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【摘 要】 随着铁路、高速公路的迅速发展,桥梁工程在铁路、高速公路中占很大比例,而桥梁桩基混凝土施工在桥梁基础中比例较大,同时也促进了桥梁施工技术的快速发展。本文结合实践经验,对如何根据工程特性选择合适的施工方法,保证桩基的质量作了初步探讨,并探究了桥梁桩基混凝土施工中的技术问题。
【关键词】 桥梁桩基;混凝土;施工技术
随着社会发展,市场经济不断深化,我国高速公路的迅猛发展,桥梁工程在高速上广泛应用,工艺日趋完善。其中水下混凝土灌注时钻孔灌注桩成桩质量控制的关键工序。但往往由于施工工艺不当,断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量,因而桩基的质量一直都难以控制,这些问题将直接影响桥梁的整体质量。现就对桥梁工程桩基水下施工混凝土中的几个技术问题提出自己的见解。
一、混凝土灌注前的技术问题。
灌注混凝土桩有其本身的特殊性,要求混凝土在灌注中具有较好的流动性、和易性,因此需要控制好混凝土的性能指标。
1、混凝土原材料。细骨料宜选用中粗砂;粗骨料优先选用卵石,含泥量应小于2%。
2、混凝土的初凝时间。混凝土的初凝时间应大于桩的灌注时间,一般混凝土初凝时间仅3-5小时,只能满足浅孔小桩径要求,深桩灌注时间约为5-7小时。因此用于钻孔灌注桩的水下混凝土应掺加外加剂,使混凝土的初凝时间大于8小时,所掺加的外加剂不仅要具有缓凝作用,还应具有减水、改善和易性及节省水泥等材料作用。
3、塌落度控制。在实际施工中塌落度控制在200-220毫米较好,这样的混凝土具有良好的流动性。在桩孔灌注桩水下混凝土中发生堵管等问题往往混凝土的塌落度、初凝时间等性能指标有关,所以必须严把混凝土质量关。除了控制好混凝土质量外,在水下混凝土的灌注过程中还要注意其他方面的控制。
4、为使混凝土具有良好的保水性和流动性,应按合理的配合比将水泥、砂子、石子倒入料斗后,先开动搅拌机并加入30%的水,然后与拌合料一起均匀加入60%的水,最后再加入10%的水,最后加水到出料的时间控制在60-90秒内。
二、混凝土施工中灌注的技术问题。
1、施工中护壁混凝土强度等级应与桩基混凝土的强度等级一致,护壁应高出地面30厘米,还应对护壁进行检查有无漏水和渗水。
2、孔径越大,首批灌注的混凝土量越多。由于混凝土量大,搅拌时间长,因此可能出现离析现象,首批混凝土在下落过程中,由于和易性变差,受阻力变大,常出现导管中堵满混凝土,甚至漏斗内还有部分混凝土,因此应加大设备的起重能力,以便迅速向漏斗加混凝土,然后再稍拉导管。这样,才能使混凝土顺利下滑至孔底,下灌后,继续向漏斗加入混凝土,进行后续灌注。
3、钻孔桩水下混凝土灌注应仔细对每盘混凝土下料和导管拔管高度进行严格的计算。否则极易出现导管拔出混凝土以造成断桩,另外应将混凝土灌注超过桩顶设计标高至少0.8米,也保证将桩头凿出浮浆后桩顶的混凝土质量。
4、人工挖桩混凝土灌注首先应将孔积水,特别是串筒润湿而流下的积水吸干净,避免孔底混凝土由于积水使混凝土局部水灰比增大而出现混凝土强度偏低,严重时会造成混凝土离析,另外灌注过程中,应严格控制混凝土震捣高度,保持混凝土震捣充分避免漏震和過震。
5、在施工过程中,灌注应该是使用统一的漏斗,在浇筑混凝土时,突然多了很多混凝土,所以灌注时导管中的空气不会被立即解除,将导致堵塞。需要输液打通导管,适当提高导管的流动性,串动时导管严禁碰撞钢筋笼,防止钢筋笼漂浮或下沉。混凝土促进后续灌注,由于混凝土在导管滞留时间长,导管留有骨料,由于混凝土壁的摩擦,使得导管的流动性会变差,很容易导致上述的困难,结果会发生堵漏;串动可在混凝土管道挤压孔壁周围,提高了桩侧阻力,同时也增加了混凝土和钢筋笼的粘结能力。
6、注意灌注所需混凝土数量,一般较成孔桩径计算的大。约为设计桩径体积的1.2倍左右。为避免混凝土超灌量,要掌握好各种导管的钻孔速度。
三、混凝土灌注速度的技术问题。
1、在控制混凝土初凝时间的同时,必须合理地加快灌注速度,这对提高混凝土的灌注质量十分重要,因此应做好灌注前的各项准备工作,以及灌注过程中各道工序的密切配合工作。
2、在正常钻孔作业时,中途不要随便停钻,以避免扩孔导致混凝土灌注量。浇筑标高就高出桩顶设计标高0.5-1.0米,以便清除浮浆和消除测量误差。特别注意,不要因误测而造成短桩。
3、混凝土的灌注要连续进行,使混凝土保持足够的流动性。灌注过程中边灌注边提升导管和边拆除上一节导管,使混凝土经常处于流动状态,尽可能缩短拆除导管的间隔时间。在整个灌注过程中导管埋入混凝土的深度保持在2m~3m之间,且不得大于3m,在任何情况下,不得小于1.0m,以免造成断桩事故。
施工注意事项:1)对于软弱地基,钻孔前应对地基进行碾压及硬化处理,避免钻机倾斜影响孔的垂直度。2)钻孔桩施工各工序要连续、紧密衔接,尽量缩短下钢筋笼的工作时间,并及时向孔内补泥浆,保持水头压力,以免塌孔。3)根据不同地质情况,必须检测清孔后灌注混凝土时泥浆性能指标,确保泥浆对孔壁的撑护作用。4)灌注水下混凝土时,混凝土不能太对中漏斗,以免发生“气塞”现象,可采用漏斗口挂一根3m左右的小弯管,以排出高压空气,减少混凝土含气量,确保混凝土的灌注质量。5)泥浆及钻渣处理,为确保泥浆循环畅通及不污染周围环境,每两个墩位之间均设置不小于桩基体积的封闭型泥浆循环沉渣池,循环净化后的泥浆进入钻孔施工,脱水、干燥分离的残渣运至指定地点弃置。
四、后期灌注的技术问题。
1、在导管上端连接混凝土漏斗,漏斗离泥浆面有足够的高度,以保证导管内的混凝土柱产生的压力使混凝土顺利快速的流出孔外,这个高度应大于中间节导管长度。灌注过程中第一斗混凝土满足储存首批混凝土数量的要求。首批混凝土用拔球法进行,在导管里放置皮球,并用盖子盖住漏斗下口,盖子与钢丝绳连接,当漏斗内储足首批浇筑的混凝土量后,吊车或钻机上的小卷扬机拉钢丝绳,提起盖子,使混凝土快速落下,迅速落至孔底并把导管裹住,保证首批初灌混凝土将导管埋深不小于1m,浇筑连续进行,以保证桩基混凝土浇筑的连续性及桩基的施工质量。
2、在混凝土灌注后期,由于孔内压力较小,往往上部混凝土不如下部密室,这时应稍提漏斗增大落差,以提高其密实度。
3、在钻孔灌注桩水下混凝土灌注时,要合理控制好灌注速度,确保混凝土灌注时间不超过混凝土的初凝时间,这对于保证桩的灌注质量十分重要。只要工程技术人员的实际施工中做好准备,不断总结经验,加强对混凝土灌注的各个环节的科学管理及控制,就可确保钻孔灌注桩水下混凝土的质量。
五、结语
综上所述,在桥梁的隧道的施工中,首先要进行桩基的施工,桩基多数由混凝土灌注而成,在施工中所处环境恶劣,特别是水下施工部分,质量很难掌控。因此混凝土施工技术是桥梁桩基工程施工成败的关键,必须分析地质水文资料,根据地质层理,及时调整泥浆比重,尤其是对不良地层,要有预控措施。这样才能提高桥梁桩基混凝土施工技术。
参考文献:
[1]山西省公路局.公路工程八大通病分析与防治[M].北京:人民交通出版社1999.7.
[2]《桩基工程手册》编写委员会.桩基工程手册[M].北京:人民交通出版社。2008.
[3]刘金砺.桩基设计施工与检测[M].北京:中国建材工业出版社,2001.
【关键词】 桥梁桩基;混凝土;施工技术
随着社会发展,市场经济不断深化,我国高速公路的迅猛发展,桥梁工程在高速上广泛应用,工艺日趋完善。其中水下混凝土灌注时钻孔灌注桩成桩质量控制的关键工序。但往往由于施工工艺不当,断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量,因而桩基的质量一直都难以控制,这些问题将直接影响桥梁的整体质量。现就对桥梁工程桩基水下施工混凝土中的几个技术问题提出自己的见解。
一、混凝土灌注前的技术问题。
灌注混凝土桩有其本身的特殊性,要求混凝土在灌注中具有较好的流动性、和易性,因此需要控制好混凝土的性能指标。
1、混凝土原材料。细骨料宜选用中粗砂;粗骨料优先选用卵石,含泥量应小于2%。
2、混凝土的初凝时间。混凝土的初凝时间应大于桩的灌注时间,一般混凝土初凝时间仅3-5小时,只能满足浅孔小桩径要求,深桩灌注时间约为5-7小时。因此用于钻孔灌注桩的水下混凝土应掺加外加剂,使混凝土的初凝时间大于8小时,所掺加的外加剂不仅要具有缓凝作用,还应具有减水、改善和易性及节省水泥等材料作用。
3、塌落度控制。在实际施工中塌落度控制在200-220毫米较好,这样的混凝土具有良好的流动性。在桩孔灌注桩水下混凝土中发生堵管等问题往往混凝土的塌落度、初凝时间等性能指标有关,所以必须严把混凝土质量关。除了控制好混凝土质量外,在水下混凝土的灌注过程中还要注意其他方面的控制。
4、为使混凝土具有良好的保水性和流动性,应按合理的配合比将水泥、砂子、石子倒入料斗后,先开动搅拌机并加入30%的水,然后与拌合料一起均匀加入60%的水,最后再加入10%的水,最后加水到出料的时间控制在60-90秒内。
二、混凝土施工中灌注的技术问题。
1、施工中护壁混凝土强度等级应与桩基混凝土的强度等级一致,护壁应高出地面30厘米,还应对护壁进行检查有无漏水和渗水。
2、孔径越大,首批灌注的混凝土量越多。由于混凝土量大,搅拌时间长,因此可能出现离析现象,首批混凝土在下落过程中,由于和易性变差,受阻力变大,常出现导管中堵满混凝土,甚至漏斗内还有部分混凝土,因此应加大设备的起重能力,以便迅速向漏斗加混凝土,然后再稍拉导管。这样,才能使混凝土顺利下滑至孔底,下灌后,继续向漏斗加入混凝土,进行后续灌注。
3、钻孔桩水下混凝土灌注应仔细对每盘混凝土下料和导管拔管高度进行严格的计算。否则极易出现导管拔出混凝土以造成断桩,另外应将混凝土灌注超过桩顶设计标高至少0.8米,也保证将桩头凿出浮浆后桩顶的混凝土质量。
4、人工挖桩混凝土灌注首先应将孔积水,特别是串筒润湿而流下的积水吸干净,避免孔底混凝土由于积水使混凝土局部水灰比增大而出现混凝土强度偏低,严重时会造成混凝土离析,另外灌注过程中,应严格控制混凝土震捣高度,保持混凝土震捣充分避免漏震和過震。
5、在施工过程中,灌注应该是使用统一的漏斗,在浇筑混凝土时,突然多了很多混凝土,所以灌注时导管中的空气不会被立即解除,将导致堵塞。需要输液打通导管,适当提高导管的流动性,串动时导管严禁碰撞钢筋笼,防止钢筋笼漂浮或下沉。混凝土促进后续灌注,由于混凝土在导管滞留时间长,导管留有骨料,由于混凝土壁的摩擦,使得导管的流动性会变差,很容易导致上述的困难,结果会发生堵漏;串动可在混凝土管道挤压孔壁周围,提高了桩侧阻力,同时也增加了混凝土和钢筋笼的粘结能力。
6、注意灌注所需混凝土数量,一般较成孔桩径计算的大。约为设计桩径体积的1.2倍左右。为避免混凝土超灌量,要掌握好各种导管的钻孔速度。
三、混凝土灌注速度的技术问题。
1、在控制混凝土初凝时间的同时,必须合理地加快灌注速度,这对提高混凝土的灌注质量十分重要,因此应做好灌注前的各项准备工作,以及灌注过程中各道工序的密切配合工作。
2、在正常钻孔作业时,中途不要随便停钻,以避免扩孔导致混凝土灌注量。浇筑标高就高出桩顶设计标高0.5-1.0米,以便清除浮浆和消除测量误差。特别注意,不要因误测而造成短桩。
3、混凝土的灌注要连续进行,使混凝土保持足够的流动性。灌注过程中边灌注边提升导管和边拆除上一节导管,使混凝土经常处于流动状态,尽可能缩短拆除导管的间隔时间。在整个灌注过程中导管埋入混凝土的深度保持在2m~3m之间,且不得大于3m,在任何情况下,不得小于1.0m,以免造成断桩事故。
施工注意事项:1)对于软弱地基,钻孔前应对地基进行碾压及硬化处理,避免钻机倾斜影响孔的垂直度。2)钻孔桩施工各工序要连续、紧密衔接,尽量缩短下钢筋笼的工作时间,并及时向孔内补泥浆,保持水头压力,以免塌孔。3)根据不同地质情况,必须检测清孔后灌注混凝土时泥浆性能指标,确保泥浆对孔壁的撑护作用。4)灌注水下混凝土时,混凝土不能太对中漏斗,以免发生“气塞”现象,可采用漏斗口挂一根3m左右的小弯管,以排出高压空气,减少混凝土含气量,确保混凝土的灌注质量。5)泥浆及钻渣处理,为确保泥浆循环畅通及不污染周围环境,每两个墩位之间均设置不小于桩基体积的封闭型泥浆循环沉渣池,循环净化后的泥浆进入钻孔施工,脱水、干燥分离的残渣运至指定地点弃置。
四、后期灌注的技术问题。
1、在导管上端连接混凝土漏斗,漏斗离泥浆面有足够的高度,以保证导管内的混凝土柱产生的压力使混凝土顺利快速的流出孔外,这个高度应大于中间节导管长度。灌注过程中第一斗混凝土满足储存首批混凝土数量的要求。首批混凝土用拔球法进行,在导管里放置皮球,并用盖子盖住漏斗下口,盖子与钢丝绳连接,当漏斗内储足首批浇筑的混凝土量后,吊车或钻机上的小卷扬机拉钢丝绳,提起盖子,使混凝土快速落下,迅速落至孔底并把导管裹住,保证首批初灌混凝土将导管埋深不小于1m,浇筑连续进行,以保证桩基混凝土浇筑的连续性及桩基的施工质量。
2、在混凝土灌注后期,由于孔内压力较小,往往上部混凝土不如下部密室,这时应稍提漏斗增大落差,以提高其密实度。
3、在钻孔灌注桩水下混凝土灌注时,要合理控制好灌注速度,确保混凝土灌注时间不超过混凝土的初凝时间,这对于保证桩的灌注质量十分重要。只要工程技术人员的实际施工中做好准备,不断总结经验,加强对混凝土灌注的各个环节的科学管理及控制,就可确保钻孔灌注桩水下混凝土的质量。
五、结语
综上所述,在桥梁的隧道的施工中,首先要进行桩基的施工,桩基多数由混凝土灌注而成,在施工中所处环境恶劣,特别是水下施工部分,质量很难掌控。因此混凝土施工技术是桥梁桩基工程施工成败的关键,必须分析地质水文资料,根据地质层理,及时调整泥浆比重,尤其是对不良地层,要有预控措施。这样才能提高桥梁桩基混凝土施工技术。
参考文献:
[1]山西省公路局.公路工程八大通病分析与防治[M].北京:人民交通出版社1999.7.
[2]《桩基工程手册》编写委员会.桩基工程手册[M].北京:人民交通出版社。2008.
[3]刘金砺.桩基设计施工与检测[M].北京:中国建材工业出版社,2001.