桥梁桩基施工技术

摘 要：随着我国桥梁建设的蓬勃发展,人们对桥梁的施工技术的研究不断深入,同时桥梁施工的质量直接关系到了人们生命财产安全以及国家的经济繁荣发展.本文分析了桥梁桩基施工技术在复杂地形下人工挖孔桩的应用情况,与之类似的工程可以作为参考.

关 键 词：地质情况；桥梁桩基；挖孔桩；护壁作业；施工技术

现场桩基成孔的方法有很多种,比较常用的有旋转钻机成孔、人工挖孔等[1].人工挖孔灌注桩的基本原理是：在人为挖掘的孔内下入混凝土和钢筋.但这种桩型存在着诸多不安因素,例如危险性大、现场作业强度高,施工时,孔眼坍塌、漏电、漏沙等危险因素随时威胁着施工人员的安全,因此在很多地方并不采用这种传统的施工技术.但是这种工艺也有其独有的优势,比如成本低且有很较好的承载力,特别对于复杂地质,由于其施工操作简便、有较快的施工速度、不需要配套的大型机械设备、对质量要求有很好的控制性等,所以这种桩型在国内不少地方依然沿用.

1.人工挖孔桩施工技术

1.1施工前的准备工作

人工挖孔桩挖孔之前,需要孔桩中心先进行侧放,从而形成有一定斜度的排水坡,来保证及时排除地面积水,最后按照“骑马桩”的形式把位于挖孔桩中心的十字控制线和高程控制点置于锁口顶面.为了便于以后的挂线检查,要求骑马桩的顶面钉有若干小钉并水平.

1.2挖孔

挖孔的主要步骤是先人为将孔挖开,再将混凝土浇注进去,用吊篮将孔内弃土运出,最后采用人工轱辘的方法将其提升.施工作业时,挖孔与混凝土护壁交替进行,每1.0米浇筑一次混凝土护,要求混凝土护壁厚度达到25cm且上下尺寸一致并与桩身强度一致.在作业过程中,要随时挂线检测孔的直径、垂直度等参数,以免出现误差.

从上层到下层,从中间到周边依次用镐、进行人工挖土,若遇质地坚硬的地层,需用锤、钎进行破碎,根据作业前设计的尺寸用壁厚来控制截面,将误差保持在3cm之内.根据每层土质质量来决定每节的高度,通常为0.5～1.0m.挖掘出来的土铲入活底吊桶.在人工孔口安装支架、工字形轨道及电葫芦,并进行垂直运输,提升设备由轱辘与桶连接组成.运到地面后用车运出.浅眼松动爆破及电起爆技术可用于岩层.要求在作业过程中对炮眼深度和装药剂量进行严格控制,当末段混凝土护壁强度达到2.5MPa后引爆,接着用机械法通风排烟至孔内无有害气体,作业人员才能继续下井,孔内照明设备为36V低压供电.当孔深至计划深度后,清理孔底,要求孔底平整、无杂质等.当地层条件不符合设计要求时,必须马上报告监理工程师,并与业主、设计单位共同商讨处理方案.若在挖掘过程中有地下水渗出,需要在挖掘的同时将泥水吊出.在大量渗出地下水的情况下,则需使用扬程高的潜水泵将液体从集水坑内排出.若地下水位较高,则需要统一降水或采用喷锚加注水玻璃浆.从孔口向下作业时要满足孔深的要求,然后检测孔内土质情况并使桩底支承于要求的持力层.

1.3护壁施工

组合式钢模板的拼装组成了护壁的作业,通过拆分上节、支撑下节来循环使用,用U形卡或螺栓将模板彼此连接,再浇注混凝土并进行下节的作业[2].采用人工或机械的方法拌制混凝土,用吊桶运输至孔底并进行人工浇筑.第一节孔内护壁需要达到下列要求：（1）设计井圈中心线的位置与轴线位置时,要求间隙不超过18mm；（2）井圈的顶面与场地之间的距离须保持在200～260mm之间,护壁厚度高于孔内的井壁厚度80～120mm.

井圈护壁进行修缮处理时应遵守以下规定[3]：（1）按照施工设计要求严格把关护壁、钢筋等；（2）护臂的施工必须做到当日完成,两节间连接长度至少5cm；（3）根据实际情况适用混凝土添加剂,必须保证混凝土质量；（4）护臂有问题要及时有效处理,宜在24h后拆除护臂模板；（5）严格把关井圈直径,同一水平上的直径极差必须控制在5cm以内.

1.4桩身钢筋工程

桩身钢筋的焊接质量非常关键,分别采用搭接和电弧焊处理主筋和接长.桩身钢筋结构的冷却方式受温度影响很大：四季中除了冬季采用保温式冷却,其它季节均采用自然冷却方式.以2-3m为间隔焊接对称的“耳环”,以确保钢筋笼与贴护壁间的间距.根据规范要求现场加工焊接钢筋,不同类型的钢筋采用不同的焊条；严格将同截面上的钢筋搭接面积控制50%以内.

1.钢筋加工.对钢筋加工处理前,要对其进行清洁处理,确保将污渍及铁锈等处理干净,并且要将钢筋调直.施工图纸是作业施工的核心与关键,因此根据图纸上对钢筋型号、结构等的要求来确定所使用的钢才,并且在对钢筋进行加工处理时要严格遵守施工图纸的要求,严把质量关.为保证对所用钢筋合理有效地利用,相关操作人员要认真仔细计算下料尺度.

钢筋弯曲处理时的要求是钢筋弯曲曲率半径至少应该10倍于其直径；严格将弯钩的净空直径控制在钢筋直径的2.5倍之上；弯曲点处要保证没有暗伤,根据规范要求螺纹钢筋如若弯过头即作废,坚决杜绝使用弯过头再弯回来的钢筋；弯曲成型操作处理后,对于合格钢筋的要求是偏差控制在±1cm内,起弯点位移和弯曲高度分别为2cm及±0.5cm之内.

2、钢筋焊接.钢筋焊接质量是施工成败的关键,因此必须要严格保证钢筋焊接质量.宜采用搭接焊形式对钢筋进行焊接,并符合如下要求：

（1）焊缝、帮条和搭接接头尺度应符合规定.（2）焊缝高度h应大于等于0.3d,并必须大于4mm,焊缝宽度b应大于等于0.7d,并必须大于8mm.（3）如果钢筋级别和直径需要发生改变,必须根据焊接时的现场状况及相关参数,制作2个拉力试件.进行抗拉强度实验,满足条件后方可正式施焊.

1.5混凝土作业工艺

将碎石、水泥、中砂依次投入混凝土拌合机,搅拌时长至少需要1.5min.拌合完毕后的混凝土直接输送到位[4].桩孔挖至持力层或预计高度时应立即清渣抽水准备浇灌封底混凝土.桩孔验收后,须修补堵塞有漏水的护壁,对沉渣和抽干积水井下处理.为使灌注过程中不产生分离现象,溜槽、串筒与混凝土面间距不得超过2m,不允许井口周边进行抛铲、倒车斜料等作业,以免产生离析混凝土的现象.桩体混凝土应从桩底到桩顶预定高度一次完成.浇灌混凝土的施工过程中,孔内的积水厚度保持在50mm之内,并且地下水不再渗入其中,否则,在浇灌混凝土之前需用导管将混凝土表面的积水吸干.为了保证混凝土的密实度应采用插入式振动器和人工插实结合的方法.

2.施工安全保证措施

人力挖掘成孔作业过程中重中之重的就是确保人身安全.结合笔者现场实践经验,建议采取如下措施：

1.在施工前,技术负责人应对钻探资料进行仔细分析和论证,对可能出现的流砂等异常情况,应采取相应的防护措施.

2.在孔口周围要要悬挂警示牌,以防孔口杂物掉落伤人.

3.必须保证用电安全.施工场地内与电有关的作业必须由电工操作.

4.对于有毒气体要采取措施,定期对有毒气体进行检测；

5.在给桩身灌注混凝土时,应避免近范围内（<10m）的挖孔作业.

6.爆破装药量要在规定范围内,严禁爆破人员不按规定操作.

7.爆破完成后,负责人应立即检查线路状况.

三、结语

在复杂地形下进行桥梁桩基施工,最重要的就是桥梁结构的安全性能.本文研究了复杂地形下人工挖孔桩施工技术,深入分析了挖孔技巧、灌注混凝土等方面的问题,总结了在施工过程中安全方面的注意事项,希望能够为桥梁桩基施工起到指导作用.