面桥梁起点至匝道AK0+326.090位于圆曲线上,匝道AK0+326.090至桥梁终点位于缓和曲线上,曲线半径R=298.079m,缓和曲线参数A=88.675。本桥纵坡部分位于竖曲线上,变坡点桩号为匝道AK0+330,变坡点高程为1227.877,变坡前纵坡为2%,变坡后纵坡为-3%,竖曲线要素为R=4000m,T=100m,E=1.25m。
2.2 上部构造 本桥上部构造为25+2-35+25m现浇预应力混凝土连续箱梁,箱梁截面采用单箱双室截面,悬臂长度2m;跨中腹板厚0.45m,端部加厚为0.7m;跨中顶板厚0.25m,端部加厚为0.5m;跨中底板厚0.22m,端部加厚为0.42m;底板梁高1.9m。桥台支座采用GPZ6SX盆式橡胶支座,共4套,1号桥墩左侧桥墩采用GPZ15DG盆式橡胶支座1套,右侧桥墩采用GPZ15DX盆式橡胶支座1套,2号桥墩左侧桥墩采用GPZ15DX盆式橡胶支座1套,右侧桥墩采用GPZ15SX盆式橡胶支座1套,3号桥墩左侧桥墩采用GPZ15DX盆式橡胶支座1套,右侧桥墩采用GPZ15SX盆式橡胶支座1套。桥面铺装采用100mm改性沥青混凝土+100mmC50聚丙烯纤维混凝土,桥面横坡由桥面铺装和箱梁横坡共同调节完成。伸缩缝位于两岸桥台台口,全桥共设2道D80型伸缩缝。
2.3 下部构造 桥台均为重力式U型桥台,扩大基础或桩基础,扩大基础要求地基容许承载力不小于0.4MPa,桩基础应嵌入中风化岩层深度不小于3.6m要求基岩饱和单轴抗压强度标准值不小于10MPa。桥墩采用双柱式墩,桩基础,桥墩直径1.8m,桩基础应嵌入中风化岩层深度不小于6m要求基岩饱和单轴抗压强度标准值不小于10MPa。
3 桥梁施工技术研究
3.1 箱梁施工技术 箱梁采用满堂支架施工,每次应搭起整孔支架同时应严格控制支架的沉降,浇筑混凝土前应对支架进行预压,以减少非弹性变形并检验支架的承载能力,预压重量不得小于箱梁的恒重,带支架沉降稳定后方可施工。支架搭设完后,在墩柱及台身上用经纬仪准确放支座中心点位置,并按设计图纸要求安装支座;预拱度f =f1+f2,式中f1为支架弹性变形,f2为梁体挠度预拱度。支架搭设完成后,应对支架进行预压,预压荷载不小于梁体钢筋砼重量的1.2倍;最大值设在梁的跨中,并按抛物线形式进行分配,计算出各点的预拱度值后,通过支架上的可调丝杆顶托或对底座进行调整,然后在预压前先测量支点标高,砂袋用吊机吊放到支架上。箱梁采用满堂支架施工,每次应搭起整孔支架同时应严格控制支架的沉降,浇筑混凝土前应对支架进行预压,以减少非弹性变形并检验支架的承载能力,预压重量不得小于箱梁的恒重,带支架沉降稳定后方可施工。
3.2 钢绞线张拉施工技术 钢绞线张拉施工中在混凝土强度达到设计值的95%时进行张拉,张拉时对称、均匀,分次完成,张拉前做好预应力钢铰线、夹片、锚具等试验工作,而且在安装千斤顶时,先用人工将牵引钢绞线穿过波纹管,然后再机械牵引整个钢丝束,平稳牵出钢丝束工作长度,要两端基本一致;在张拉预应力钢束时,采用张拉吨位和伸长值进行双控,当预应力钢束达到张拉控制吨位时,实际伸长量与理论伸长值的误差应控制在6%之内,施工时应确保锚垫板与该垫板下的预应力束垂直,实际引伸量应扣除钢束的非弹性变形影响;在钢绞线布筋时,如发生预应力钢束与钢筋或钢筋与钢筋之间互相干扰,应本着普通钢筋给预应力钢束让位、构造筋给主筋让位、细钢筋给粗钢筋让位的原则适当移动;施工时箱梁顶板、底板的上、下层钢筋及腹板的内、外层钢筋之间应采用Φ12mm短钢筋固定绑扎成整体,箱梁在绑扎钢筋、浇筑混凝土过程中,严禁踏压波纹管,防止其变形,影响穿束及张拉。
3.3 张拉压浆施工技术 张拉压浆施工技术非常关键,在预应力钢束张拉完成后应立即进行压浆,管道压浆应确保密实,施工现场应确认压浆密实后方可停止压浆,压浆结束后,立即用高压水对箱梁进行冲洗,防止浮浆黏结,影响封锚混凝土黏结质量。孔道压浆采用C50水泥浆,要求压浆饱满,预应力管道定位筋应设置准确,管道半径小于50m时每隔0.5m设置一处,其余部分每隔1m设一处,管道的连接必须保证质量,应杜绝因漏浆造成预应力管道堵塞。在顶、底板采用分层浇筑施工时,分层面宜选择在腹板高度的1/3~1/2(距底板)之间,自底板混凝土浇筑起应在两天内完成顶板混凝土的浇筑,最好在底板混凝土即将初凝前开始浇筑顶板混凝土。为满足上述要求,现浇主梁预应力钢束必须待混凝土强度达到设计强度的85%后,且混凝土龄期不小于7天,方可张拉,并且分段浇筑,以免影响结构受力,减少因顶、底板混凝土龄期差别造成顶板和翼缘板混凝土的收缩裂缝。
4 结论与建议
互通式立交桥的设计施工关系到工程的整体质量和安全,必须在技术方面予以重视,本文针对此桥梁所采用施工技术运用了合理的结构形式,采用了箱梁上部管道压浆的技术手段,满足了桥梁的设计需求,提高了桥梁施工的整体质量和安全。由于在具体施工中会遇到各种各样的问题,因此,对于这种方法提出相应的施工技术解决方法,具体建议如下:①在箱梁施工中,浇筑时应捣实混凝土,特别是锚下、普通钢筋密集处及波纹管下方的混凝土,防止出现蜂窝状。②在桥梁钢绞线张拉时给油、回油工序必须缓慢平稳的进行,防止出现滑断丝现象,而且钢绞线张拉后及时对其作画线标记并进行定期观测。③对于箱梁上部张拉压浆施工中已张拉好而尚未压浆的梁体,严禁剧烈震动,以防预应力钢绞线裂断而酿成重大事故。综上所述,在互通式立交桥的施工过程中,应当根据图纸要求、施工设备、现场施工条件、等各方面情况综合考虑,认真、谨慎的做好每一道施工工序,采取积极有效的措施,在保持施工进度的前提下最大限度地保证整个互通式立交桥施工的质量和安全。
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【关键词】高层建筑;桩基础;施工技术;结构性
随着城市化进程的不断加速,城市的人口数量得到了大幅增长,但由此也带来了相应的社会矛盾。有限的土地与不断增长的人口之间的平衡逐渐变得微妙起来,为了满足人们的正常用地需要,人么开始向空中或者地下进行发展,以图开拓出更充足的用地空间。在这样的大背景下,大量的高层建筑被建造出来。与此同时,现代科学技术的发展以及新材料、新工艺以及新设备的出现也为高层建筑的发展提供了重要的前提基础。当前我国高层建筑的基础通常会采用筏型基础、箱型基础以及桩基础等几类,其中又以桩基础的应用最为广泛。但是大多数的高层建筑都会设有地下室,所以在施工前应当做好基坑支护,以此来保证土方开挖以及地下室结构施工的正常进行。
一、施工前的准备工作
(一)施工现场以及周边环境的勘察
桩基础的施工方法包括预制桩和灌注桩两种。预制桩主要是通过锤击以及静压等方式将桩打沉入土。灌注桩则是就地成孔,然后于钻孔中放置钢筋笼、灌注混凝土成桩。桩基础的施工是一项较为严谨和复杂的工程,所以要做好施工前的准备工作。首先,就要做到对施工现场以及周围环境的仔细勘察,为后续的方案制定以及相关设备和工艺的选择提供重要的现实依据。对施工现场的勘察内容主要包括了现场的气候、地貌以及地形等相关自然条件,对成桩深度范围内的土层分布状况予以探清,还要对成桩区域中涉及的管线分布和距离的大小等各项细节性内容予以了解。
(二)技术准备
对施工现场进行了仔细的勘察之后,则要根据所得出的论据以及具体施工的特点来做好技术准备工作。要根据桩基础的相关状况来制定一套切实可行的施工方案,并对成桩的机械以及成桩的方法和施工的步骤、顺序等内容予以明确。与此同时,还要对施工的进度进行科学的规划,考虑到影响施工进度的各项因素,并做好意外情况的处理工作准备。最后,为了保证施工的质量还要对具体施工过程中的施工行为和相关的安全保障予以严格落实。
(三)现场准备
现场准备工作也是施工前准备工作的重要一部分,主要包含了清除现场障碍物以及场地的平整两大类。一方面,在施工前应对施工现场的场地进行相应的整理,对于不需要的或者是影响到了施工进行的障碍物予以清除,为成桩的施工提供一个良好的环境。另一方面,由于高层的桩基一般都是密集型的分布,所以为了能够保证桩基的垂直度,便于施工人员的走动,就要对整个施工空间进行平整。
(四)现场放线定位
桩基施工现场的轴线对于施工的质量具有重要的影响,因此要对轴线反复确认,以便于桩基施工作业时复核桩位。在定桩位的过程中,应当根据施工方格网实地定出控制线,而后依照所设计出的桩位图,把各桩进行标记,通过标记的不同来找到相应的桩位。在施放桩位时要注意观察桩位的尺寸,还应设置相应的样桩,来为桩机就位提供定位。同时,桩位的定量数据一定要经过反复核验,避免在定位步骤上出现失误。
二、 沉桩方法的选择
沉桩方法主要包含了预制混凝土桩和钢桩的沉桩以及关注成桩等几种。其中预制混凝土成桩和钢桩两类的沉桩方式大多采用锤击打入法以及静力压桩法等方法,有时也会根据施工的实际情况而选择震动沉桩方法。而灌注桩成孔方法则有泥浆护壁成孔、沉管成孔以及干作业成孔等几种方式。其中泥浆护壁成孔对于淤泥等土质具有很强的适应性;沉管成孔方式由于其操作方法的原因,会产生一定的噪音问题,所以在选择这类方法时要做到对环境的保护;而干作业成孔方式则可以根据土质的粘性和干燥度而细分出钻孔和人工挖空等两种方式。在这些沉桩方法中,灌注桩中的泥浆护壁成孔以及干作业成孔由于产生的不良影响相对较小,使得这两种方式广泛的应用在城市高层建筑中。
三、 桩基施工过程中所面临的质量问题
当前,由于许多施工方对于施工现场的勘察不到位以及具体施工方法不当等多种原因,使得我国城市高层建筑的桩基础施工面临着诸多质量问题。例如,由于打入预制混凝土桩时,会产生许多噪音问题和挤土现象,对环境造成一定的破坏。因此,许多施工方都会选用噪音等污染相对较小的钻孔方法。虽然钻孔方法在环保上具有明显的优势,但在具体的施工中却存在许多不足。钻孔灌注方法中的水下浇注混凝土的工艺性难度较大,且地下情况不易探清,故而极易在施工过程中产生技术上的误差,进而影响到桩基施工的质量。此外,造成桩基质量事故的原因还包含了测量放线错误、清渣不彻底以及灌注桩顶标高不足等多种因素。因此,相关的施工单位在桩基础的施工过成长,一定要对各项细节性工作予以把握,避免出现桩基础的质量事故。
四、 桩基事故的处理方法以及补救措施
为了更好地完成桩基础的施工任务,保证桩基础的施工质量,就要制定好桩基础事故的处理方法以及相应的补救措施。首先,这种处理方法应当具有事故分析处理的程序以及相对应的原则。在处理前应该对事故的性质和范围予以探明,做到有目的、有针对性的处理,并且要求参与处理工作的相关人员达成建议上的统一,为自身的建议负责。与此同时,事故处理中还应坚持时效性、安全性以及经济性等原则,根据事故发生的经验总结,避免日后再出现这类状况。而在事故处理方法的选择上,也可以根据事故的实际情况进行有针对性的选用。对于桩顶标高不足而产生的事故可以选用接桩处理方法;而对于钻孔距离过大,使得其承受能力不足以荷载时则可以选用补桩方法。这些手段只是在桩基础出现质量事故时而采取的紧急措施,为了最大程度上的避免出现质量事故,就要做到防微杜渐,对相关的员工予以充分的培训教育,通过人员素质的提升以及工程管理能力的提高来保证我国高层建筑的桩基础质量。
五、 结束语
建筑物的基础对于建筑的整体质量来说具有至关重要的影响,由于我国的国土面积颇为广阔,地质地形上的差异性十分巨大,所以在进行具体的施工时要选择适合实际情况的基础类型以及施工方法。此外,鉴于我国多数地区存在的地震危害,做好建筑物的基础工作显得更加重要。桩基础作为我国高层建筑的主要基础类型,其施工技术是否科学有效直接影响到了建筑的稳定性,对于维护我国人民的生命财产安全以及保证人们的生活质量都具有非常重要的现实意义。为此,一定要对高层建筑的桩基础施工技术予以充分把握,并随着社会的发展而予以不断完善。
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论文关键词:建筑工程桩基工程施工技术建筑行业
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
桩基础,是由基桩和联接于桩顶的承台共同组成。桩身全部埋于土中而承台底面与土体接触叫低承台桩基;桩身上部露出地面而承台底位于地面以上则叫高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。高层和大跨度的建筑中,桩基础应用广泛。常用的桩型主要有预制桩和灌注桩两大类。桩基的质量主要取决于勘察、设计、施工等诸多方面。工程地质勘察报告的是否详细准确、设计取值是否合理以及施工中的材料、工艺、设备等等都是影响桩基础工程质量的因素,稍有不慎,便会造成质量问题或事故。若处理不及或不当,就会给工程留下隐患。所以,对质量问题(或事故)的分析与处理是否正确得当,通常都会影响到建筑物的安全使用、工程造价以及工期。为了防止类似的问题发生,能否在桩基工程施工中对质量问题及隐患进行正确的分析与妥善的处理,就显得尤为重要。
一、建筑工程桩基工程施工常见的质量问题及原因分析
打桩工程施工工序多,影响桩基质量的因素较多, 一般有:a.工程地质勘察报告不够详尽准确;b.设计的合理取值;c.施工中的各种原因。在桩基施工中对质量问题及隐患的分析与处理, 将影响建筑物的结构安全。
常见质量问题类别及原因分析打 (压)桩工程常见质量问题有: 单桩承载力低于设计值, 桩倾斜过大、断桩、桩接头断离、桩位偏差过大等五大类。造成以上问题的原因:
1、单桩承载力低于设计要求的常见原因
a.桩沉人深度不足。b.桩端未进入设计规定的持力层, 但桩深已达设计值。c.最终贯人度过大。d.其他, 诸如桩倾斜过大、断裂等原因导致单桩承载力下降。e. 勘察报告所提供的地层剖面、地基承载力等有关数据与实际情况不符。
2、桩倾斜过大的常见原因
a.预制桩质量差, 其中桩顶面倾斜和桩尖位置不正或变形, 最易造成桩倾斜。b.桩机安装不正, 桩架与地面不垂直。c .桩锤、桩帽、桩身的中心线不重合,产生锤击偏心。d .桩端遇石子或坚硬的障碍物。e .桩距过小, 打桩顺序不当而产生强烈的挤土效应。f.基坑土方开挖不当。
3、出现断桩的常见原因
除了桩倾斜过大可能产生桩断裂外:其他原因还有三种:a桩堆放、起吊、运输的支点或吊点位置不当。b 沉桩过程中, 桩身弯曲过大而断裂。如桩制作质量造成的弯曲, 或桩细长又遇到较硬土层时, 锤击产生的弯曲等。锤击次数过多,如有的设计要求的桩锤击过重, 设计贯入度过小, 以致于施工时, 锤击过度而导致桩断裂。
4、桩接头断离的常见原因
设计桩较长时, 因施工工艺的需要, 桩分段预制, 分段沉人, 各段之间常用钢制焊接连接件做桩接头。其原因,还有上、下节桩中心线不重合; 桩接头施工质量差, 如焊缝尺寸不足等原因。
5、桩位偏差过大的常见原因
测量放线差错; 沉桩工艺不良, 如桩身倾斜造成竣工桩位出现较大的偏差, 打桩过程中,,施工单位切忌自行处理,必须报监理、业主, 然后会同设计、勘察等相关部门分析、研究, 作出正确处理方案,由设计部门出具修改设计通知。
二、 常见质量问题的处理措施
打(压)桩的过程中,如果发现质量问题,施工单位切忌自行处理,必须报监理、业主,然后会同设计、勘察等相关部门分析、研究,做出正确处理方案,由设计部门出具修改设计通知。对事故处理方案要求安全可靠,经济合理,施工期短,并对未施工部分应提出预防和改进措施。还应考虑事故处理对已完工程质量和后续工程方式的影响,比如在事故处理中采取补桩时,会不会损坏混凝土强度还较低的邻近桩等。事故应及时处理,防止留下隐患,避免事故的再次发生。桩基事故处理方法较多,但要对方案进行技术经济比较,选择安全可靠,经济合理和施工方便的方案。要根据现场实际情况选用最佳的处理方案。一般处理方法有补沉法、补桩法、送补结合法、纠偏法、扩大承台法、复合地基法等。下面分别作简要介绍:
2.1 补沉法
预制桩入土深度不足时,或打入桩因土体隆起将桩上抬时,均可采用此法。
2.2 补桩法补桩法
就是在会同设计、监理以及业主的意见,根据设计单位出具的补桩方案进行补打,但此种方法投资大、工期长,很难被各方共同认可。
2.3 补送结合法
当打入桩采用分节连接,逐根沉人时,差的接桩可能发生连接节点脱开的情况,此时可采用送补结合法。首先是对有疑点的桩复打,使其下沉,把松开的接头再顶紧,使之具有一定的竖向承载力。其次,适当补些全长完整的桩,一方面补足整个基础竖向承载力的不足,另一方面补打的整桩可承受地震荷载。
2.4 纠偏法
桩身倾斜,但未断裂,且桩长较短,或因基坑开挖造成桩身倾斜,而未断裂,可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位法处理。
2.5 扩大承台法
2.5.1 桩位偏差大。原设计的承台平面尺寸满足不了规范规定的构造要求,可用扩大承台法处理。
2.5.2 考虑桩同作用。当单桩承载力达不到设计要求,需要扩大承台并考虑桩与天然地基共同分担上部结构荷载。
3.5.3 桩基质量不均匀,防止独立承台出现不均匀沉降,或为提高抗震能力,可采用把独立的桩基承台连成整块,提高基础整体性,或设抗震地梁。
2.6复合地基法此法是利用桩同作用的原理,对地基作适当处理,提高地基承载力,更有效的分担桩基的荷载。常用方法有以下几种。
2.6.1 承台下做换土地基。在桩基承台施工前,挖除一定深度的土,换成砂石填层分层夯填然后再在人工地基和桩基上施工承台。
2.6.2 桩间增设水泥土桩。当桩承载力达不到设计要求时,可采用在桩间土中干喷水泥形成水泥土桩的方法,形成复合地基基础。
2.7 修改桩型或沉桩参数法
2.7.1 改变桩型。如预制方桩改为预应力管桩等。
2.7.2 改变桩入土深度。例如预制桩在贯入过程中遇到较厚的密实粉砂或粉土层,出现桩下沉困难,甚至发生断桩事故,此时可采用缩短桩长,增加桩数量,取密实的粉砂层(膨胀土层)作为持力层。
2.7.3 改变桩位。如沉桩中遇到坚硬的、不大的地下障碍物,使桩产生倾斜,甚至断裂时,可采用改变桩位重新沉桩。
2.7.4 变沉桩设备。当桩沉入深度达不到设计要求时,可采用大吨位桩架,采用重锤低击法沉桩。
2.8其他方法
2.8.1 底板架空。底层地面改为架空楼板,以减填土自重,降低承台的荷载。
2.8.2 上部结构卸荷。有些重大桩基事故处理困难,耗资巨大,耗时过多,只有采取削减上部建筑层数的方法减小桩基荷载。也有采用轻质高强的隔墙或其他材料代替原设计的厚重结构而减轻上部建筑的自重。
2.8.3 综合处理法。选用前述各种方法的几种综合应用,往往可取得比较理想的效果。
2.8.4 采用补桩,增加周边嵌固,防止或减少桩位侧移等。
论文摘要:现代的建筑工程施工中,采取桩基础,即节省了施工工期,又保证了工程质量,并取得了相应的经济效益和社会效益。本文就建筑工程施工中桩基的施工技术及发展应用进行简要论述。
随着现代科学技术的发展,桩的种类和桩基形式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法,都有了很大的演进。桩基已成为在土质不良地区修建各种建筑物特别是高层建筑,重型厂房和具有特殊要求的构筑物所广泛采用的基础形式。
一、桩基的实用与选择
对下列建筑工程要求情况,可以考虑选用桩基础方案:
不允许地基有过大沉降和不均匀沉降的高层建筑或其他重要建筑物。重型工业厂房和荷载过大的建筑物,如仓库、粮仓等。对烟囱、输电塔等高耸高结构建筑物, 宜采用桩基以承受较大的上拔力和水平力,或用以防止结构物的倾斜。对精密或大型的设备基础,需要减小基础振动、减弱基础振动对结构的影响,或应控制基础沉降和沉降速率。软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物,或以桩基作为地震区结构抗震措施。
当地基上部软弱而下部太深处埋藏有坚实地层时,最宜采用桩基。如果软弱土层很厚,桩端达不到良好地层,则应考虑桩基的沉降等问题;通过较好土层而将荷载传到下卧软弱层,则反而使桩基沉降增加。
总之,桩基设计应该注意满足地基承载力和变形这两项基本要求。在工程实践中,由于设计或施工方面的原因,致使桩基不合要求,甚至酿成重大事故者已非罕见。因此,做好地 基勘察,慎重选择方案, 精心设计、精心施工,也是桩基工程施工必须遵循的准则。
二、桩基处理的一般原则
当桩基发生质量问题后,若处理不及时,结果给工程留下隐患。为了防止类似问题的发生,处理方法如下:
(一)处理前应具备的条件
事故性质和范围清楚;目的要明确,应有预定处理方案。
(二)事故处理应满足的基本条件
对事故处理方案要求安全可靠、经济合理。对未施工部分应提出预防和改进措施,防止事故的再次发生。
(三)事故应及时处理,防止留下隐患
桩成孔后,应检查桩孔嵌入持力层深度、岩石强度、沉渣厚度、桩孔垂直度等数据必须符合设计要求,只要有一项不符合设计要求,就应及时分析解决,方能灌注砼、移动钻机,防止类似问题产生造成不必要的浪费。
基桩开挖前必须全面检查成桩记录和桩的测试资料,发现质量上问题,必须经研究后方能挖土,防止基桩开挖后再来处理造成不必要的麻烦。
(四)应考虑事故处理对已完成工程质量和后续工程的质量和后续工程的影响
如在事故处理中采取补桩时,应考虑会不会损坏混凝土强度和较低的邻近桩。
三、灌注桩的施工技术
(一)沉管灌注桩
沉管灌注桩可采用锤击振动、振动冲击等方法沉管开孔。
锤击沉管灌注桩的常用直径(指制桩尖的直径) 为 300mm-500mm,桩长常在 20m以内,可打至硬粘土或中、粗砂层。对直径340mm和480mm 的桩,当锤的质量各为1t和2t一-3.5t 时,单桩轴向承载力分别约为250KN--350KN和500KN--700KN。这种施工设备简单,打桩进度快,成本低,但很容易产生缩颈(桩身截面局部缩小)、断桩、局部夹长、混凝土离析和强度不足等质量事故。其原因是多方面的, 缩颈常发生在软硬土层交界处,或软弱土层处。因此,拔管的速度应该放慢,例如为 0.8m/min;管内混凝土量应充足,应达到 1.10--1.15。
(二)钻(冲、磨)孔灌注桩
各种钻孔桩在施工时都要把桩孔位置的土排出地面,然后清孔底残渣,要放钢筋笼,最后浇灌混凝土。直径为600mm或 650mm钻孔桩,常用回转机具开孔,桩长为 lOm--30m,单桩承载力为1MN--2MN。目前,国内的钻(冲)孔灌注桩在钻进时下钢套筒,而是利用泥浆保护孔壁,以防现孔,常用桩径为 800mm、1000mm、1200mm等,采用的承载力达3MN---9MN。
(三)挖孔桩
挖孔桩可以采用人工或机械挖掘开孔。人工挖土时,要挖深 0.9m一1.Om时 就浇灌或喷射的圈混凝土护壁,上下圈之间插筋连接。达到所需深度时,再进行扩孔。最后在护壁内安装钢筋笼和浇灌混凝土。挖孔桩的直径不宜小于1m,深度为 15m者,桩径应在1.2m 一-1.4m以上, 桩身长度宜限制在30m内。
建筑工程的建筑场地,如果浅层的土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求,而又不适宜采取地基处理措施时, 就要考虑下部坚实层或岩层作为特力层的深基础方案了。深基础主要有桩基础、沉进和地下连续墙等几种类型,但其中还是以历史悠久、广泛选用的桩基应用最为广泛。
四、灌注桩工艺的发展
近年来,我国广泛采用灌注桩,积累了不少设计和施工的经验,灌注桩基施工工艺技术也有长足的发展。灌注桩在工作条件下的强度计算,原则上和钢筋混凝土预制桩相同。
灌注桩的混凝土强度等级,一般不得低于C15,骨料不大于40mm,坍落度一般采用50mm一70mm;以水下导管灌注混凝土,混凝土强度等级不得低于C20,骨料粒径应小于管内径的1/4,最大粒径不大于50mm, 坍落度以160mm--200mm为宜。
当混凝土灌注桩径计算符合要求时, 桩身可不配抗压钢筋。桩顶伸入承台起连接作用的插筋,可视需要而定。桩身按计算需要配筋者,对于轴心受压的桩,主筋的最小配筋率不宜小于0.2%,受变时不宜小于0.4%(均对非地震区而言)。如用作抗拔桩时,钢筋应通长配置。当为受变时,主筋长度一般取4.0/a,a为桩身变形系数(单位是1/m)。当桩用上部为软弱土层或可液化土层时,主筋长度最好超过软弱土层或可液化土层的深度。
钢筋混凝土灌注桩的混凝土保护支, 厚度一般不小于30mm(抗弯计算时取35mm),采用水下浇灌注混凝土者不得小于50mm。主筋端部不设弯钩,以利钢套管或导管的提升。箍筋宜采用焊接环或螺旋箍筋,直径一般不小于6mm,间距为20Omm--300mm。当钢筋笼长度超过4m时,宜每隔2m左右设一道焊接加劲箍筋。钢筋笼在钢套管内埋设者,箍筋宜放在主盘之内,且钢筋笼外径至少应比套管的内径小50mm;采用导管浇灌水下混凝土者,箍筋应放在钢筋笼之外,钢筋笼内径应比导管联接处的外径大100mm以上,其外径应比钻孔直径小100mm以上。
灌注桩混凝土浇注要把握这样几个要点:砼的连续灌筑、砼的塌落度、导管的埋深等。
现代科学技术发展的成就,尤其是电子技术,计算机技术参加了土力学和基础工程学的领域研究,建筑工程基础的桩基施工工艺技术,也在不断发展提高,正向着现代化、机械化、自动化和标准化的方向迈进。
参考文献
[1]阎名礼。地基处理技术。北京:中国环境科学出版社