桥梁桩基础施工技术
桥梁桩基础施工技术
摘要:公路交通的大发展为公路桥梁建设带来了良好的机遇。
而在公路桥梁基础选择时，桩基础以其承载力高、稳定性好、沉降量少、用料省、施工简便和改善劳动条件等优点得到了广泛应用。
然而，桩基质量将直接影响桥梁的整体质量，所以应对桥梁桩基础施工技术问题进行控制。
本文笔者从桩基础的特点出发,对桥梁桩基础施工的质量通病及控制措施进行了探讨。
关键词：桥梁，桩基础，质量通病，控制措施
中图分类号： TU473.1 文献标识码： A 文章编号：
1、桩基础的工作特点
桩基础的作用是将上部结构较大的荷载通过桩穿过软弱土层传
递到较深的坚硬土层上，以解决浅基础承载力不足和变形较大的地基问题。
桩基础具有承载力高，沉降量小而均匀。
沉降速率缓慢等特点。
它能承受垂直荷载、水平荷载、上拔力以及机器的振动或动力作用，已广泛用于房屋地基、桥梁、水利等工程中。
2、冲击钻机成孔施工工艺
2.1施工准备
炸山开挖平整施工平台,平台须有足够的宽度,并保证钻机安置
于稳固的场地上,避免发生不均匀沉降,造成桩孔倾斜。
测量定位:根据给定的导线点,用全站仪沿线路进行加密,测设完毕后,要进行校核,现场需设护桩,确保点位准确,施工时利用全站仪
测设桩位。
2.2井圈的埋设
井圈采用人工挖孔法进行埋设,孔深≯2m,同时浇筑锁口井圈,井圈顶面应高出地面30cm,井圈内径要比钻孔直径大40cm,井圈顶面位置偏差≯5cm,倾斜度≯1%。
具体步骤是:首先开挖深2m孔,然后支设模板浇C10混凝土。
支设模板时现场用垂球检查中心线位置。
2.3泥浆制备
根据混凝土灌注量制备泥浆池和砌筑沉淀池,泥浆性能对成孔质量与进度有较大影响,应派专人进行泥浆的配制工作。
采用优质粘土配制泥浆,一般以水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土为宜。
造浆前,应先将粘土块尽量打碎,使其在搅拌过程中易于成浆,从而缩短搅拌时间,提高泥浆质量。
2.4钻孔
2.4.1开孔
开孔前在孔内放置一定数量的粘土,顶部抛平,并用低冲程冲砸,当泥浆比重约为1.4,钻进
0.5～1.0m时,再回填粘土,继续用低冲程冲砸,如此反复2～3次,必要时可重复几次。
待钻头顶冲砸至护筒下3～4m时,方可加大冲程正常钻进。
2.4.2钻孔
钻孔过程中应根据地质情况采用不同的方法。
(1)通过块碎石土层时:冲击钻机宜采用中冲程(75cm),同时输入低稠度的泥浆。
(2)通过块石土、变质砂岩夹千枚状板岩时:因岩土表面不平整,应先投入粘土小片石(粒径
<15cm),将表面整平。
此时冲击钻机宜采用最高冲程(1.0m);同时,交替使用高低冲程,将大石块捣碎,并利用粘稠的泥浆和钻渣将孔壁
缝堵严,避免孔壁漏水,防止发生斜孔。
因施工地层为夹层石,漏浆严重时,宜通过在泥浆里加锯木粉进行处理。
在钻进的过程中应经常注意地层的变化,根据排出的钻渣来验证地质情况是否与设计一致,每进尺2m检查一次,记入钻孔记录表并与地质柱状图核对。
操作人员必须认真贯彻执行岗位责任制,随时填写钻孔施工记录,交接班时应详细交待本班钻进情况及下一班需注意的事项。
钻孔过程中应经常对钻孔泥浆进行检测和实验,不合要求时应随时改正。
因钻孔排渣或其他原因停钻时,要保持孔内有一定的水头高度和相对密度,并将钻头提出孔外。
2.4.3清渣
采用换浆法排渣。
终孔检查:当钻至设计标高时,停止钻进,提出钻头,并用笼式检孔器检孔,保证桩孔垂直。
笼式检孔器用φ25的钢筋制成,其外径等于钻孔的设计孔径,长度等于孔径的4倍。
清渣完成并符合规范标准后即进行清孔。
2.4.4清孔
采用换浆法清孔。
当清孔完毕1h后,检测孔内泥浆比重及沉渣厚度,直到合格为止。
清孔过程中必须始终保持孔内原有的水头高度,以防塌孔。
不得用加深钻孔深度的方法代替清孔。
清孔后,对成孔的孔径、孔深、沉淀厚度和倾斜度等进行检查。
孔径用笼式检孔器检查,孔深和孔底沉渣采用标准测锤检测,测锤采用锥形锤,满足设计要求后报监理工程师进行终孔检验,并填写终孔检验记录。
3、水下混凝土灌注
3.1导管安装
3.1.1导管
导管采用φ250mm的钢管,每节2m,并配备一节1m、一节1.5m的短管,用以调节导管高度。
3.1.2进行水密性验
在下放导管前,应对导管进行认真检查。
主要检查导管是否损坏,密封圈、卡口是否完好,接头是否紧密;进行水密抗拉试验,检查导管的密封性能和接头抗拉能力。
符合规范要求后方可下放导管,质量不好的导管不能使用。
3.1.3下导管
下放导管时必须有专人负责对导管进行编号,导管必须位于孔中心,同时防止导管插入钢筋笼。
导管距离孔底≯40cm。
3.2水下混凝土灌注
水下混凝土灌注采用垂直导管法。
灌注前应进行清孔。
在沉碴厚度<5cm,泥浆比重、含砂率、粘度符合规范要求,并经监理工程师认可后方可施工。
首批灌注混凝土的数量要进行准确计算,以能满足导管首次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部的需要为准。
所需混凝土数量计算公式为:
V≥πD2(H1+H2)/4+πd2h1/4 (1)
式中:V———首批灌注混凝土所需数量,m3;
D———桩孔直径,m;
H1———桩孔底至导管底端间距,m;
H2———导管初次埋置深度,m;
d———导管内径,m;
h1———桩孔内混凝土达到埋置深度H2时,导管内混凝土桩平
衡导管外(或泥浆)压力所需的高度,m。
导管埋深在2～4m为宜,特殊情况下应≮1m且≯6m。
水下混凝土开始灌注后必须连续进行,不可中断。
灌注过程中要注意测量导管埋深和混凝土坍落度,混凝土坍落度控制在设计值的±20mm内为宜。
灌注快要结束时,应校对混凝土的灌入数量,以确定所测混凝土的灌注
高度是否正确。
在灌注混凝土时,要时刻注意防止钢筋笼上浮。
可采取如下措施:
(1)使导管保持较大埋深,放慢灌注速度,以减小混凝土的冲击力;
(2)当混凝土面进入钢筋笼1～2m时,应适当提升导管,减小导管的埋深,增加钢筋笼下部的埋置深度。
为了保证灌注桩的质量,灌注过程中应采取以下措施:
(1)混凝土的拌和必须均匀,并尽可能缩短运输距离和减少颠簸;
(2)灌注混凝土的过程必须连续,全部灌注工作必须在首批灌注
混凝土初凝前完成,避免中断灌注。
(3)在灌注过程中,要随时检测和记录孔内混凝土灌注标高和导
管入孔深度,以控制和保证导管埋入孔内混凝土的深度(一般宜2～
4m),防止导管提升过猛,管底提离混凝土面或埋入过浅(<2m),而使导管内进水造成断桩夹泥,同时要防止导管埋入过深,从而造成导管内
的混凝土压不出或导管被混凝土埋住不能提升,导致中止浇灌而断桩。
(4)灌注的桩顶标高要高出设计桩顶标高50～100cm,此范围的混凝土质量较差应予以凿除,以确保桩顶混凝土的质量。
(5)要注意做好灌注记录,与设计数量相比较,检查灌注情况。
混凝土灌注完成后须拔出护筒,清理场地。
4、钻孔桩施工中常见事故及防治措施
4.1导管进水
4.1.1主要原因
(1)首批混凝土储量不足,或虽然混凝土储量已够,但导管底口与孔底的间距过大,混凝土下落后不能埋住导管底口,以至泥水从底口
进入。
(2)导管接头不严,接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开,或焊缝破裂,水从接头或焊缝中流入。
(3)导管提升过猛,或探测出错,导管底口超出混凝土面,底口涌
入泥水。
4.1.2预防和处理方法
(1)若是第一种原因引起的,应立即将导管提出,并用空气吸泥机将散落在孔底的混凝土清除。
不得已时需将钢筋笼提出并反复清除孔底的混凝土,然后再重新下放骨架、导管并投入储量充足的首批混凝土,重新灌注。
(2)若是第2、3种原因引起的,应视具体情况,拔换原管重下新管,但必须用潜水泵将导管内的水抽干。
4.2塌孔
4.2.1主要原因
(1)泥浆相对密度不够或其他性能不符和要求,使孔壁未形成坚
实的泥皮;
(2)在松散砂层中钻进速度太快;
(3)冲击锥倾斜撞击孔壁。
4.2.2预防和处理方法
(1)在松散粉砂土或流砂中钻进时,应控制进尺速度,并选用相对密度、粘度、胶体率较大的泥浆。
投入粘土、掺片、卵石后,采用低冲程冲击,并挤密孔壁。
(2)判明塌孔位置,回填砂和粘质土混合物到塌孔处以上1～2m,待回填物沉积密实后再行钻进。
(3)吊入钢筋骨架时,应对准钻孔中心垂直插入,严防触及孔壁。
4.3梅花孔的预防及处理
出现梅花孔后,可用片、卵石混合粘土回填钻孔,重新冲击。
用低冲程时,每冲击一段换用高一些的冲程冲击,交替冲击修整孔型。
5、结语
针对桥梁高标准、高要求、“零缺陷”的质量目标,对桥梁桩基础施工方法及施工中出现的质量缺陷进行了研究,提出了预防和处理措施,为类似工程施工提供参考。
参考文献：
[1]叶永生.桥梁桩基础施工与缺陷的处理.中国科技博览,2011.
[2]舒锦霖.桥梁桩基础施工及岩溶处理原则研究
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