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摘要:我国公路工程建设从二十世纪末开始就取得了相对显著的成就,公路交通发展很大程度上推动了公路桥梁发展。在对公路桥梁的基础进行选择时,具有稳定性好、承载力高、用料省、沉降少、劳动条件改善以及施工简便等优点存在的桩基础得到大规模普及。但同样也避免不了桩基础施工中出现局部缺陷的情况,例如:夹泥、离析、断桩、缩径、空洞、桩底沉淀超出设计要求等。
关键词:公路桥梁;局部缺陷;处理方法。
中图分类号:U448文献标识码: A
一、公路桥梁桩基础的局部缺陷
1、断桩。桩基础的施工环节众多,受技术和施工条件的限制,在施工的过程中很容易出现一些问题,对桩基础的结构安全及整体稳定性造成影响,断桩就是桩基础局部缺陷的表现之一。在灌注混凝土的过程中,导管提漏很容易导致断桩和夹泥问题,而导管提漏主要是由导管堵塞和泥浆过稠造成的,导管提漏的速度过快也同样会导致导管与灌注过程中桩基混凝土表面的分离,引起断桩和泥浆回灌夹泥问题。此外,混凝土灌注应连续不断地进行,严格按照灌注的时间进行灌注,避免下部混凝土的凝结,混凝土表面的沉淀物很容易对混凝土的进一步灌注造成影响,导致断桩问题的发生。
2、钢筋笼上浮问题。施工人员在放置钢筋笼的过程中要对钢筋笼的位置进行固定,混凝土的灌注应连续不断地匀速进行,避免混凝土灌注过程中产生的顶托力对钢筋笼造成冲击,使钢筋笼的位置发生变化。钢筋笼的底部构造细节对钢筋笼有重要作用,在施工的过程中,为了避免钢筋笼的上浮,主筋不应设置在同一平面上,主筋之间的位置应按照施工要求进行间隔。此外,如果混凝土的和易性没有达到施工的要求,混凝土骨料过粗,混凝土灌注的过程中也会产生浮笼,影响桩基的整体稳定性。
3、吊脚柱问题和灌注坍孔。混凝土灌注之前要进行导管的下放,在混凝土灌注完毕之后还要将导管拔出,形成密实的桩基,导管拔出应随着混凝土的灌注进行。吊脚桩在长期的使用过程中会对周围的土质造成影响,吊脚桩附近容易出现软土土质,对桩基的稳定性造成影响。此外,坍孔是公路桥梁桩基础比较容易出现的局部缺陷,造成坍孔的原因有很多,包括地下的水压过高、护筒脚漏水、泥浆比重小护壁不良和孔口周围的压力过大等。施工人员要针对坍孔的严重程度采取措施,坍孔严重的要进行清孔,提高周围土质的稳定性。
4、混凝土施工技术存在的问题
4.1.施工过程中由于放线定位、护筒埋设偏差、钻机操作垂直度达不到要求、钻头直径较小等原因,出现基桩偏位,桩径偏小,垂直度不满足设计要求,因此会导致灌注的基桩出现倾斜与其他基桩串孔,或桩顶缩颈,不能满足设计要求。
4.2.在施工钻孔过程中由于泥浆质量不达标泥浆护壁不良,容易造成塌孔;清孔过程中,由于清孔时间较短或较长,或者所用泥浆较差,导致孔底沉渣较厚。以上情况也是产生基桩缩径、桩身局部缺陷或桩端承载力下降的主要因素。
4.3.桩基混凝土配合比、级配、或是材料性能不达标或施工养护条件的原因,致使基桩混凝土强度无法达到设计要求,也容易导致桩基础质量问题。
4.4.基础开挖及桩头处理过程,由于使用机械暴力施工,致使桩基出現横向纵向裂缝,桩头处理时平整度和清理上部浮浆不干净,引起与上部结构连接不良,也属于比较严重的缺陷。
二、公路桥梁桩基础施工中存在局部缺陷的处理方法
在实际施工过程中,对于公路桥梁桩基础存在的局部缺陷的处理存在较多方法,应结合问题形成的原因进行逐个分析,运用合理有效的方法进行缺陷的处理。其方法主要包括以下几方面:
1、压力灌浆法施工
在桩基础完成以后,采用水泥或其他化学浆液,在缺陷部位采用钻地机所钻取的取芯孔及桩基础原有的预埋注浆管内运用高压灌注的方法对桩内、桩侧或基桩底部进行注入。促使浆液实现压密、渗透及固结,从而达到对桩基础周围土体和桩基础中存在的缺陷进行补强。提升桩基础的整体性及受力状况,进一步满足设计要求。该方法通常在各种直径、地层及成孔工艺的桩基础中存在的局部缺陷进行适用,特别是在砂砾石层中使用,其效果尤为显著。
2、反套护筒法施工
护筒反套依据地层情况可运用水泥护筒或者钢护筒,水泥护筒在粘土中较常用,钢护筒可在各种地层中运用,护筒外径与桩径大小一致,厚度按需求选择,护筒压采取锤击、振动或葫芦反拉法下沉到位。运用么套护筒法能对20米以内的各种直径桩基础进行处理。比如某高速公路三期工程沿江特大桥5-3#桩。该桩位于主河槽边,渗水量大,在灌注时遭遇了停电,导致离桩顶14.8米处断桩;比较了方案之后,决定用钢护筒下压法对5-3桩基断桩进行处理,其具体方法是:采用8mm钢板卷制钢护筒,护筒内径1.8m,外径1.816m,分节制作护筒,总长度15.1m,每节护筒上下口各加1条高12cm,厚1.2mm的钢护圈,以增加护筒钢度。压入时,在要压入的护筒上口放置2条25号工字钢,工字钢上再放2条26号工字钢,沿圆周等距悬挂4只10吨手拉葫芦,在桩基钢筋笼上焊接4个吊环。葫芦倒挂在吊环上,然后用人工拉动葫芦,把护筒压入孔内,钢护筒在压入时,筒上口要保持平衡。之后与第二节护筒连接,护筒连接处用电焊焊接牢固,并确保不渗水,接着用同样的方法将第二节护筒压入,摘掉所有护筒压到指定位置。在压入护筒的时候,要是护筒钢度不足,发生变形,可以在工字钢下加设千斤顶,从而降低护筒的压力。护筒压到位后,即用泥浆泵把孔内泥浆抽干,对桩头浮浆清理,凿除砼,知道新鲜砼面露出,在凿除砼时,应边抽水边压入钢护筒。砼面应凿成凹形,然后将孔壁和钢筋旁的泥膏清除,在钢护筒四周嵌入橡皮圈止水,然后用干浇法灌注砼至桩顶标高,并确保至少50cm的凿桩头高度。
3、大开挖法的施工
对于地面广阔、且能对地表及地下水进行排除的位置,若有齐全的机械设备存在时,应大开挖的方式对原桩位进行施工。当缺陷位置处理结束以后,若达到检测要求,运用原状土进行回填压实。该方法的应用,通常深度不高于10m,具有较厚的覆盖层。条件较好的桥梁工程中,该方法的应用都能满足。通常情况下,在开挖的过程中,避免开挖至持力层,否则会导致地层结构发生改变,从而对桩的受力造成影响。
4、补强法的应用
当通过处理以后,通过复检桩基础的质量仍未满足设计要求,则应通过补强措施进行处理。也就是在原桩位进行重新成桩或对原桩周围的补桩实施补强处理,该方法作为最终处理方法,不是在特殊情况下是不能轻易使用。否则,则会导致出现较大的代价以及时间的浪费。例如:某大桥5-1桩在主河槽内设置,在进行施工的过程中采用筑岛、河道改移的方法,在对水下混凝土进行灌注的过程中,若有上游出现洪水发生时,由于较大的水流速度,洪水会导致筑岛底部的泥沙出现冲刷,导致桩身有较为严重的离析形成。通过分析对桩基础的补桩方法进行确定,最终实现桩基础中存在的局部缺陷进行改善。
结束语
总而言之,施工人员要综合分析局部缺陷的种类、出现的原因以及严重程度,并结合地质条件和桩基施工的要求来选择合适的处理措施,切实的提高桩基完整性和承载能力,保证桩基结构的整体性和稳定性,提高公路桥梁工程的施工质量,最终达到保证基础工程的质量可靠和使用安全。
参考文献
[1]胡友好.浅谈桥梁钻孔灌注桩基础施工工艺[J].山西建筑.2013,33,(29).
[2]张美卿.钻孔灌注桩常见质量事故的预防[J].山西建筑.2001,27,(02).
关键词:公路桥梁;局部缺陷;处理方法。
中图分类号:U448文献标识码: A
一、公路桥梁桩基础的局部缺陷
1、断桩。桩基础的施工环节众多,受技术和施工条件的限制,在施工的过程中很容易出现一些问题,对桩基础的结构安全及整体稳定性造成影响,断桩就是桩基础局部缺陷的表现之一。在灌注混凝土的过程中,导管提漏很容易导致断桩和夹泥问题,而导管提漏主要是由导管堵塞和泥浆过稠造成的,导管提漏的速度过快也同样会导致导管与灌注过程中桩基混凝土表面的分离,引起断桩和泥浆回灌夹泥问题。此外,混凝土灌注应连续不断地进行,严格按照灌注的时间进行灌注,避免下部混凝土的凝结,混凝土表面的沉淀物很容易对混凝土的进一步灌注造成影响,导致断桩问题的发生。
2、钢筋笼上浮问题。施工人员在放置钢筋笼的过程中要对钢筋笼的位置进行固定,混凝土的灌注应连续不断地匀速进行,避免混凝土灌注过程中产生的顶托力对钢筋笼造成冲击,使钢筋笼的位置发生变化。钢筋笼的底部构造细节对钢筋笼有重要作用,在施工的过程中,为了避免钢筋笼的上浮,主筋不应设置在同一平面上,主筋之间的位置应按照施工要求进行间隔。此外,如果混凝土的和易性没有达到施工的要求,混凝土骨料过粗,混凝土灌注的过程中也会产生浮笼,影响桩基的整体稳定性。
3、吊脚柱问题和灌注坍孔。混凝土灌注之前要进行导管的下放,在混凝土灌注完毕之后还要将导管拔出,形成密实的桩基,导管拔出应随着混凝土的灌注进行。吊脚桩在长期的使用过程中会对周围的土质造成影响,吊脚桩附近容易出现软土土质,对桩基的稳定性造成影响。此外,坍孔是公路桥梁桩基础比较容易出现的局部缺陷,造成坍孔的原因有很多,包括地下的水压过高、护筒脚漏水、泥浆比重小护壁不良和孔口周围的压力过大等。施工人员要针对坍孔的严重程度采取措施,坍孔严重的要进行清孔,提高周围土质的稳定性。
4、混凝土施工技术存在的问题
4.1.施工过程中由于放线定位、护筒埋设偏差、钻机操作垂直度达不到要求、钻头直径较小等原因,出现基桩偏位,桩径偏小,垂直度不满足设计要求,因此会导致灌注的基桩出现倾斜与其他基桩串孔,或桩顶缩颈,不能满足设计要求。
4.2.在施工钻孔过程中由于泥浆质量不达标泥浆护壁不良,容易造成塌孔;清孔过程中,由于清孔时间较短或较长,或者所用泥浆较差,导致孔底沉渣较厚。以上情况也是产生基桩缩径、桩身局部缺陷或桩端承载力下降的主要因素。
4.3.桩基混凝土配合比、级配、或是材料性能不达标或施工养护条件的原因,致使基桩混凝土强度无法达到设计要求,也容易导致桩基础质量问题。
4.4.基础开挖及桩头处理过程,由于使用机械暴力施工,致使桩基出現横向纵向裂缝,桩头处理时平整度和清理上部浮浆不干净,引起与上部结构连接不良,也属于比较严重的缺陷。
二、公路桥梁桩基础施工中存在局部缺陷的处理方法
在实际施工过程中,对于公路桥梁桩基础存在的局部缺陷的处理存在较多方法,应结合问题形成的原因进行逐个分析,运用合理有效的方法进行缺陷的处理。其方法主要包括以下几方面:
1、压力灌浆法施工
在桩基础完成以后,采用水泥或其他化学浆液,在缺陷部位采用钻地机所钻取的取芯孔及桩基础原有的预埋注浆管内运用高压灌注的方法对桩内、桩侧或基桩底部进行注入。促使浆液实现压密、渗透及固结,从而达到对桩基础周围土体和桩基础中存在的缺陷进行补强。提升桩基础的整体性及受力状况,进一步满足设计要求。该方法通常在各种直径、地层及成孔工艺的桩基础中存在的局部缺陷进行适用,特别是在砂砾石层中使用,其效果尤为显著。
2、反套护筒法施工
护筒反套依据地层情况可运用水泥护筒或者钢护筒,水泥护筒在粘土中较常用,钢护筒可在各种地层中运用,护筒外径与桩径大小一致,厚度按需求选择,护筒压采取锤击、振动或葫芦反拉法下沉到位。运用么套护筒法能对20米以内的各种直径桩基础进行处理。比如某高速公路三期工程沿江特大桥5-3#桩。该桩位于主河槽边,渗水量大,在灌注时遭遇了停电,导致离桩顶14.8米处断桩;比较了方案之后,决定用钢护筒下压法对5-3桩基断桩进行处理,其具体方法是:采用8mm钢板卷制钢护筒,护筒内径1.8m,外径1.816m,分节制作护筒,总长度15.1m,每节护筒上下口各加1条高12cm,厚1.2mm的钢护圈,以增加护筒钢度。压入时,在要压入的护筒上口放置2条25号工字钢,工字钢上再放2条26号工字钢,沿圆周等距悬挂4只10吨手拉葫芦,在桩基钢筋笼上焊接4个吊环。葫芦倒挂在吊环上,然后用人工拉动葫芦,把护筒压入孔内,钢护筒在压入时,筒上口要保持平衡。之后与第二节护筒连接,护筒连接处用电焊焊接牢固,并确保不渗水,接着用同样的方法将第二节护筒压入,摘掉所有护筒压到指定位置。在压入护筒的时候,要是护筒钢度不足,发生变形,可以在工字钢下加设千斤顶,从而降低护筒的压力。护筒压到位后,即用泥浆泵把孔内泥浆抽干,对桩头浮浆清理,凿除砼,知道新鲜砼面露出,在凿除砼时,应边抽水边压入钢护筒。砼面应凿成凹形,然后将孔壁和钢筋旁的泥膏清除,在钢护筒四周嵌入橡皮圈止水,然后用干浇法灌注砼至桩顶标高,并确保至少50cm的凿桩头高度。
3、大开挖法的施工
对于地面广阔、且能对地表及地下水进行排除的位置,若有齐全的机械设备存在时,应大开挖的方式对原桩位进行施工。当缺陷位置处理结束以后,若达到检测要求,运用原状土进行回填压实。该方法的应用,通常深度不高于10m,具有较厚的覆盖层。条件较好的桥梁工程中,该方法的应用都能满足。通常情况下,在开挖的过程中,避免开挖至持力层,否则会导致地层结构发生改变,从而对桩的受力造成影响。
4、补强法的应用
当通过处理以后,通过复检桩基础的质量仍未满足设计要求,则应通过补强措施进行处理。也就是在原桩位进行重新成桩或对原桩周围的补桩实施补强处理,该方法作为最终处理方法,不是在特殊情况下是不能轻易使用。否则,则会导致出现较大的代价以及时间的浪费。例如:某大桥5-1桩在主河槽内设置,在进行施工的过程中采用筑岛、河道改移的方法,在对水下混凝土进行灌注的过程中,若有上游出现洪水发生时,由于较大的水流速度,洪水会导致筑岛底部的泥沙出现冲刷,导致桩身有较为严重的离析形成。通过分析对桩基础的补桩方法进行确定,最终实现桩基础中存在的局部缺陷进行改善。
结束语
总而言之,施工人员要综合分析局部缺陷的种类、出现的原因以及严重程度,并结合地质条件和桩基施工的要求来选择合适的处理措施,切实的提高桩基完整性和承载能力,保证桩基结构的整体性和稳定性,提高公路桥梁工程的施工质量,最终达到保证基础工程的质量可靠和使用安全。
参考文献
[1]胡友好.浅谈桥梁钻孔灌注桩基础施工工艺[J].山西建筑.2013,33,(29).
[2]张美卿.钻孔灌注桩常见质量事故的预防[J].山西建筑.2001,27,(02).