公路桥梁桩基施工技术

【摘 要】我国经济的稳步发展加快了我国汽车的普及,同时也提高了对我国公路基础工程建设的需求.为了满足现代车辆保有量造成的行车需求,我国加快了公路基础工程的建设.在公路基础工程建设中,公路桥梁是施工中的重要结构之一.其担负着跨越江河、沟涧的重要任务.从施工企业角度出发,公路桥梁施工中的桩基工程是施工企业施工管理的重点与难点.其技术管理与质量控制关系到公路桥梁的使用安全及使用寿命,关系带施工企业的经济效益.近年来,由于桥梁桩基技术管理存在缺陷而造成的返工情况屡见不鲜.因此,现代公路桥梁施工企业必须提高对桥梁桩基工程施工技术的控制与管理.以技术管理为基础保障桩基施工质量,保障企业的经济效益.桥梁桩基工程的桩的分类很多,按施工方法分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩三大类；按主要承载力分为端承桩、摩擦桩和摩擦端承桩；按成桩方式（灌注桩为主）分为为冲孔、钻孔、挖孔等灌注桩.

【关 键 词】公路桥梁；桩基施工技术；研究分析

一、前言

桥梁桩基础是桥梁的重要部位,其质量的好坏直接影响到整座桥梁的工程质量.桩基施工的隐蔽性造成了其在施工过程中存在较多不可预见因素,经常出现一些问题也就不可避免,如果这些问题不及时解决,将直接影响到桩基的工程质量,给工程造成损失.因此,桥梁桩基施工不仅需要利用已有的先进科学技术,还需要丰富的施工经验,对施工中出现的问题及时进行处理,以避免工程质量事故的发生.

二、桩型选择原则

首先,按桥梁上部结构传递给桩基础的荷载大小,确定单桩承载能力,确定选择桩的类型和施工方法,此原则为主要参考.

然后,根据桥位的工程地质条件、地下水位和持力层的深度,比较不同桩基础结构的承载力和经济指标,确定选择桩的类型.

最后,考虑施工的工期,施工紧迫时,可以选择打入式预制桩,时间充裕时,可以采用机械或人工挖孔桩.

总之,在选择桩型时,要考虑桩基础的施工工艺,地形、工程地质条件,施工机械设备,造价以及工期等进行综合性研究分析,最后选择经济合理、安全实用的桩型.鉴于现实桥梁桩的深度日益增长,桩基础多采用钻孔灌注桩,此施工方法已经运用比较成熟.下面主要介绍钻孔灌注桩的施工方法和施工过程中遇到的问题解决办法.

三、公路桥梁桩基施工技术

1.准备阶段施工要点

(一)场地平整

场地位于旱地时,清除现场杂物,硬化场地.场地位于浅水时,采用筑岛法（引桥）,场地位于深水时,采用钢管桩施工平台法（主桥）.平台必须平整,连接牢固.

(二)桩位测量

在平整好的场地上测定桩位,用方木桩准确标识各桩位的中心及标高,同时埋设护桩.护桩埋设方法：在桩中心向外大于桩径50cm均匀分布三个并量出距离,护桩顶要与地面相平,并用砂浆固定牢固,做出明显标记.深水桩基的定位由钢护筒定位架固定.

(三)埋设护筒

护筒采用钢护筒,水上主墩钢护筒用12mm厚钢板卷制,在顶部和底部用12mm钢板加固,直径2.5m的钢护筒用14mm厚钢板卷制,其余则用10mm厚钢板卷制.护筒内径大于钻头直径20cm～40cm,护筒高视土质而定,最小不小于2m.安置时,护筒顶高出地面30cm以上,高出最高施工水位或地下水位1.5m～2.0m.旱墩护筒周围50cm范围内黏土夯实,深度至护筒底,并用稳定护筒内水头的措施.护筒的埋设位置必须保证其中心与桩位中心的偏差不超过50mm,并应注意两节护筒的连接质量,护筒埋深为2m～4m,水上主墩护筒应沉入局部冲刷线以下不小于1.0m～1.5m.

(四)钻孔泥浆

在开钻前,应选择和备足良好的造浆黏土或膨润土,科学选料配制,泥浆比重1.1～1.2,泥浆粘度一般地层为16Pa·s～22Pa·s.含砂率必须小于2%.钻孔时泥浆需要不断的循环和净化,故在施工前应对泥浆的循环和净化做适当布置,设置好制浆池、储浆池、沉淀池,并用循环槽连接.废弃泥浆根据现场情况在桥旁设置一储浆池,作为废弃泥浆的倾倒场地.

2.钻孔灌注桩施工方法

钻孔灌注桩施工工序为：平整场地、埋设护筒、泥浆制备、定位安装钻机、钻进成孔、清孔、下放筋笼、水下混凝土灌注.用推土机或挖机将施工场地整平并压实.利用全站仪将桩位确定,标示出来,并进行护筒埋设,护筒一般由钢板卷制而成,护筒直径一般要比桩的直径大200～400mm左右,长度也可根据具体地质情况而定,一般为2.0m,埋设的护筒应高出原地面30cm左右,护筒四周要用粘土分层回填并夯实,避免地面水渗入孔内,造成护筒根部坍塌.

当钻进至设计桩底标高时,找经监理工程师检查确认,检查合格后停止钻进.然后立即清孔,清孔时,泥浆泵连续向孔内输送泥浆20～30分钟,清理残留钻渣,然后用清水泵向孔内输入清水10分钟左右,确保孔底沉渣厚度满足设计及规范要求.下放钢筋笼,用平板车将钢筋笼从预制场运输到施工场工地,在运输时要注意,不能使钢筋笼发生变形,钢筋笼采用孔口分段焊接安装,钢筋笼中心要与桩孔中心重合,下放钢筋笼时,要顺利进孔,不能过度振捣,避免钢筋笼发生变形,钢筋笼下放好后,立即固定.

水下灌注混凝土,首先安装导管,导管安装前需进行水密性试验,试验合格后,方可以使用,导管应在桩孔的中心,避免导管接触到钢筋笼,而发生挂笼现象,导管一般距离孔底30cm左右,导管安装完毕后,需进行二次清孔,确保孔底沉渣厚度满足设计要求.满足要求后即可灌注混凝土.灌注的混凝土要求要严格按照施工配合比进行拌制生产,计量须准确.

混凝土应该要具有良好的和易性、流动性,首次灌注混凝土时,确保导管底部埋进混凝土的深度不小于1m,灌注混凝土要连续,灌注过程中,随时检查导管的埋入深度,导管埋入深度控制在2～4m,任何情况下埋深都不得低于1m,在钢筋笼底部灌注时,灌注速度不得过快,以免导致钢筋笼上浮.混凝土灌注至超过桩顶实际标高0.5m左右.孔灌注桩施工全过程应真实可靠地作好各项记录,记录结果应得到监理工程师的签认.在混凝土浇筑完毕后24内,距桩位5m以内范围内不得再进行钻孔施工或者其他具有振动性的作业,以保证新浇筑的桩基混凝土凝结质量.

四、施工中常见的问题及防治办法

在钻孔桩施工过程中常遇到的问题有：桩孔坍塌、桩孔倾斜、断桩等问题.

1.桩孔坍塌

可能造成桩孔坍塌的原因主要有：孔内泥浆压力不足、泥浆的比重太低、钻进速度过快导致泥浆来不及护壁、护筒埋设过短导致护筒下口孔壁坍塌等.防治办法：不同的地质条件,采用不同泥浆比重,确保泥浆具备足够的稠度,并且随时注意孔内泥浆的水头高度；根据不同地质情况调整钻进速度；当孔口坍塌时,可以拔出护筒回填、压实从新安装护筒进行钻进,当发生孔内坍塌时,首先确定坍塌位置,然后回填土至坍塌位置处以上2m,夯实回填土再钻进.

2.桩孔倾斜

造成桩孔原因主要有：钻机安装就位稳定性不足,作业时钻机因震动而发生移位,土层中夹有大孤石等情形.防治办法有：确保场地整平,压实；钻机开钻前检查钻机底座是否水平,施工过程中要经常检查钻机；当遇到土层中夹有大孤石时,需减慢钻进速度.

断桩是钻孔灌注桩中可能会出现的重大质量问题,如果发生断桩,将会造成较大的经济损失,因此施工过程中必须做好防治措施,避免产生断桩事故.

防治办法有以下几点：

在灌注混凝土时,必须使用水密性好、不漏水的导管,并严格按照水密性试验的编号逐节安装导管.在条件容许的情况下,尽量采用大直径导管；在灌注混凝土过程中,导管底部距离桩底不得过大,首批混凝土灌注时,必须确保导管埋入混凝土的深度超过1.0m米,上升灌注过程中导管的埋深要求控制在2～4m内；混凝土必须有良好的流动性、和易性；在提升导管时,需要通过测量混凝土的灌注深度,确定导管提升的高度,计算拆除导管的长度,一般情况下一次只能拆除一节导管.

五、结语

公路桥梁桩基的施工环节多,工艺复杂,稍有不慎则会导致桩身承载力下降,严重时可能造成病桩、断桩等重大质量事故.因此,必须严格控制钻孔灌注桩的施工全过程,控制好成孔、清孔、水下混凝土灌注等环节的质量,确保灌注桩的成桩质量.