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【摘 要】 桥梁桩基础是桥梁的重要部位,它的质量好坏直接影响到整座桥梁的工程质量。由于桥梁桩基施工的隐蔽性,在施工过程中存在不可预见性的因素较多,经常出现一些问题不可避免,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,本文对桥梁桩基施工技术进行了研究。
【关键词】 桥梁桩基;施工技术
一、桥梁桩基础概况
1、桥梁桩基础分类
桥梁桩的分类方式有很多,根据其埋深,可以将其分为深基础和浅基础,浅基础的埋深小于或等于5m,施工简单,可以明挖,而深基础的埋深h>5m,施工较复杂;根据其受力条件,又可以分为摩擦桩和柱桩,竖直桩和斜桩,高承台桩和低承台桩等;根据其施工方法,又可以分为钻孔灌注桩、打入桩、静力压桩、沉管灌注桩、爆扩桩、管柱桩等。
2、桥梁桩的适用条件
1)荷载较大,地基上部土层软弱,适宜的持力层较深。
2)河床冲刷大,采用浅基础施工困难或不够安全。
3)结构对不均匀沉降敏感时。
4)施工水位过高,避免水下施工。
5)地震区。
二、桩基分类与检测方法
桩基工程分类繁多。按承载力分为摩擦桩、端承桩、摩擦端承桩;按成桩分,主要以灌注桩为主,灌注桩依成孔又分为冲孔、钻孔、挖孔等灌注桩。从检测技术上看,根据所测桩基桩周地质情况,是挖孔还是钻孔,是主墩桩还是引桥桩等,对桩基检方法的选择具有非常重要的作用。目前桩基检测的主要方法有静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法等。
1、静载试验法
这是目前公认的检测基桩竖向抗压承载力最直接、最可靠的试验方法。但在工程实践中发现,基准桩的问题有时会被检测人员所忽视,容易出现基准桩打入深度不足,试验过程产生位移的问题。
2、钻芯法
这种方法具有科学、直观、实用等特点,在检测混凝土灌注桩方面应用较广。一次完整、成功的钻芯检测,可以得到桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性的情况,并判定或鉴别桩端持力层的岩土性状。
3、反射波法
在国内,绝大多数的检测机构采用反射波法检测桩身完整性,主要原因是其仪器轻便、现场检测快捷,同时将激励方式、频域分析方法等作为测试、辅助分析手段融合进去。当然,低应变法检测时,不论缺陷的类型如何,其综合表现均为桩的阻抗变小,而对缺陷的性质难以区分,这是其最大的局限性。
4、高应变法
它的主要功能是判定桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。高应变法在判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接头等缺陷时,能够在查明这些“缺陷”是否影响竖向抗压承载力的基础上,合理判定缺陷程度,可作为低应变法的补充验证手段。
三、桥梁桩基的施工技术
1、挖孔桩施工技术分析
做好一切施工准备以后,应该对钻孔施工设备进行检修,并且准备易损件的备件,也要综合布置施工道路、用水管路以及电力线路等。钻机开动之前,应固定好钻机设备的底座并保证其平衡稳定,钻机的固定支架应处于施工平面,不应压制护筒。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。钻机行进过程中,应实时核对测量钻孔的中心度,防止出现移位。而且钻机的行进速度应根据施工地质情况进行控制,要定时观察孔内情况,以保证护筒内的水位标准满足施工要求。钢筋骨架制作要求要符合相应的质量标准,在每节钢筋的端头都需要加设十字撑保证其坚固性。钢筋骨架在入孔过程中,应该保证其垂直度。在钻孔孔口位置处应设置观察筋,以观察钢筋是否到达孔底。
1)桩身钢筋工程的技术分析
钢筋笼的长度与孔的深度以及施工技术要求有关,钢筋骨架应具备足够的刚度以及稳定性,以保证钢筋骨架主体结构不松散。一般来说,钢筋笼的主筋采用搭接焊,钢筋笼加长则采用氩弧焊,为保证焊接质量的刚度需要保证焊接接头的冷却温度不低于5℃。钢筋笼在检验合格并加固后方可入孔,入孔后需进行校正,使其中心与轴线相吻合。钢筋笼一般为现场加工,钢筋笼需按照设计图纸的技术要求规范进行制作。
2)钢筋的加工工艺
首先,将钢筋调直,并将钢筋表面的杂物、污渍清除干净。钢筋的用量以及加工规范应严格按照施工图纸的要求。施工人员应认真计算钢筋的下料长度并预留余量。钢筋打弯处应为平滑的曲线,且要求曲率直径大于钢筋直径的10倍;钢筋末端弯钩的净空直径应大于钢筋直径的2.5倍;钢筋弯曲点不能出现裂纹,不允许Ⅱ级钢筋出现回弯;弯曲钢筋的技术偏差为;钢筋长度偏差为±10mm,钢筋起弯点的位移偏差不超过20mm,箍筋边长为±5mm。平直钢筋的长度允许偏差为±10mm。
3)钢筋的焊接工艺
钢筋焊接主要采用搭接焊。其技术要求为:(1)钢筋接头、帮条、焊缝等长度尺寸应满足图纸要求。(2)保证搭接钢筋轴线一致,搭接接头钢筋端部应进行预弯。(3)焊缝高度要求不得小于4mm,且不小于0.3d。焊缝宽度不小于8mm,且不小于0.7d。(4)搭接焊时,被焊钢筋与帮条间存在两个焊點,焊缝的定位点与帮条端部或搭接位置的节距应大于20mm。
2、制作钢筋笼
制作钢筋笼之前,先检验钢筋和焊条的质量,焊条的型号要和钢筋的性能相匹配,质量达到设计要求才可以启用。制作钢筋笼是一个重要的环节,要严格按照设计图纸操作,根据钢筋骨架的尺寸制备相当规模样板,箍筋在样板上弯制成圈。用钢筋定位支架控制好主筋的间距,保证分距均匀且偏差不要大于1 cm。箍筋和钢筋笼的直径长度也要控制好尺寸,控制偏差在允许的范围之内,保证整个钢筋笼的质量。另外,加颈箍筋一般设在主筋的外围减小施工难度,又可以加强对钢筋笼的箍紧作用。在钢筋的焊接过程中,采用的焊条要符合规范标准;可以在钢筋笼的内侧焊接上定位圈并安装声测检测管,以方便工程质量检测保证钢筋笼的安全;在此需要说明的是,检测管不宜直接对接焊接,以避免焊渣造成导管的管道堵塞,这就需要采用套螺纹或采用密封胶进行连接。 安装钢筋笼之前要先检查孔内是否有残渣或塌方,确保无误后再安装钢筋笼。搬运和吊放钢筋笼时要注意保证钢筋笼的质量防止变形,安装要对准孔位,顺直扶稳慢慢匀速地将钢筋笼放入孔内。时刻测量钢筋笼的标高,放置钢筋笼达到设计位置后,要采用吊筋、抗浮筋等固定住,避免钢筋笼的下沉和灌注混凝土后而上浮。根据相关规范设置一定厚度的钢筋保护层,可用水泥砂浆制作,保护层的偏差控制在1 cm之内。
3、灌注混凝土
在灌注混凝土之前,先清理孔壁和孔底的残渣,检查成孔质量,确保孔壁没有松动,孔底没有积水和沉渣。如果孔内的积水太多而不容易排干,可以采用导管法水下灌注混凝土。终孔后安装钢筋笼就位后安装导管,导管内径取30 cm为宜,每节导管的长度和壁厚要符合规范要求,根据孔的深度确定导管的总长度。导管的两端要用法兰盘和螺栓连接还要垫上橡皮圈以保证导管的密封性,防止导管渗水或漏水。导管插在孔的中央位置,底部离孔底20~30 cm左右,切不可插入到孔底沉淀的泥浆中,防止导管中的混凝土漏不出来。在导管的上口接着漏斗,将足够量的混凝土装入漏斗中然后打开隔水栓,此时混凝土会从漏斗底部下落到孔底,孔内的水位逐渐提高,这样将混凝土灌注到孔内。
导管法水下灌注混凝土时,注意混凝土粗骨料的最大粒径不要太大,可以选用粒径小于5 cm的卵石或碎石;混凝土的坍落度不要过大,不符合要求时要调整混合料的配合比;混凝土拌合时要保证一定的拌合时间,使混凝土具有较好的粘聚性又要具有一定的流动性,搅拌时要进行坍落度检测,如果灌注过程中坍落度损失过大也要及时调整混凝土的配合比;拌好的混凝土要立即灌注使用,避免产生离析现象影响混凝土的质量;混凝土灌注要实行全员全过程质量控制,严格把关确保混凝土桩基的质量;最后灌注混凝土的标高要适当超出设计的标高,因为要在其顶部凿除最上部的浮浆层,桩头还要进入承台内5~10 cm。
4、成桩的质量检验及收尾工作
成桩的质量检测包括桩身的动检和混凝土试块的质量检测。桩身动检,要检测桩身的小应变和大应变,可以测出桩长、扩径和缩径,这些检测都必须合格。当桥梁桩基施工基本完毕后,拆除护筒,然后钻机移位,进行检测验收。
结束语:
桥梁桩基是支撑着桥梁主体部分的荷载,桥梁工程中的重要部分。桥梁桩基的施工在桥梁工程建设中一直处于比较重要的位置,但是由于地形因素、施工条件以及技术要求的限制,在施工过程中经常会遇到的施工难题,进而影响了相应的工程进度。本文主要针对桥梁桩基施工方式以及常见技术问题进行探究分析,并进一步提出桥梁桩基施工技術的创新性。
参考文献:
[1]廖志清. 论桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术[J]. 中国水运(下半月),2012,12:221-222.
[2]樊毅华. 桥梁桩基础施工技术研究[J]. 中华民居(下旬刊),2012,10:261-262.
[3]曹鹏. 桥梁桩基础施工工艺探讨[J]. 门窗,2013,05:199.
【关键词】 桥梁桩基;施工技术
一、桥梁桩基础概况
1、桥梁桩基础分类
桥梁桩的分类方式有很多,根据其埋深,可以将其分为深基础和浅基础,浅基础的埋深小于或等于5m,施工简单,可以明挖,而深基础的埋深h>5m,施工较复杂;根据其受力条件,又可以分为摩擦桩和柱桩,竖直桩和斜桩,高承台桩和低承台桩等;根据其施工方法,又可以分为钻孔灌注桩、打入桩、静力压桩、沉管灌注桩、爆扩桩、管柱桩等。
2、桥梁桩的适用条件
1)荷载较大,地基上部土层软弱,适宜的持力层较深。
2)河床冲刷大,采用浅基础施工困难或不够安全。
3)结构对不均匀沉降敏感时。
4)施工水位过高,避免水下施工。
5)地震区。
二、桩基分类与检测方法
桩基工程分类繁多。按承载力分为摩擦桩、端承桩、摩擦端承桩;按成桩分,主要以灌注桩为主,灌注桩依成孔又分为冲孔、钻孔、挖孔等灌注桩。从检测技术上看,根据所测桩基桩周地质情况,是挖孔还是钻孔,是主墩桩还是引桥桩等,对桩基检方法的选择具有非常重要的作用。目前桩基检测的主要方法有静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法等。
1、静载试验法
这是目前公认的检测基桩竖向抗压承载力最直接、最可靠的试验方法。但在工程实践中发现,基准桩的问题有时会被检测人员所忽视,容易出现基准桩打入深度不足,试验过程产生位移的问题。
2、钻芯法
这种方法具有科学、直观、实用等特点,在检测混凝土灌注桩方面应用较广。一次完整、成功的钻芯检测,可以得到桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性的情况,并判定或鉴别桩端持力层的岩土性状。
3、反射波法
在国内,绝大多数的检测机构采用反射波法检测桩身完整性,主要原因是其仪器轻便、现场检测快捷,同时将激励方式、频域分析方法等作为测试、辅助分析手段融合进去。当然,低应变法检测时,不论缺陷的类型如何,其综合表现均为桩的阻抗变小,而对缺陷的性质难以区分,这是其最大的局限性。
4、高应变法
它的主要功能是判定桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。高应变法在判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接头等缺陷时,能够在查明这些“缺陷”是否影响竖向抗压承载力的基础上,合理判定缺陷程度,可作为低应变法的补充验证手段。
三、桥梁桩基的施工技术
1、挖孔桩施工技术分析
做好一切施工准备以后,应该对钻孔施工设备进行检修,并且准备易损件的备件,也要综合布置施工道路、用水管路以及电力线路等。钻机开动之前,应固定好钻机设备的底座并保证其平衡稳定,钻机的固定支架应处于施工平面,不应压制护筒。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。钻机行进过程中,应实时核对测量钻孔的中心度,防止出现移位。而且钻机的行进速度应根据施工地质情况进行控制,要定时观察孔内情况,以保证护筒内的水位标准满足施工要求。钢筋骨架制作要求要符合相应的质量标准,在每节钢筋的端头都需要加设十字撑保证其坚固性。钢筋骨架在入孔过程中,应该保证其垂直度。在钻孔孔口位置处应设置观察筋,以观察钢筋是否到达孔底。
1)桩身钢筋工程的技术分析
钢筋笼的长度与孔的深度以及施工技术要求有关,钢筋骨架应具备足够的刚度以及稳定性,以保证钢筋骨架主体结构不松散。一般来说,钢筋笼的主筋采用搭接焊,钢筋笼加长则采用氩弧焊,为保证焊接质量的刚度需要保证焊接接头的冷却温度不低于5℃。钢筋笼在检验合格并加固后方可入孔,入孔后需进行校正,使其中心与轴线相吻合。钢筋笼一般为现场加工,钢筋笼需按照设计图纸的技术要求规范进行制作。
2)钢筋的加工工艺
首先,将钢筋调直,并将钢筋表面的杂物、污渍清除干净。钢筋的用量以及加工规范应严格按照施工图纸的要求。施工人员应认真计算钢筋的下料长度并预留余量。钢筋打弯处应为平滑的曲线,且要求曲率直径大于钢筋直径的10倍;钢筋末端弯钩的净空直径应大于钢筋直径的2.5倍;钢筋弯曲点不能出现裂纹,不允许Ⅱ级钢筋出现回弯;弯曲钢筋的技术偏差为;钢筋长度偏差为±10mm,钢筋起弯点的位移偏差不超过20mm,箍筋边长为±5mm。平直钢筋的长度允许偏差为±10mm。
3)钢筋的焊接工艺
钢筋焊接主要采用搭接焊。其技术要求为:(1)钢筋接头、帮条、焊缝等长度尺寸应满足图纸要求。(2)保证搭接钢筋轴线一致,搭接接头钢筋端部应进行预弯。(3)焊缝高度要求不得小于4mm,且不小于0.3d。焊缝宽度不小于8mm,且不小于0.7d。(4)搭接焊时,被焊钢筋与帮条间存在两个焊點,焊缝的定位点与帮条端部或搭接位置的节距应大于20mm。
2、制作钢筋笼
制作钢筋笼之前,先检验钢筋和焊条的质量,焊条的型号要和钢筋的性能相匹配,质量达到设计要求才可以启用。制作钢筋笼是一个重要的环节,要严格按照设计图纸操作,根据钢筋骨架的尺寸制备相当规模样板,箍筋在样板上弯制成圈。用钢筋定位支架控制好主筋的间距,保证分距均匀且偏差不要大于1 cm。箍筋和钢筋笼的直径长度也要控制好尺寸,控制偏差在允许的范围之内,保证整个钢筋笼的质量。另外,加颈箍筋一般设在主筋的外围减小施工难度,又可以加强对钢筋笼的箍紧作用。在钢筋的焊接过程中,采用的焊条要符合规范标准;可以在钢筋笼的内侧焊接上定位圈并安装声测检测管,以方便工程质量检测保证钢筋笼的安全;在此需要说明的是,检测管不宜直接对接焊接,以避免焊渣造成导管的管道堵塞,这就需要采用套螺纹或采用密封胶进行连接。 安装钢筋笼之前要先检查孔内是否有残渣或塌方,确保无误后再安装钢筋笼。搬运和吊放钢筋笼时要注意保证钢筋笼的质量防止变形,安装要对准孔位,顺直扶稳慢慢匀速地将钢筋笼放入孔内。时刻测量钢筋笼的标高,放置钢筋笼达到设计位置后,要采用吊筋、抗浮筋等固定住,避免钢筋笼的下沉和灌注混凝土后而上浮。根据相关规范设置一定厚度的钢筋保护层,可用水泥砂浆制作,保护层的偏差控制在1 cm之内。
3、灌注混凝土
在灌注混凝土之前,先清理孔壁和孔底的残渣,检查成孔质量,确保孔壁没有松动,孔底没有积水和沉渣。如果孔内的积水太多而不容易排干,可以采用导管法水下灌注混凝土。终孔后安装钢筋笼就位后安装导管,导管内径取30 cm为宜,每节导管的长度和壁厚要符合规范要求,根据孔的深度确定导管的总长度。导管的两端要用法兰盘和螺栓连接还要垫上橡皮圈以保证导管的密封性,防止导管渗水或漏水。导管插在孔的中央位置,底部离孔底20~30 cm左右,切不可插入到孔底沉淀的泥浆中,防止导管中的混凝土漏不出来。在导管的上口接着漏斗,将足够量的混凝土装入漏斗中然后打开隔水栓,此时混凝土会从漏斗底部下落到孔底,孔内的水位逐渐提高,这样将混凝土灌注到孔内。
导管法水下灌注混凝土时,注意混凝土粗骨料的最大粒径不要太大,可以选用粒径小于5 cm的卵石或碎石;混凝土的坍落度不要过大,不符合要求时要调整混合料的配合比;混凝土拌合时要保证一定的拌合时间,使混凝土具有较好的粘聚性又要具有一定的流动性,搅拌时要进行坍落度检测,如果灌注过程中坍落度损失过大也要及时调整混凝土的配合比;拌好的混凝土要立即灌注使用,避免产生离析现象影响混凝土的质量;混凝土灌注要实行全员全过程质量控制,严格把关确保混凝土桩基的质量;最后灌注混凝土的标高要适当超出设计的标高,因为要在其顶部凿除最上部的浮浆层,桩头还要进入承台内5~10 cm。
4、成桩的质量检验及收尾工作
成桩的质量检测包括桩身的动检和混凝土试块的质量检测。桩身动检,要检测桩身的小应变和大应变,可以测出桩长、扩径和缩径,这些检测都必须合格。当桥梁桩基施工基本完毕后,拆除护筒,然后钻机移位,进行检测验收。
结束语:
桥梁桩基是支撑着桥梁主体部分的荷载,桥梁工程中的重要部分。桥梁桩基的施工在桥梁工程建设中一直处于比较重要的位置,但是由于地形因素、施工条件以及技术要求的限制,在施工过程中经常会遇到的施工难题,进而影响了相应的工程进度。本文主要针对桥梁桩基施工方式以及常见技术问题进行探究分析,并进一步提出桥梁桩基施工技術的创新性。
参考文献:
[1]廖志清. 论桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术[J]. 中国水运(下半月),2012,12:221-222.
[2]樊毅华. 桥梁桩基础施工技术研究[J]. 中华民居(下旬刊),2012,10:261-262.
[3]曹鹏. 桥梁桩基础施工工艺探讨[J]. 门窗,2013,05:199.