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摘要:在新的社会发展形势下,城市发展速度越来越快的同时,使公路桥梁行业的发展也越来越好。对公路桥梁工程质量也提出了更高的要求。所以,在公路桥梁工程施工过程中,管理者对施工质量的要求也越来越严格,故此,合理运用桩基础施工技术非常重要。为了更好地提升公路桥梁工程质量,在今后的发展过程中,企业也应跟上时代的步伐,采用先进的桩基础施工技术,明确桩施工技术控制要点,进行合理的应用,进而促进公路桥梁工程质量的提高。
关键词:公路桥梁;桩基施工;质量问题;控制措施
中图分类号:U445
文献标识码:A
引言
公路桥梁在施工过程中,其施工质量一直以来都是其中的基础,同时也是在施工过程中必不可少的重要控制环节。公路桥梁桩基工程中其桩基施工的措施具有典型的地域性、复杂性以及层次性等方面的主要特征,公路桥梁桩基工程施工的地域性特点主要表现在地质环境的多元化对于桩基施工的影响。在地质环境的多元化下地质环境本身影响了桩基施工所需具备的条件。这些条件在桩基施工中主要表现在桩基处理的难度、桩基技术的要点以及桩基施工技术的选择、监理以及标准要求等多方面。尤其是位于冻土、淤泥质土以及季节性冻土等地质条件下的公路桥梁桩基工程施工中桩基技术控制更具有地域性特点。公路桥梁桩基工程中桩基施工复杂性特点不仅在公路桥梁施工质量的现场监督中存在难度,同时在公路桥梁桩基工程中其桩基技术控制上也有着相对的复杂性。
1公路桥梁桩基工程的重要性
国家想要在现代化建设的发展之中取得成绩,必须依靠经济上的快速发展来实现,而一个国家经济上的快速发展不是一朝一夕就能完成的,经济发展是由多种因素共同影响的,其中公路桥梁地建设就极为重要。“要想富,先修路”这句话现在来看是完全正确的,随着我国的经济崛起,国家对道路建设、桥梁建设也逐渐重视起来,不难发现交通便利的地方的经济发展的就相比其他区域要快的多得多,而交通不便的地方尽管资源丰富却很难使经济快速发展起来。究其原因,交通运输的便捷性促进了各地物质和文化的交流,货物运输的便捷使得商品种类丰富,经济发展多样化,而资源丰富的地区更是能开发地区资源向外输送。这样交通便利的地区就有了主要的经济来源,有了经济上的稳定发展就会促进该地区各个行业的发展,现代化建设自然就会加快进行。以武汉长江大桥为例,武汉长江大桥是1955年正式开始建设,历时三年建设完成,武汉长江大桥的成功建设弥补了我国在大型桥梁建设方面的空白,是我国在桥梁建设方面在国际上有了一席之地,在武汉长江大桥建设过程中,一些我国自主研究的桥梁建设技术被应用其中,桥梁桩基工程技术就是其中之一,桥梁桩基工程技术在大型桥梁公路桥梁上得以首次尝试应用代表着我国桥梁桩基技术有了全新的突破,武汉长江大桥连接了我国的南北大地,对促进南北经济的发展起到了重要的作用。
2公路桥梁桩基施工质量问题
2.1桩基成孔施工存在的问题
(1)斜孔主要原因:由于钻机没有安装在压实充分的场地上,在桩基施工钻进过程中由于场地不密买,在钻机的震动影响下,平台产生不均匀沉降,钻机在震动的作用下也会出现位移,施工人员没有及时将钻机调整回水平状态,会使桩孔逐渐倾抖;当钻进过程中,由于地层变化原因孔内出现孤石、探头石或岩层倾抖,会使钻头受力不均,容易导致钻头偏位,无法保持在桩中心伞直钻进,最终造成抖孔。
(2)缩孔主要原因:由于地质构造层中土层分布不均匀,钻孔经过软土层受压力的挤压或塑性土遇水膨胀,都会使土体向桩孔挤压;如果钻进过程中,遇到土层较硬,钻头磨损速度较快但没有及时采用修补,最终会形成缩孔。
(3)塌孔主要原因:由于地质条件的原因,砂质土层较松软,粘结力较差,在冲孔钻进时,容易引起孔内塌坍现象;当泥浆成分配制不合理,泥浆稠度过小时,无法起到良好的护壁作用,造成地表水渗入钻孔内,进而改变泥浆比重,引发塌孔;如果土质为软土、粉土质砂、松散堆积层等不良地层,孔口附近堆积重物,在压加勺作用,极易引发孔口坍塌;还有另一种情况是护筒长度及埋设方法不符合要求,护筒外围密封措施不到位,造成地面水渗入护筒底部出现漏水现象,引发孔口坍塌;当钻头在提升过程中或是吊装钢筋笼时,如果施工人员疏忽大意导致操作不当使钻头或钢筋笼在提升或是下放过程出现碰撞井壁,极易引发塌孔;桩基成孔完成进行二次清孔后,由于天气原因或准备不充分没有及时进行灌注混凝土,若地下水渗入孔内冲刷孔壁,最终也会造成塌孔。
2.2钢筋笼吊装存在的问题
(1)变形主要原因:钢筋笼生产制作过程没有制定相关管理措施,加工完成的钢筋笼随意叠加堆放,导到钢筋笼变形无法吊放入井;当设计不够严谨时,没有考虑吊点处受力较大而未加设加强钢筋,极易导致钢筋笼起吊时产生变形;当钢筋笼加劲箍筋的间距、直径不符合设计要求,会导致钢筋笼整体刚度不足,最终产生钢筋笼变形。
(2)偏位、下沉主要原因:在测量过程中,如果定位不准确出现偏差过大或是在施工过程中没有做好保护措施,桩位控制点被人为移动,吊装时不能按设计点位安放,会造成钢筋笼下放位置出现偏差;当没有采取有效措施固定钢筋笼或是固定不牢固,会造成钢筋笼就位后发生倾抖位移或下沉等现象。
(3)上浮主要原因:桩基在灌注混凝土时,如果灌注速度过快会使混凝土到达孔底后向上反冲钢筋笼,一旦反冲的力大于钢筋笼的自重时,钢筋笼无法保持原有状态,会导致钢筋笼被反冲的混凝土向上推起。还有一种情况是当提升导管操作不当导致导管倾斜,导管上的螺检容易挂住钢筋笼,如果未能有效分离开来,此时继续提升导管会使得钢筋笼和导管一同上升.从而造成钢筋笼上浮现象。
3公路桥梁桩基施工质量措施
3.1桩基施工位置选取
公路桥梁桩基工程技术控制对于桩基的位置选取中要应用到方木桩,从而利用方木对于桩位的标高进行测量,在测量中确认开孔的位置,之后在埋设护桩。成孔施工的过程中要了解和掌握地层结构对旋挖钻机可能存在的影响,要在满足地层条件数据的前提下,再进行钻机钻进施工,在钻进过程中为了延长护壁的时间需要钻机的进尺要保持相应的间距。所有阶段的成孔过程需要管理人员做好记录,之后要详细的分析钻孔内的泥浆面和孔外水位两方面的数据值,要强调土层改变的可能性,就需要施工人员对地质资料信息核定。钻孔完成后在提钻的阶段,需要突出的注重对孔壁稳定性的保护,这个过程中要定时的向钻孔内进行补浆流程。制作和安装钢筋笼中首先要保证钢筋的材质符合公路桥梁所选桩基的设计标准,安装钢筋笼的过程中要强调对钢筋笼的顺直度,从而方便衔接的有效性。
3.2科学的编制桩基施工方案
在具体应用桩基进行施工前,还应该科学的编制桩基施工方案。科学的桩基施工方案对桩基施工技术的运用具有不可小觑的重要意义。在完成对桩基施工现场的勘查后,在经过深入的分析后,便需要制定桩基施工方案,并明确选择运用何种桩基施工技术和需要使用到的机械设施和设备,同时对整个桩基施工过程中进行合理的规划,以此确保桩基施工的每一个操作步骤均有据可依。
3.3要求各施工人员做好现场配合工作
在进行钻孔前,要根据整个公路桥梁工程的方案确定钻孔的位置,在确定位置点的过程中,保证每个位置点之间能够留有足够的空间,避免加重钻孔的工作量。但是距离也不能够过大,不然会影响施工的质量。要根据施工图纸提前把钻孔需要的一些参数进行精确的计算和设计,确保在施工过程中不会出错。在计算好钻孔孔径、深度、钻速等参数之后,接下来就进行各个钻孔的施工操作。在钻孔过程中,各个工作人员要相互配合,确保钻孔角度竖直向下,如果遇到难以钻动的岩石等坚硬物质,应该减小钻孔速度,慢慢进行钻孔操作。在每一处的钻孔施工完成后,都要进行钻孔操作的善后处理,保证不影响工程施工的质量。在完成后要在孔内设置护筒,防止由于环境原因而发生的孔口坍塌现象,同时还能确定钻孔的位置。在护筒选取的过程中,要选择刚度合适的护筒,如果可以使用的护筒刚度达不到要求,还必须在护筒内加上箍筋,使护筒的刚度达到要求。在加入护筒的过程中,可以使用钻头进行护筒的加固,把护筒往地下压,直到留在外面的只有0.3m,最后用钻机液压系统加固护筒周围的土壤。
3.4采用各种技术方法治理桩基施工质量问题
(1)灌注桩后压浆技术。浇筑混凝土,并等待灌注桩桩身混凝土凝固一段时间,达到一定强度后,通过预埋的压浆管,采用高压注浆泵,将水泥浆注入桩端以下,以挤压桩底的沉渣,压密桩端四周土层。采用后压浆技术,可明显提高单桩的承载力(据试验,单桩承载力可提高30%~70%),消除桩的过大沉降,并修补桩身的缺陷部位,减少桩基的不均匀沉降。后压浆技术可适用于任何地质条件下的灌注桩,操作简便,费用低廉。
采用后压浆技术时,须根据桩径确定压浆管的数量。若桩径小于1200mm,设置2根压浆管;若桩径在1200mm~2500mm,设置3根压浆管。采用后压浆技术时,水泥浆液的水灰比须根据现场土质条件而定:若现场土层为饱和土,则浆液的水灰比宜在0.45~0.65之间;若现场土层为非饱和土,则浆液的水灰比宜在0.7~0.9之间;若现场土层为松散碎石、砂砾,则浆液的水灰比宜在0.5~0.6之间。进行注浆作业时,须根据现场土层条件安排不同的注浆顺序:现场土层为饱和土,先对桩侧进行注浆,再对桩端进行注浆;现场土层为非饱和土,先对桩端进行注浆,再对桩侧进行注浆。桩侧注浆与桩端注浆的时间间隔应在2小时以内。注浆终止压力也须根据现场土层性质而定:若现场土层属于风化岩、非饱和粘性土、粉土,则注浆终止压力宜在3MPa~10MPa之间;若现场土层属于饱和土,则注浆终止压力宜在1.2MPa~4MPa之间。成桩两天后才能进行注浆作业。注浆量须根据桩径、桩长、单桩承载力增幅及桩端、桩侧土层性质而定。
(2)扩大承台法。若桩位偏差过大,原设计的承台面积满足不了基础承载力的要求,可适当扩大桩基承台断面的宽度。若单桩承载力未能达到设计要求,也可采用扩大承台法,在扩大承台断面宽度的同时应增加承台的配筋。
(3)原位复桩。使用超声波技术检测每一根灌注桩,若发现断桩,对其进行彻底清理,然后在断桩原有的位置上重新进行浇筑作业,做一根新桩。
(4)纠偏法。若桩身出现倾斜,但未发生断裂,而且桩长较短,可对该桩进行局部开挖,然后使用千斤顶进行纠偏。
(5)高压注浆法。若桩基中部桩身混凝土发生局部离析、出现蜂窝,可使用钻机钻孔,直至缺陷部位下一倍桩径的位置,然后进行清洗,再使用高压注浆予以补强。若桩长不足,可启动钻机,钻至设计持力层深度,然后对桩长不足的部分进行高压注浆予以加固。
结束语
公路桥梁桩基工程质量在现代化建设之中起到了无法替代的作用,但是我国目前的公路桥梁桩基工程质量与其他发达国家相比,尽管在某些方面存在优势但是在很多地方还是明显存在不足之处,对此,公路桥梁桩基工程质量在实际应用中面对的问题,质量研究人员正在尽力钻研,相信在不久之后我国的公路桥梁桩基工程质量会更加成熟,为祖国公路桥梁桩基工程建设贡献力量。
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