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。大直径冲钻孔灌注桩因地质适应性强、承载力高、施工方便, 为大中型桥梁基础的首选形式。但其施工质量受工程地质条件、水下混凝土灌注工艺、现场管理等因素的影响, 桩质量离散性大, 缺陷事故时有发生, 工期及造价也因此较难控制。为保证工程的质量, 必须加强灌注桩施工现场质量控制, 严格执行成桩后的桩身质量检测制度, 发现质量事故应及时采取有效方法进行补救, 确保工程万无一失。
深圳某桥梁工程, 主桥桩基为45m~55m的桩基础, 主桥桩基位于某河道, 该河道水深约为6m~7m, 该段地质条件十分复杂, 施工难度大。
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。
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。
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。
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。
施工机具就位前, 必须认真地进行检修, 易损部件筹备足够的备货。对施工道路、用水管路、电力路线应综合考虑布置, 以免相互影响;钻机就位, 必须使其底座支持平衡, 支垫平衡, 支垫物不要压在护筒上。对于采用冲 (抓) 钻具的钻架必须用缆绳或斜撑予以加固。回旋转钻机就位必须用水准尺校核, 保证钻机起重滑轮、转盘中心、护筒中心在一条垂直线上, 偏差不得大于2cm。钻进过程中, 必须每班次进行对中核对, 防止移位。
(1) 钢筋笼视其长度采用整体预制或分节预制, 钢筋笼骨架应具有足够的刚度和稳定性, 以便运送、吊装和灌注混凝土时不致松散、变形。制作时每隔2m增设加固钢筋一道, 在骨架上端根据实际需要合理设置吊环。 (2) 在骨架主筋外侧, 将定位钢筋焊接在骨架主筋上, 数量每1.0m~1.5m一个, 不少于4个, 以控制保护层。 (3) 钢筋笼分节起吊要及时、准确就位, 快速接长至设计深度加以固定, 待混凝土灌注完毕并初凝后方可解除钢筋笼的固定设施。 (4) 在钢筋笼就位前仍需检查有无坍孔, 以便及时采取措施。
用装有垫圈的法兰盘连接管节, 导管应进行水密、承压和接头抗拉试验。导管连接牢固, 接头封闭严密, 上下成直线吊装, 位于井孔中央, 并在混凝土灌注前进行升降试验, 防止导管卡住。
导管安装完毕后, 再次检测孔底沉渣, 如沉渣厚度超过设计图纸规定要求, 可通过导管进行二次清孔。
(1) 灌注混凝土是钻孔施工的关键, 灌注前应探测孔底沉淀厚度, 如大于设计厚度应再次清孔, 直到满足要求为止。 (2) 混凝土采用自动计量拌合站集中拌和, 混凝土运输车运送。混凝土拌合物应检查和易性、坍落度等指标, 水下灌注混凝土的坍落度采用18cm~22cm。 (3) 灌注要连续有序地进行, 尽可能缩短拆除导管的时间, 当导管内混凝土不满时, 徐徐地灌注, 防止在导管内造成高压空气囊, 使混凝土灌不下去或压漏导管。
桩基施工中, 因受诸多因素的影响, 发生桩身混凝土严重离析甚至断桩、桩底沉渣过厚等工程事故是在所难免的。如何可靠、快速、低耗地处理桩基质量事故, 直接影响到工程的质量、工期及造价。钻孔压力注浆法处理桩身质量事故有一定的优越性。
浆体在压力的作用下通过充填、渗透和挤密作用使桩身混凝土离析部位形成浆液与碎石的固结体, 恢复和提高桩身混凝土的强度。对桩底注浆通过浆液对沉渣的置换、挤密和固结作用消除桩底沉渣对端承力的影响, 并改善持力层的物理力学性能, 恢复和提高持力层土体强度。
经低应变检测有问题的基桩, 首先, 对基桩进行钻孔取芯, 确认缺陷的位置及缺陷的程度, 钻孔孔径为8cm, 对于桩径小于1m的桩一般只需钻一个孔, 大于1m的桩需钻2~3个孔, 以保证注浆的质量。然后, 埋设注浆管, 注浆管直径一般为2cm;开始对缺陷部位或桩底进行洗孔, 目的是将其中的泥砂冲洗干净, 保证水泥浆渗透胶结良好;当孔中冒水变清时, 洗孔完毕, 将孔上端封闭, 并插上一根出气管。注浆采用纯水泥浆, 水灰比为1∶1至0.6∶1, 并添加高效减水剂。开始注浆, 水泥浆把孔中水赶出并从出气孔冒出时, 将出气孔封闭, 进行高压注浆。注浆过程中, 以注浆量和注浆压力进行双控, 作好现场记录。当压入足够的量, 注浆压力达到3MPa~5MPa时, 可终止注浆。
桩基施工质量关系到整个桥梁结构的工程质量, 桩基施工过程中, 遇到预想不到的难题也是不可避免的, 这就需要工程师根据具体情况, 及时采取有效的处理措施。对于桩基施工中经常出现的施工质量问题必须在钻孔过程中及水下混凝土灌注过程中予以防治, 唯如此方能保质保量地完成桥梁桩基的施工任务。
摘要：桥梁桩基施工质量受工程地质条件、水下混凝土灌注工艺、现场管理等因素的影响, 桩质量离散性大, 缺陷事故时有发生, 工期及造价也因此较难控制。本文以笔者曾经参与的某桥梁桩基工程为研究背景, 研究探讨了水下桥梁桩基施工中的要点, 重点讨论了钢筋制作与水下混凝土灌注施工方法, 并结合笔者工作经验给出了桩身质量事故的补救方法, 相信对从事相关工作的同行能有所裨益。
关键词：工程实践,桥梁桩基,施工,要点
[1] 李建中.公路桥梁桩基的施工与检测[J].山西建筑, 2009 (1) .
[2] 陈虎, 闫连军, 桑贤克.桩基施工中常见问题的分析及处理[J].中国新技术新产品, 2009 (2) .
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