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        新時期高速公路橋梁樁基施工要點研究

        2021-04-03 08:23:06劉超朱鑫萌裴濤
        關(guān)鍵詞:孔壁樁基礎(chǔ)泥漿

        劉超 朱鑫萌 裴濤

        中建七局安裝工程有限公司 河南 鄭州 450000

        現(xiàn)階段,在高速公路橋梁建設(shè)過程中,通常使用樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。為了讓樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量得到充分保障,要求結(jié)合工程實際確定科學(xué)可行的施工方案,同時結(jié)合實際問題,采取科學(xué)的預(yù)防及處理手段,在最大程度上降低工程事故風(fēng)險。以促進(jìn)高度公路工程施工質(zhì)量提升。

        1 橋梁樁基施工技術(shù)研究

        樁基一般設(shè)置于土中,是一種十分重要的豎直基礎(chǔ)構(gòu)件,也是一種擁有悠久歷史的基礎(chǔ)構(gòu)件。在史前便已經(jīng)有了關(guān)于樁基工程方法的記載,在河谷地區(qū)應(yīng)用樁基工程方法,并發(fā)揮出了良好的應(yīng)用效果。至今為止所發(fā)現(xiàn)的最早的寧波市河姆渡文化遺址發(fā)掘樁已經(jīng)有超過七千年的歷史,樁基自身具有許多獨特的優(yōu)勢,我國古代建筑多建筑于軟基結(jié)構(gòu)上,直到水泥問世前,樁基經(jīng)歷了十分漫長的歷史,并將樁型作為主要的天然材料予以制作。直到19世紀(jì),隨著鋼筋混凝土在建筑工程中的廣泛運(yùn)用,逐漸出現(xiàn)了一種新的結(jié)構(gòu)--鋼混樁。二戰(zhàn)以后,鋼基理論技術(shù)也隨著現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)的發(fā)展而得到了相應(yīng)的發(fā)展。

        樁基具有十分復(fù)雜的種類,可以結(jié)合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)將樁基分成多種不同的類型。由于受到樁基承臺地面位置不同程度的影響,對樁基的受力性能造成了一定限制,結(jié)合地面的實際位置一般可以將樁基分成高樁和低樁承臺基礎(chǔ)兩種結(jié)構(gòu)。對于不同的成樁方法而言,所導(dǎo)致的土層擾動也存在一定的差異。一般可以分成基礎(chǔ)樁和非基礎(chǔ)樁兩種形式。由于成樁中周邊土體發(fā)生了一定的擾動作用,使得相應(yīng)基礎(chǔ)樁的工程性質(zhì)難以出現(xiàn)明顯的變化。同時,結(jié)合樁的豎向荷載傳遞機(jī)理,可以將其分成摩擦樁和端承樁兩種形式,而結(jié)合樁的材料性質(zhì)可以將其分為復(fù)合樁和混凝土樁,在復(fù)合樁高度發(fā)展的背景下,以樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為依托,在其上部施加以相應(yīng)的荷載量,可以發(fā)揮出良好的承載優(yōu)勢。樁基礎(chǔ)是一種出現(xiàn)概率較高的深基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),如果使用淺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),則通常難以適應(yīng)結(jié)構(gòu)物對地基強(qiáng)度的需求。如果樁基礎(chǔ)需要承受大量的豎向荷載,則可能因摩擦阻力作用而導(dǎo)致上部荷載向深部土層之中傳遞,為樁基提供不同的優(yōu)勢作用,以充分改善地基的基礎(chǔ)動力性能,讓機(jī)械設(shè)備得以維持良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。同時讓樁基側(cè)面和泥土進(jìn)行深入接觸,以促進(jìn)荷載向深層巖層之中的傳遞,實現(xiàn)良好的承載效果[1]。

        2 工程概況

        以某工程第一合同段K0+000—K8+500的施工為例,該段全長為8.5km,位于許昌市內(nèi)。在該工程段中共有22座不同規(guī)格的橋梁,13道通道,12座涵洞,同時,取土場四處,互通立交2處。該工程全線范圍內(nèi)總共包含176片預(yù)制箱梁、105片空心板梁等,所有的橋梁基礎(chǔ)都采用了樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu),全段工程共使用542根樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),最長的一根樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)長約31m,樁徑在D1.2m~D1.8m范圍內(nèi)。該工程段的樁基一般位于第四系粉土、卵石、碎石及三疊系板巖等地層之中,少量樁基下部存在地下水。筆者將結(jié)合這一工程,淺析橋梁樁基施工中的要點及常見問題,并提出相應(yīng)的應(yīng)對措施。

        3 樁基施工要點

        3.1 機(jī)械成孔

        首先,可以借助沖孔機(jī)實施成孔操作,表現(xiàn)出一定的自動化水平。

        其次,要求在機(jī)械入場前針對場地進(jìn)行平整處理,以促進(jìn)機(jī)械設(shè)備承載力提升。在存在軟質(zhì)地基的情況下,需要針對地基予以換填處理。

        第三,通過厚度為10mm的鋼板,將其進(jìn)行卷制,可以形成鋼護(hù)筒結(jié)構(gòu),并將其高度控制在2m~4m以內(nèi)。同時,將其直徑調(diào)整為樁徑+30cm,在進(jìn)行開孔處理前,要求利用沖錘進(jìn)行鋼護(hù)筒設(shè)置,并將其中心及孔樁中心之間的偏差調(diào)整到5mm內(nèi)。

        第四,依據(jù)1.2~1.3的比重,進(jìn)行泥漿制備,將泥漿中的膠體率調(diào)整到95%以上,以保障其良好的膨脹效果,提升其粘度和造漿水平。借助泥漿的形式,可以在井壁外表面位置處建立泥皮結(jié)構(gòu),以降低孔外滲流的風(fēng)險,為井壁提供充足的保護(hù)措施,以降低塌孔的風(fēng)險。同時,還可以切實提升鉆渣的懸浮效果。

        第五,在實施沖孔操作時,通常借助1.5t~2.5t的沖錘實施操作,要求在護(hù)筒范圍內(nèi)保持較小的速度予以沖擊,以降低護(hù)筒偏移的風(fēng)險。在完成常規(guī)沖孔操作后,需要相應(yīng)提升沖程,并調(diào)整其頻率。要求每隔1m~2m沖程展開對于成孔垂直度的檢查,如若發(fā)現(xiàn)偏斜問題,要求立即停止沖擊,并采取相應(yīng)措施予以糾正[2]。

        3.2 鋼筋籠制安

        第一,要求以鋼種、規(guī)格、等級和生產(chǎn)廠家為依據(jù),針對鋼筋實施分批驗收,將其堆放于施工現(xiàn)場之中,并設(shè)定好相應(yīng)的標(biāo)識,以免出現(xiàn)鋼筋混雜的問題。此外,要求針對鋼材的外觀予以全面檢查,以確保其中不存在油污、銹蝕、起皮等質(zhì)量問題。對于沒有進(jìn)行外觀檢查或外觀檢查未通過的鋼材,不允許將其應(yīng)用于施工實踐之中。

        第二,要求在專門的加工場所進(jìn)行鋼筋籠制作,并結(jié)合現(xiàn)場實際運(yùn)輸條件展開對于鋼筋籠的分段加工,將其運(yùn)輸于現(xiàn)場,并借助焊接技術(shù)予以連接。要求以設(shè)計規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn),不斷調(diào)整鋼筋接頭的實際錯開量,并借助吊車的形式展開對于鉆孔的吊裝安裝。要求盡量保證鋼筋籠下端結(jié)構(gòu)的整齊度,并借助箍筋的形式予以封存,讓導(dǎo)管可以自由升降。

        第三,為了有效降低鋼筋籠吊裝變形的風(fēng)險,要求以2m為一個間隔,進(jìn)行三角形支撐布置。借助電焊的形式,促進(jìn)縱向主筋和箍筋之間的連接,針對其他箍筋,可以通過電焊的形式予以處理,同時適當(dāng)進(jìn)行綁扎操作,以提升其牢固性。要求采取雙面焊的形式實施鋼筋籠連接,并借助單面焊的形式進(jìn)行分段接頭連接。

        第四,在實際制作及吊放階段,要求將各個結(jié)構(gòu)之間的距離控制在合理范圍內(nèi)。

        第五,應(yīng)盡量避免鋼筋籠在吊放時與孔壁發(fā)生碰撞,同時,將主筋混凝土保護(hù)層的厚度控制在設(shè)計要求值的指定范圍內(nèi)。

        3.3 混凝土灌注

        第一,針對混凝土實施澆筑需要針對具體的坍落度和灌注溫度予以細(xì)致檢查。將溫度控制在5℃以上,同時將坍落度調(diào)整到180mm~220mm左右。

        第二,要求在結(jié)束混凝土運(yùn)輸后,借助泵車的形式予以泵送。為了充分保障灌注過程的有效性,要求在實施灌注操作前,針對混凝土灌注方量予以明確,并借此確定導(dǎo)管的實際埋置深度,將其控制在1m以上。

        第三,在灌注的初始階段,要求針對關(guān)注速度進(jìn)行合理管控,直到混凝土頂面和鋼筋籠底部之間的距離超過1m后,可以將其灌注速度調(diào)整到每分鐘0.2m左右。同時,針對液面高度予以測量,以降低鋼筋籠上浮的風(fēng)險。在混凝土的液面高度達(dá)到鋼筋籠底口上部4m后,針對導(dǎo)管予以拆除,讓導(dǎo)管的底口高度得以稍高于鋼筋籠底部,并通過正常的速度予以灌注處理。

        第四,要求將導(dǎo)管埋深控制在4m~6m范圍內(nèi),應(yīng)盡量確保灌注操作的連續(xù)性。同時,提前備好拆卸機(jī)具,在最大程度上縮短導(dǎo)管拆除時間,以降低塌孔的風(fēng)險。

        第五,要求在即將完成混凝土灌注操作時,針對灌入水量予以細(xì)致核對,以確定灌注的實際高度。在結(jié)束灌注后,要求采取插入式振搗器,針對樁頂位置處2m以內(nèi)的混凝土實施振搗處理,并利用1.5倍半徑的規(guī)格調(diào)整振搗器的移動間距,以充分保障振搗過程的均勻性,降低漏振和過振事故的風(fēng)險,以提升樁頂處混凝土的密實程度[3]。

        4 樁基施工常見質(zhì)量問題及預(yù)防

        4.1 鉆孔偏斜

        如果在沖擊過程中遇到了探頭石或漂石,則可能導(dǎo)致鉆孔偏斜,要求在發(fā)現(xiàn)探頭石的第一時間進(jìn)行碎石回填操作,并將鉆機(jī)調(diào)整到探頭石的其中一側(cè),通過高沖程的形式針對探頭石進(jìn)行猛擊,在擊碎探頭石結(jié)構(gòu)后,一旦面臨基巖問題,則需改用低沖程裝置,讓鉆頭得以維持自由轉(zhuǎn)動,不斷調(diào)整沖擊頻率,并在進(jìn)入基巖后調(diào)整到高沖程的狀態(tài)之中;其次,如果孔徑很大,但是鉆頭相比之下過小,則可能導(dǎo)致鉆頭出現(xiàn)偏斜,為此,需要立即更換鉆頭,同時,在發(fā)現(xiàn)孔斜的第一時間進(jìn)行回填,并重新實施鉆孔操作;此外,如果土層的軟硬程度分布不均,則也會帶來鉆孔偏斜問題,要求及時做好各項檢測工作,針對地質(zhì)土層予以及時調(diào)整,一旦發(fā)現(xiàn)土層的軟硬結(jié)構(gòu)不一致,則可以借助低錘實施密擊操作,以提升孔底位置的平整度[4]。

        4.2 孔壁坍塌

        一旦發(fā)生了孔壁坍塌的問題,則需綜合利用砂和粘土的混合物實施回填處理,要求在將回填物調(diào)整到密實狀態(tài)后方可重新實施沖孔操作。同時,需要結(jié)合地層土質(zhì)的實際情況確定泥漿的相對密度,并不斷提升泥漿表面的高度。如果塌孔較為嚴(yán)重,則需要向其中投入一定量的黏土泥膏。待孔壁逐漸趨于穩(wěn)定后,以較低的速度繼續(xù)實施鉆進(jìn)操作。如果地層表現(xiàn)出十分明顯的變化,則可以針對泥漿的相對密度予以調(diào)整,待完成清孔和漏漿處理后,向其中補(bǔ)充充足的泥漿,讓泥漿表面可以始終維持在護(hù)筒范圍之內(nèi)。待結(jié)束成孔后,要求盡快實施混凝土灌注操作,同時應(yīng)保持樁基在鋼筋籠安放全程中的豎直狀態(tài),以免和孔壁發(fā)生大面積碰撞[5]。

        5 結(jié)束語

        總而言之,對于橋梁工程建設(shè)而言,樁基施工有著十分關(guān)鍵的作用,其質(zhì)量將在一定程度上影響后續(xù)施工工程的穩(wěn)定性,進(jìn)而影響橋梁建設(shè)工程的整體質(zhì)量?;诖?,需要相關(guān)人員積極提高對于這一工程施工的關(guān)注,明確此過程中存在的問題并予以及時解決,以推動橋梁建設(shè)工程的整體發(fā)展。

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