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【桩基施工论文集】浅谈桥梁桩基施工质量保证要点摘要本文从桥梁桩基施工前的准备、挖孔、钢筋笼、浇注砼及成桩等几个方面简单的阐述了桥梁桩基施工及质量保证的要点。 关键词桥梁桩基 施工 质量 要点 一、前言 桥梁桩基施工具有机具设备简单,施工操作方便,占用施工场地小,对周围建筑物影响小,施工质量可靠,可全面展开施工,缩短工期,造价低等优点。因此得到广泛应用。以笔者所在的地区为例,建成和在建的大部分桥梁采用桩基础,现笔者就关于桥梁桩基施工及质量控制要点简述如下,在此提出的施工及质量保证要点,应是确保整个工程质量与安全的关键。 二、准备工作 1.在正式施工前应准备必要的工程资料 (1)所建桥梁处工程地质和必要的水位地质资料;(2)桩基施工图及图纸会审纪要;(3)场地和邻近区域的地下管线(管道、电缆)资料;(4)主要施工机械及其配套设备的技术性能资料;(5)桩基的施工组织设计或施工方案;(6)桩基钢筋砼所用建材(水泥、砂、石、钢筋)的质检报告。 2.施工前质量管理措施 (1)施工平面图上应标明桩位、编号、施工顺序、水电线路和临时设施的位置;(2)制定施工作业计划和劳动力组织计划;(3)制定机械设备、工具、材料供应计划;(4)制定季节性(冬、雨季)施工的技术措施; 3.安全措施 人工挖孔灌注桩应采取下列安全措施:(1)挖出的土石方应及时运离孔口,不得堆放在孔口四周1m范围内,机动车辆的通行不得对井壁的安全造成影响。(2)施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作;电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。严禁一闸多用。照明应采用安全矿灯或12v以下的安全灯。 三、灌注桩孔的施工与质量保证要点 1.为核对地质资料、检验设备、工艺及施工技术要求是否适宜,桩在施工前,宜进行“试成孔”。2.开孔前,根据建设单位的测量基准点和测量基线放样定位,经监理复核,用十字交叉法定出孔桩中心。桩位应定位放样准确,在桩位外设置定位龙门桩。并派专人负责。3.当桩净距小于2倍桩径且小于2.5m时,应采用间隔开挖。4.第一节井圈护壁的中心线与设计轴线的偏差不得大于20mm;井圈顶面应比场地高出150200mm,壁厚比下面井壁厚度增加100150mm.5 .修筑钢筋砼井圈护壁应保证:护壁的厚度、配筋、砼强度符合设计要求;上下节护壁的搭接长度不得小于50mm;每节护壁在当日施工完毕;护壁模板在24h后拆除;发现护壁有蜂窝、漏水现象时,应及时补强以防造成事故。6.挖至设计标高时,孔底不应积水,终孔后应清理好护壁上的淤泥和孔底残渣、积水,然后进行隐蔽工程验收。验收合格后,应立即封底和灌注桩身砼。7.成孔的允许偏差应满足:桩径50mm,垂直度 0.5%,桩位50mm.且底部扩大段要按设计挖成圆台状,保证尺寸。四、钢筋笼的制作与质量保证要点 1.钢筋进场要验收,要有质保单,并要求作力学性能试验和焊接试验,合格后才能启用。2.焊条要有质保单,型号要与钢筋的性能相适应。3.钢筋笼制作严格按设计加工,主筋位置用钢筋定位支架控制等分距离。主筋间距允许偏差10mm;箍筋或螺旋筋螺距允许偏差20mm;钢筋笼直径允许偏差10mm;钢筋笼长度允许偏差50mm.4.加颈箍宜设在主筋外侧,以加强对钢筋笼的箍子作用,且不会增加施工难度,主筋一般不设弯钩。5.钢筋笼搬运和吊装时,应防止变形;安放前需再检查孔内的情况,以确定孔内无塌方和沉渣;安放要对准孔位,扶稳、缓慢、顺直,避免碰撞孔壁,严禁墩笼、扭笼。6.注意钢筋笼的标高,到达设计位置后应采用工艺筋(吊筋、抗浮筋)固定,避免钢筋笼下沉或受混凝土上浮力的影响而上浮。7.钢筋保护层的厚度为无护壁时70mm、砼护壁时35mm.保护层用水泥砂浆块制作,当无砼护壁时严禁用粘土砖或短钢筋头代替(砖吸水、短钢筋头锈蚀后会引起钢筋笼锈蚀的连锁反应)。垫块每1.5-2m一组,每组3个,圆周上相距120,每组之间呈梅花形布置。保护层的允许偏差为10mm.8.当成孔深度与设计深度不同时,钢筋笼长度也宜随之变化,但摩擦桩的钢筋笼长度可不变。 五、砼灌注施工 1.检查成孔质量合格后应尽快灌注砼。在灌注砼前,应进行清孔工作,要求孔壁、孔底必须清理干净,孔底无浮渣,孔壁无松动。孔底沉渣厚度应符合端承桩50mm、摩擦端承桩和端承摩擦桩100mm、摩擦桩300mm.2.当有地下水而渗水量不大时,则应抽除孔内积水后,用串筒法灌注砼,串筒末端离孔底高度不宜大于2m,砼宜采用插入式振捣器振实。如果渗水量过大,积水过多不便排干,则应用导管法水下灌注砼。3.砼的粗骨料可选用碎石或卵石,其最大粒径不宜大于50mm,并不大大于主筋净距的1/3。4.坚持按配合比投料,砼坍落度不宜过大,以5-8cm为宜,每50cm为一层及时振捣,砼灌注要保持连续。坍落度损失大于5cm/h时,要调整配比。5.砼拌合料质量控制,每盘砼的拌和时间不得少于90秒,开始搅拌时必须做一次坍落度检测,调整好流动性,且具有较好的粘聚性,灌注时作坍落度损失的观察,以指导砼配合比的调整,拌好的砼应立即使用,有离析现象严禁灌入桩孔。6.注意桩头砼的标高,应适当超出设计标高,以保证在凿除浮浆层后,桩头进入承台内50100mm。7.桩身砼必须留有试件,对直径大于1m的桩,每根桩应有1组试块,且每100m3砼及每个灌注台班不得少于1组,每组3件,试件的制作必须客观真实,严禁“开小灶”。8.气温高于30时注意缓凝,气温低于0时注意抗冻。 六、成桩质量检验 1.砼试块强度的质量检验和桩身动检,桩身动检包括大应变和小应变,可测出桩长、缩径、扩径、断桩及可估算出砼强度,质量检验和桩身动检必须合格。2.建议有条件的按12%抽样,按慢速维持荷载法做竖向静荷载试验,必须满足设计要求。3.砼灌注过程中必须实行旁站,全员、全过程控制,严格把关。4要及时跟踪检验,及时评定质量结果。 参考文献: 1混凝土结构设计规范(gbj10-89).93、96局部修订. 2混凝土结构施工及验收规范(gb50204-92). 3张素梅,唐岱新.土木结构工程实用手册.黑龙江科学技术出版社,2001.桩基大溶洞处理施工总结一、桩基概况 广清高速连接线主线高架桥97#-a桩桩基设计直径200cm，设计桩长43.7m，嵌岩桩基础，混凝土标号为c25.二、地质情况根据地质勘察报告资料，该桩地层由上而下为素填土、耕植土、淤泥、粘土、全风化粉砂质页岩、全风化炭质页岩、溶洞、微风化含炭质灰岩、溶洞、微风化含炭质灰岩、溶洞、微风化含炭质灰岩、溶洞、微风化含炭质灰岩。该桩有四层溶洞呈串珠型分布，上面三个溶洞较小，分别为0.8m、1.2m和1.2m，最下一层溶洞高度为9.1m，四层溶洞总高度为12.3m，溶洞内均为软塑状粘土全充填。三、施工方案的确定针对该桩溶洞较大且呈串珠型分布，施工技术难度较大，该工程又为市重点工程，我公司从严把质量关，确保工程进度，确保施工安全考虑，把该桩做列为重中之重并按设计要求作相关施工监控。专门组织所有技术人员讨论、研究方案并学习有关溶洞处理方面的知识。根据该桩溶洞情况，溶洞内全为流塑状粘土全充填，溶洞位置较深，最后确定先采用冲击钻成孔，投放抛填物的方法处理溶洞，后考虑采用下放钢护筒的方案。四、施工前的准备1、人员组织项目部专门组织有关技术人员研究学习有关溶洞处理的措施，并且成立了溶洞处理应急小组。施工现场派4名技术人员分两班在工地24小时轮流值班，发现问题及时上报处理。项目部还组织桩基队钻机机长学习溶洞处理的知识，使他们对溶洞处理心中有数。总之，在人员组织方面，明确分工，各负其责。2、材料准备片石100m3，粘土20m3，水泥10t，编织袋200条，钢护筒30m.3、机械配备装载机40型一台，16t吊车一台，小斗车10辆。五、施工过程控制该桩护筒顶标高为11.005m，设计孔底标高-35.5m，应钻深度46.505m.采用冲击钻成孔，钻头直径2.10m（加大钻头直径，使成孔直径不小于2.1m，为下放钢护筒做准备，钢护筒直径2.09m），钻头质量4000kg，后换为7000kg原装钻头。本桩1月1日开钻，1月16日穿过最后一层溶洞，钻孔深度40.1m.上部松软地层厚度9.29m，钻进速度较快。泥浆颜色灰黑色，且有臭味。上面两个溶洞较小，分别为0.8m和1.2m，中间间隔只有10cm，两溶洞已基本联为一体。钻头钻至最上一层溶洞溶顶以上0.6m时，向孔内抛投片石高度0.5m，以平衡钻头，防止穿破溶洞时出现孔斜。冲程控制在0.8m，平稳冲砸。经仔细观察钻头穿破溶洞后钢丝绳无摆动，孔位无偏斜。钻进溶洞后，无漏浆，钻头进尺稍微加大。为保证固壁良好，向孔内投放片石1.5m，以0.6m的小冲程钻进，钻进1m后，再次投放片石1.5m，其中夹杂投入粘土，钻进时进尺较小，遂加大冲程至1m，钻进过程中无异常现象发生。溶洞内钻进时，泥浆比重为1.6.第二层溶洞与第三层溶洞之间为5.4m的微风化含炭质灰岩，岩质较硬，进尺慢，钻头损坏严重。我部及时进行调整改装钻头（质量4000kg）换为7000kg的原装钻头。第三层溶洞穿破后，未见漏浆现象，由于该层溶洞较小高度只有1.2m，钻头穿破溶顶后随即向孔内投放片石1.5m，并用0.6m左右的小冲程反复冲砸以固壁。钻进过程中无异常。第四层溶洞最大，溶洞高度为9.1m，溶洞位置在孔深31m至40.1m之间。钻头进入溶洞后进尺加大。泥浆有轻微漏浆现象，随即提出钻头，向孔内投入片石及粘土，厚度1.5m，然后以0.6m的冲程冲砸。进尺1m后泥浆由灰黑色渐变为黄褐色。根据地质勘察报告溶洞内全为黄褐色粘土充填，实际地层与设计相符。由于该层溶洞大，抛投的片石大部分取用大直径片石，尺寸2540cm.溶洞内没有发现大量漏浆现象，粘土未装袋抛投，只是夹杂于片石内投入。该溶洞处理时，均采用每钻进1m投放片石及粘土1.5m重复钻进的方法。溶洞内泥浆比重始终控制在1.6以上。施工过程中由于钻头质量较大，钻机主机出现一点故障，中间间隔了一段时间。9.1m溶洞处理历时5天。四层溶洞处理时，泥浆比重均在1.6以上，泥浆未加水稀释，只保持循环，浓度较大。六、处理效果该桩从开钻到穿过最后一层溶洞，历时16天，钻孔深度40.1m.其中溶洞处理共耗时7天，溶洞总高度12.3m.溶洞处理抛投片石共计75m3，粘土18m3.我部采用抛填片石及粘土的方法，成孔质量良好。钻进过程中无塌孔、吸钻、埋钻及卡钻现象。钻头上下自如，无孔斜、缩孔现象。七、混凝土灌注混凝土采用垂直导管法进行灌注，采用商品混凝土并派实验人员前往混凝土厂家进行质量控制，根据灌注情况随时调节混凝土性能，较好的满足了施工需要。现场由专业工程师控制灌注进度并根据地质情况控制埋管深度，保证成桩质量。当灌注到溶洞位置时保持较大的埋管深度，防止混凝土由于挤破护壁后突然下沉，造成断桩。施工过程中保持埋管深度不小于5m，没发现混凝土面下降现象。但当灌注到溶洞位置时，混凝土面上升缓慢，尤其是孔深35m33m位置时，平均每上升1m需要混凝土8m3左右，混凝土浪费严重。但翻浆正常，下料顺利。灌注完毕后，混凝土方量比设计多出60m3.八、体会和心得1、钻头钻至溶顶时，为防止由于溶洞顶板岩层厚度、硬度不均而出现斜孔，除采用抛填片石平衡钻头外，也可采用质量较大的钻头处理。2、溶洞处理时，速度稍微放慢一些或稍停一段时间，可促使片石和粘土的固结利于固壁。3、充填物的溶洞采用抛填物的方法处理是可行的，但为了避免发生缩孔，可采用大块片石。4、溶洞内泥浆浓度要大，比重不小于1.6.5、如孔内泥浆不是大量流失，粘土可不装袋投入。6、因溶洞内为流塑状粘土，即使孔内不漏浆，为加大泥浆浓度，增加固壁的牢固性，也要按片石粘土3:1的比例加入。7、当处理住漏浆时或到达溶洞位置但不漏浆，要向孔内抛填片石及粘土进行固壁，小冲程反复冲砸，使抛填片石充分挤入孔壁，粘土充分填塞片石空隙，避免混凝土超灌量过大，保证成桩质量。桩基础施工方法七台河某工程,桩基设计式为水泥粉煤灰碎石桩(简称cfg桩),单桩设计施工长度15.00m,桩径600mm,桩距1800mm,下面就该桩的施工方法进行介绍。 1、施工工艺的选择: 根据设计要求,本工程原料储罐区地基采用水泥粉煤灰碎石桩(简称cfg桩)复合地基处理,cfg桩复合地基区别于桩基的主要特点就是:充分考虑发挥桩间土的承载力,所以施工中应尽可能减小桩间土的扰动,又根据本工程场地地质资料,场区地层上部主要由饱和、具高压缩性、高灵敏度的粉质粘土构成,施工中受到触动影响变化比较大。因此,为保证桩身施工质量,尽可能减小桩间土的扰动,确保本项目的顺利进行,合理的选择机械施工工艺,是这次cfg桩施工项目顺利进行的关键。 长螺旋钻孔-管内泵压砼灌注成桩,具有施工速度快、桩体密实度高、环境噪音影响较低、对周围桩间扰动影响较小、特别是适合地下水位以下的高灵敏度地层等特点,因此:本cfg桩工程施工工艺拟采用长螺旋钻孔-管内泵压砼灌注成桩工艺。水下泵送砼,边压砼边拔管,采用置换加固,穿透力强,单桩承载力高,不会受到第二层呈饱和,流塑软塑状态的粉粘土影响。并且能够达到设计承载力的要求(单桩承载力特征值600kn,复合地基承载力210kpa),对桩的质量有保证。 2、施工顺序: 结合原料储罐cfg桩结构布局特点及现场地质条件,本工程采取: 从中心向外推进施工(圆环形布桩方式)或从一边向另一边推进施工(正方形或梅花形网格状布桩方式),根据具体情况,更进一步为了尽可能减小桩间土的扰动,控制施工工艺,发现特殊情况,做出具体的改变,必要时采用间隔跳打的施工方式。 3、设备选配: 采用klb-75型步履式长螺旋钻机2台;qz-60型混凝土输送泵2台;500型强制式搅拌机1台;装载机2台;电、气焊设备1套;水准仪、经纬仪1套等及其他配套设备。 4、施工工艺: 定位放线启动桩机对准桩位桩机调平、钻杆调直关闭钻头阀门启动锤头钻进到设计桩底标高、同时进行混合料的搅拌开动混凝土输送泵灌料、同时启动卷扬机提升钻杆直至施工设计桩顶标高成桩完毕停机移位至下一桩位。 5、主要分部工程的施工方法: 1)定位:将桩机移到指定桩位,对中。当地面起伏不平时,应调整支腿或平台基座,使桩机底座保持水平、钻杆保持垂直。一般桩位误差不宜超过2.0cm,钻杆垂直度偏差不超过1.5%。 2)钻进成孔:关闭钻头阀门,启动卷扬机下放钻杆至钻头触及地面时,启动钻机锤头,将钻杆旋转下沉至桩底设计标高。 3)混合料搅拌:按设计配合比配制混合料,严格控制粗骨料粒径,一般选为小10mm -30mm或更小,必要时掺加泵送剂及其它外加剂,混合料坍落度宜为180mm - 220mm。 4)灌料、提升:当钻机钻至桩持力层时,开动混凝土输送泵灌料,当输送管及钻杆芯管充满混合料后开始启动卷扬机匀速提升钻杆,边灌料、边提升,直至施工设计桩顶标高,提升速度宜控制在2m/min-3m/min,严禁先拔管后灌料,掌握好灌料与提钻的时间差,尽量避免提升灌料过程中停机待料现象。在流塑性土中要控制提钻速度,保证成桩质量。 5)停灌桩顶标高、移机下一桩位:尽量控制好桩顶标高停灰面这一环节,在达到技术要求的条件下,做到尽可能少浪费混合料。 本工程拟采用klb-75型步履式长螺旋钻机2台,工期自签定施工合同、施工现场达到开工要求时开工:本工程cfg桩施工1600棵、累计设计总长度20800.00延长米,计划30棵/每台每天, 30天完成任务。6、通病及事故处理措施 1)堵管:堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的主要问题之一。它直接影响cfg桩的施工效率,增加工人劳动强度,还会造成材料浪费。特别是故障排除不畅时,使已搅拌的cfg桩混合料失水或结硬,增加了再次堵管的几率,给施工带来很多困难。产生堵管的原因有以下几点: 混合料配合比不合理。当混合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时,混合料和易性不好,常发生堵管。因此,要注意混合料的配合比,尤其要注意将粉煤灰掺量控制在70kg/m3100kg/m3的范围内,坍落度应控制在160mm200mm之间。 混合料搅拌质量有缺陷。在cfg桩施工中,混合料由混凝土泵通过刚性管、高强柔性管、弯头最后到达钻杆芯管内。混合料在管线内借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管线。坍落度太大的混合料,易产生泌水、离析,泵压作用下,骨料与砂浆分离,摩擦力加剧,导致堵管。坍落度太小,混合料在输送管路内流动性差,也容易造成堵管。 施工操作不当。钻孔进入土层预定标高后,开始泵送混合料,管内空气从排气阀排出,待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时提钻。若提钻时间较晚,在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出,容易造成管路堵塞。 冬期施工措施不当。冬期施工时,混合料输送管及弯头均需做防冻保护,防冻措施不力,常常造成输送管或弯头处混合料的冻结,造成堵管。冬施时,有时会采用加热水的办法提高混合料的出口温度,但要控制好水的温度,水温最好不要超过60,否则会造成混合料的早凝,产生堵管,影响混合料的强度。 设备缺陷。弯头曲率半径不合理也能造成堵管。弯头与钻杆不能垂直连接,否则也会造成堵管。混合料输送管要定期清洗,否则管路内有混合料的结硬块,还会造成管路的堵塞。 2)窜孔:在饱和软土层中成桩经常会遇到这种情况,打完一棵桩后,在施工相邻的桩时,发现刚施工的临桩的桩顶突然下落,当桩泵入混合料时,临桩的桩顶开始回升,此种现象称为窜孔。发现窜孔的条件有如下三条:1.被加固土层中有松散饱和软土层;2.钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动;3.土体受剪切扰动能量的积累,足以使土体发生触变。由于窜孔对成桩质量的影响,施工中采取的预控措施: 采取隔桩、隔排跳打方法; 设计人员根据工程实际情况,采用桩距较大的设计方案,避免打桩的剪切扰动; 减少在窜孔区域的打桩推进排数,减少对已打桩扰动能量的积累; 合理提高钻头钻进速度。 3)桩头空芯:主要是施工过程中,排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时,管内充满空气,泵送混合料时,排气阀将空气排出,若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出,就会导致桩体存气,形成空芯。为避免桩头空芯,施工中应经常检查排气阀的工作状态,发现堵塞及时清洗。 4)桩端不饱满:这主要是因为施工中为了方便阀门的打开,先提钻后泵料所致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔,影响cfg桩的桩端承载力。为杜绝这种情况,施工中前、后台工人应密切配合,保证提钻和泵料的一致性。 5)桩孔偏斜:主要因为地面不平,导向设施出现偏差,钻架不正或钻杆弯曲,钻杆刚度不够所致。另外钻进时土层硬度发生突然变化或遇到障碍物也会导致桩孔偏斜。施工前应对安装好的钻机设备做全面检查,做到水平、稳固,对钻杆、接头要逐个检查,保证钻杆顺直,有足够的刚度。在钻进时,土层由软变硬时要少加压慢给进。 6)钻进困难:主要原因为遇到地下障碍物如石块、混凝土块,钻机功率不够或钻进速度太快造成憋钻。应选用硬质合金钻头,采用合适的钻速。遇到障碍时如障碍物不深,应进行清除后复钻,如不易挖出则改变桩位。 冻土地区桩基础施工问题的简要研究摘要:多年冻土地区桥梁工程往往由于地基的冻融作用,不良冻土地区现象的影响,会产生各种工程病害,从而影响工程使用。结合大气温度、水文地质条件,混凝土入模温度、冻土初始地温场的影响及相变效应,以传热学为基础,可以得出冻土区单桩地温场控制微分方程、边界和初始条件,以及其空间分析的有限元计算模式。 关键词:冻土地基;桩基础;施工技术 冻土区桥梁桩基础施工,会给冻土引进一定的热量,这些热量在自然回冻过程中传到周围的多年冻土中,破坏冻土的稳定冻结状态。尤其是混凝土灌注桩中的水化热会给稳定的冻土带来很大的热扰动,可能会导致冻土的冻结强度降低,致使桩的承载力严重下降,直接影响施工进度。所以,研究大气温度、水文地质条件、入模温度、冻土本身的负温对桩自然回冻的影响及其计算模式,可以为施工计划的制定提供理论依据,有很重要的实用价值。 1、冻土地基的工程特性 (1)冻胀性 在自然界中,受大气温度变化的影响,土体中的水分产生相变,从而土体积膨胀或收缩,膨胀现象,称为土体的冻胀,收缩现象,称为冻土融化。膨胀现象,是由于土体在冻结过程中,水分冻结成冰,体积膨胀而引起的。土体的的冻胀性受土体埋深、土体含水量、土颗粒粒径、土体密度等因素影响。冻土地基的冻胀性,是影响多年冻土区工程结构物尤其是桥梁工程稳定性的重要因素。 (2)冻胀力 地基土冻结时,封闭体系中,冻土水分冻结体积扩张的内应力,开放体系中,孔隙水侵入推开土颗粒并冻结所产生的力,称为冻胀力。冻胀力作用于基础表面,当工程结构物的重量和附加荷载不足以与之平衡时,结构物将在冻胀力的作用下产生冻胀变形,严重将引起结构物的破坏。根据冻胀力作用于基础表面的部位和方向,可划分为切向冻胀力、水平冻胀力和法向冻胀力三种形式。切向冻胀力,即平等作用于基础侧表面上的力,法向冻胀力指垂直作用于基础侧表面上的力,法向冻胀力指垂直作用于基础底面上的冻胀力。切向冻胀力是作用于冻土区基础上的主要力系之一,如果设计时对此考虑不当,则会引起基础在切向冻胀力的作用下产生上拔变形,甚至破坏。 (3)融沉性 冻土融化过程中,在自重压密作用下,不断产生下沉伴随着孔隙水的消散,即为冻土融沉性。这个过程不仅是由于冻土中冰转变成水的相变时的体积减小,更重要的是在此过程中产生孔隙水的消散与排泄,土体的孔隙比减小,冻土的融沉性与冻土的粒度成分,含冰量密度及孔隙水的消散等因素密切相关。2、冻土区桩基础施工技术 2.1 施工准备 (1) 进场前认真学习冻土知识和相应的规范、细则; (2) 桥梁施工前应仔细核对设计文件,对桥梁位的地质进行全面调查与核实,必要时进行补充地质勘探; (3) 认真做好机械设备的选型和配套工作,施工机械尽量采用适应高原的高效率机械,并充分考虑功率的降效; (4) 根据施工进度计划,做好施工材料的采购和储备; (5) 测量控制桩设置在稳定土层或基岩上,用混凝土包裹防护,埋入冻土层的控制桩跨冻融季节使用时,埋深2倍的天然上限,桩周回填粗粒土,以防冻融引起桩位变动。 2.2施工工艺和方法 (1) 钻机选择:通过青藏铁路施工中的经验以及满足快速施工的原则,在桩基施工时宜采用旋挖钻机成孔。 (2) 施工准备:首先测量放样,定出基础各桩的桩位。桩的纵横允许偏差5cm,并在桩的前后左右设置护桩,以供随时检测桩中心和标高。钻孔场地布置尽量以填代挖,以减少对原地表开挖引起的热扰动。钻机底座下发动机散热部分宜铺设聚苯乙烯泡沫塑料隔热板,以减少对地基土的热侵入。 (3) 埋设护筒:在青藏线,护筒除保护孔口,使钻孔作业正常进行外,还是采取有效措施,从而降低冻土对桩基础抗拔力的载体。具体的做法是,将护筒(下转131页)(上接130页)埋入冻土上限以上一定深度,并按设计要求外表面涂以渣油,成桩后不拆除护筒,以减少外表面的亲水程度,减小冻土对桩基础上拔力。护筒宜采用56mm 厚的钢板卷制,内径比桩径大1520cm;在多年冻土地区护筒埋至冻土上限以下0.5m;由于护筒外表面要涂渣油,其埋设方法与常规有所不同。当地表土稳定性较好,施工过程没有地表水时,在钻机就位后,先用比护筒直径大一级别的螺旋钻头施钻,钻至冻土上限以下0.5m深度后停钻,安放护筒。安放前,护筒外侧预先满涂渣油。护筒准确就位后,护筒外侧与孔壁所形成的空隙用渣油拌制的粗粒土回填密实。 (4) 钻机就位:钻机利用自动系统就位。钻孔前,应调整机架杆垂直、位置正确,防止因钻杆晃动引起扩大孔径及增加孔底虚土。 (5) 旋挖钻机干法钻孔:护筒埋设完成后,进行正式钻进。旋挖钻进是利用旋挖钻头钻杆顶的液压马达往下压,同时利用旋挖钻头旋转切入土体,土被挤入料斗中,再提出孔外,直接装入自卸汽车。钻进过程中,根据地质情况选用不同的钻头。 (6) 湿法作业:在粘性土、砂类土、碎石类处于地下水位以下,干法作业不能保证孔壁稳定时,采用湿法作业。湿法作业在干法作业基础上增加以下内容: 泥浆拌制及废碴处理:钻孔泥浆采用优质粘土,采用制浆机制浆,存入钢制泥浆池中。现场设泥浆池、沉淀池各一个,串联并用。钻孔桩所需泥浆不得随意就地排放,不得就近挖坑作泥浆池。钻孔过程中,沉淀了中沉淀的废碴由人工装入泥浆车外运至 设计指定地点倾倒。 钻孔:开钻时,先低档慢速钻进,钻至护筒下1m后,再以正常速度钻进。在钻进过程中,经常注意进行泥浆循环,将钻渣捞取,沉淀后及时排除,并随时注意土层变化,对不同的土层采用不同的钻速、钻压、泥浆比重。 清孔:当钻至设计标高后,经岩样确认到位后,停止钻进并及时清孔。清孔采用换浆法。将钻具提起约30cm ,钻头不停转动,泥浆循环不断进行。不得用加深孔深来代替清孔。 检孔:成孔过程中及成孔以至灌注混凝土之前,对钻孔的孔深、孔径及孔底质量情况进行检查。成孔之后用笼式探孔器检查孔径及孔形。 (7) 钢筋笼制作与安装:根据青藏铁路的特殊环境,针对低温条件,钢筋笼的加工、焊接、安装应符合以下要求:钢筋接长采用预热闪光对焊或闪光预热闪光焊工艺。钢筋端面比较平整时,采用预热闪光焊,端面不够平整时,采用闪光预热闪光焊工艺。 针对冻土区桥梁桩基施工,必须改变沿用的消极被动保护冻土的措施, 采用积极主动的保护冻土措施, 即冷却地基的办法,以确保工程的稳定。主要措施一般包括通风管、抛石护坡与碎块石互层通风、热棒(桩)、遮阳棚、热半导体保温材料和人工冻结技术等方面,作为主动的地温调控技术,这几种措施在不同的范围内均有效果,都可以有效地抬升多年冻土上限,保护冻土路基稳定性。因此,主动的地温调控技术作为保护冻土路基的措施是一条可行的方法,可以不同程度的在寒区工程建设中使用。桥梁桩基础施工中的技术问题与质量控制摘要:桥梁工程中桥梁桩基极为关键,桥梁桩基由于深埋在地表下,而且多数施工区域地下水较高,因此桩基的质量一直都较难控制,况且桩基质量直接影响桥梁的整体质量。本文对桥梁桩基混凝土施工中应注意的技术问题与质量控制,进行分析和总结,供施工时参考。 关键词:桥梁桩基;混凝土施工;技术问题;质量;控制;浇注;声测管 随着社会发展,市场经济不断深化,我国高速公路及城市建设发展迅猛,桥梁工程中桥梁桩基极为关键,桥梁桩基由于深埋在地表下,而且多数施工区域地下水较高,因此桩基的质量一直都较难以控制,况且桩基质量将直接影响桥梁的整体质量。现就对桥梁工程桩基施工混凝土中的几个技术问题及质量的控制提出自己的见解: 桩孔定位:施工前,根据桩的轴线,引出每个桩位的十字中心线,中心线用小钉钉牢在桩孔附近的木桩上,桩位偏差控制在10mm以内,且标桩埋设牢固有醒目标记。 护筒埋设:护筒一般应用工具式钢护筒,采用回转钻时,内径比钻头直径大100mm,上部开高设12个溢浆孔,护筒的位置埋设准确和稳定,护筒与坑壁之间用粘土填实,护筒排浆口与泥浆沟相通,护筒中心线与桩位线偏差不大于50mm,护筒在粘性土中埋深1.0米,护筒上口高出地面100200mm,为避免泥浆面上下浮动,冲刷孔壁引出引起坍孔,保持孔内浆面高出地下水位1.0m以上。 钻机就位:钻机就位保持平衡,在钻进作业时,不发生倾斜移位,事先在两个方向用经纬仪测定钻杆垂直度,使钻杆垂直度偏差控制在0.2%以内,钻头对孔准确,钻头中心与护筒偏差不大于15mm。 制备合格泥浆:泥浆材料用塑性指数i p17的粘土,自来水如井水、河水时,其ph值为79,加适量的膨润土,分散剂和增粘剂搅拌而成,泥浆循环系统设置循环池、储浆池和沉淀池,其布置按三倍的出土量计算现场安排一辆车,随时外运泥浆,泥浆在存放过程中不断地用泵搅拌循环池泥浆,使之保持流动状态,由专职检查人员每天按规定时间对泥浆进行检查,每天检查不少于两次,现场检查两个指标:比重和含沙率,泥浆的技术指标符合:比重:1.11.3;含沙率不大于4%;胶体率95%以上;粘度:1822s;ph值6.5。 成孔与清孔:可根据具体工程情况选用泥浆正循环和反循环方法作业,不同类型的土层采用不同的钻头,一般粘性土、淤泥和淤泥质土及砂土,选用鱼尾钻或笼式钻头,穿过不厚的砂夹卵石或在风化岩石层钻进时,选用镶焊硬质合金刀头的笼式钻头,锥角可小些,必要时采用组合牙轮钻头或冲式钻头,在钻孔过程中,每前进5米左右,测量一次孔壁的垂直度。直到设计孔底标高,经常对孔深、孔径、桩孔垂直度进行检查,确保能够满足设计要求,即进行清孔,清孔时要保持孔内泥浆面不降低,防止缩孔、塌孔,在钢筋笼入孔与安放导管后,混凝土灌注前,对孔底用优质泥浆二次清孔,使沉淀物漂流溢出,灌注前孔底沉渣厚度不大于100mm。 钢筋笼吊放:钢筋笼预选按设计图纸制作成型,为保证钢筋笼在运输、吊装过程中不发生变形,用螺旋或焊接环形箍筋,每隔2米加设一道加强箍筋,并逐点与主筋焊牢,钢筋的保护层用预制混凝土小圆盘套在加强箍盘上,既可防止下放钢筋碰撞孔壁,又起控制钢筋笼保护层作用,钢筋笼吊起并垂直扶正后,沿导向钢管缓缓下放,不得碰撞孔壁,如下放困难应查明原因,不得强行下放,成孔后尽快安放钢筋笼,以减少孔底回淤,顶面和底面标高符合设计要求,误差不大于50mm。 桩基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样,且护壁应高出地面至少30厘米,另外应对护壁进行仔细检查有无漏水和渗水。 桩基混凝土配合比,应在施工前选择取料场对原材料进行检测合格后,分人工挖孔桩和钻孔桩进行配合比设计,一般情况下,钻孔桩水下混凝土的坍落度比人工挖孔桩混凝土坍落度要大,但无论何种混凝土都应满足施工工艺的具体要求,如混凝土坍落度、初凝时间、终凝时间等,其中最重要是混凝土粘聚性和保水性一定要好。 灌注桩混凝土制备关 原材料必须经过严格的试验检测,特别是粗集料的粒径不能大于40mm。在拌制过程中,按配合比要求,盘盘过称计量,控制混凝土的水灰比(0.55)坍落度(18-20cm),对坍落度达不到要求或拌和后出现离析的混凝土,必须重新拌制或作废料处理,混凝土的输送严防漏浆。灌注混凝土导管检查关 灌注混凝土导管口径根据粗集料最大粒径确定,导管口径不小于最大粒径的8倍。导管在使用前,必须严格经过水密、承压和接头抗拉试验,避免由于水密性差,在灌注过程中产生高压气囊或导管接头质量差,在拉拔过程产生导管断裂等现象。导管底排泄端离孔底的距离,采取导管先探底后回拔的方法,控制在高度2540cm之间。 混凝土灌注过程检查关 在混凝土灌注过程中,首先应控制混凝土的初灌数量,为保证首批混凝土能满足导管初次埋置深度和填充导管底部间隙的需要,要求承包商经计算确定漏斗的最小容量外,用备用漏斗先准备一斗混凝土,让两斗混凝土同时灌入,确保首批混凝土数量。 若采用超声波透射法检测桩基质量,首先应进行声测管的预埋。超声波透射法检测桩基质量的工作机理一般情况下就是一个发射,一个接收,两个探头从桩底按一定规定的高度上利用发射探头所发射的超声波通过混凝土再到接收探头,其间根据某些声学参数如幅度、频率等的不同变化,从而反映出混凝土内部情况如孔洞、强度、离析等。而声测管就是探头运动的通道。声测管埋设时应按设计图要求绑缚于桩基的钢筋笼上,由于此工作方式,因此超声波透射法检测桩基质量不受桩长,桩径的影响,成为目前我国较受欢迎的桩基检测方法,声测管的埋设应采用如下方式作业: 声测管一般应该采用钢管,而塑料pvc管虽然价格便宜,但由于施工中绑扎和水泥水化过程中发热等因素影响而容易变形,最终造成探头的上下运动无法进行检测,所以一般在工程中不采用塑料pvc管。 钢管声测管在进行联结时,一般采用螺丝口连接或焊接,焊接过程中应注意不要烧坏钢管,也免出现洞口导致混凝土浇筑时水泥浆体渗入而堵塞管道;螺丝口连接应在丝口处采用麻丝紧缠,目的以是为了防止水泥浆体渗入而堵塞管道。 采用超声波透射法检测桩基质量时,声测管埋设数量应按相关规范要求,现普遍采用埋设三根或四根,圆孔桩一般为三根,方孔桩一般为四根。 声测管绑缚于桩基钢筋笼上时,首先安装第一根时应平行于桩孔轴心线;其次是声测管之间应尽量平行,然后绑缚于桩基钢筋笼上且不允许有松动现象;第三是对于端承桩而言,由于桩底情况是我们需要重点观察的地方,因而几根声测管尾都应一直放到桩底且应处于同一水平面上;第四,声测管在埋设时应尽量等距离分布;第五,在桩顶处声测应高出桩顶混凝土面3050cm为宜。 声测管在绑于桩基的钢筋笼上时,应当用钢板先将声测管两端焊接牢固并密封,也免异物落入管道中而堵塞声测管。 在桩基检测前一天,将声测管露出桩顶焊牢密封的薄钢板切割掉,最好用切割机,注意割掉薄板后应保护好,不得让异物进入而堵塞。为使检测工作顺利,施工方可先用测绳进行声测管检查,检测项目包括实际桩长,声测管内有无异物堵塞等,检查完毕后在管中装入清水以待检测桩基质量。 参考文献 1桩基工程手册,中国建筑工业出版社 2建筑施工手册,中国建筑工业出版社 3建筑工程施工质量检查与验收手册,中国建筑工业出版社 岩溶地区桥梁桩基施工方法摘要：通过某特大桥钻孔桩施工，介绍溶洞地区桥梁桩基施工常出现的问题、施工工艺、质量检测和预防处理措施。 关键词：岩溶；桩基施工；质量控制 1工程概况 此特大桥位于南方某镇全长5321.3m，设有164个墩(台)，1334根桩，根据设计地质钻探资料显示，溶洞桩有507根，均为柱桩，嵌入弱风化灰岩。桥址所处地质岩溶极为发育，地质情况复杂，溶洞大概可分为一般溶洞，葫芦串型溶洞，特大型溶洞。以充填溶洞为主。本桥环境水具有中等侵蚀性，环境土具有弱酸性腐蚀。 2施工方案 由于桥址所处地质岩溶发育，各工点情况不尽相同，溶洞充填物一般为软塑状或松散等物，所以钻孔施工过程中容易出现漏浆、塌孔、卡钻等事故，造成施工困难，所以在施工中必须熟悉各工点的具体情况，选择合适的施工方法，以保证施工质量、安全和顺利进行。 2.1施工准备 根据现场实际情况平整场地，做好钻孔施工平台。墩位溶洞较复杂的，泥浆池尽可能大些，尽量能满足储备单根桩的泥浆量。结合现场地形状况，铺设给水管道，鉴于墩位溶洞复杂情况，在附近备好漏浆回填所需的黏土、片石(长边15cm左右)、水泥，以便漏浆时能迅速补给避免孔内发生大面积坍塌。研究墩位地质情况，决定开孔顺序，做好技术交底，提出保证工程质量和施工技术安全的技术措施。根据地质岩溶节理裂隙走向，溶洞的大小、多少、岩面的高低等条件进行，一般由深到浅、由多到少、由大到小的原则确定，有利于及时封闭溶洞，隔断通道。对特大型溶洞或者地质较复杂溶洞，制定好具体的处理措施，备足材料，经过研究，采用高压注浆方法加固，注浆时选择外围侧桩。对溶洞形状较复杂和多层溶洞，要提出地质钻孔资料，做好确保施工质量和安全的技术措施，在开工前向工班做好技术交底。 2.2施工工艺 2.2.1钻机选择 (1)回旋钻机。优点：成孔速度快、清孔快，护壁效果好。缺点：钻头提起慢漏浆后容易埋钻，穿过溶洞时容易偏孔。 (2)冲击钻机。优点：钻头提起快，纠偏孔容易，适合于所有岩层。缺点：穿过溶洞时容易卡钻，过黏土层容易糊钻。经比选，采用冲击钻机成孔，对溶洞的处理也较方便。 2.2.2护筒埋设 一般桩位，护筒长度达到2.0m即可，河沟边护筒须穿过河沟床。对塌孔全回填后重新开孔桩，护筒根据实际情况适当加长到3.0m6.0m，埋设时护筒外缘采用黏土回填密实。对地质较差的情况，开孔时可加些泥块和片块，冲击加固护筒刃角。 2.2.3成孔 开始钻孔时。宜采用小冲程，使成孔坚实、竖直、圆顺。对继续钻孔起导向作用。钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常冲击，冲程以2.0m3.0m为宜。但在下列情况时，应采用2.0m以下的中低冲程。在斜面开孔及在护筒内和在护筒刃脚以下2.0m3.0m范围内钻进时；在停钻投泥重新开钻时；当遇到局部砂层或溶洞时；在抛石回填重钻以及在处理特殊情况时。 在岩溶地区由于地层情况复杂，钻孔时应对不同的地层采用不同的冲击方法，以保证钻孔质量和钻孔的顺利进行。 (1)在卵石层中，泥浆比重应在1.4左右，以加强护壁和防止渗漏。冲程可以较大，以便破碎卵石。 (2)砂层或淤泥层中冲击时，应投黏土并掺人小片石，采用小冲程冲击，将黏土和片石挤进孔壁加固。遇有流砂现象时，应增大泥浆比重，提高孔内压力，并投黏土块和小片石，采用小冲程。 (3)在溶洞中钻进，由于桩孔进入溶洞范围内，溶洞不是整齐的，顶板和底板犬牙交错，高低不平，钻进溶洞顶板及底板都存在一个斜面开孔问题，因此必须采取相应措施。根据地质柱状图掌握钻进标高或冲击声判断，钻进接近顶板0.3m0.5m时应控制冲程在1.0m以内。空洞内钻进须分层面填黏土坯和石块，经反复冲砸形成泥壁，堵塞原洞内填充物的活动通道，防止孔壁坍塌和泥浆流失。钻头在洞内冲击高低不平的岩面时，或一面有岩，一面悬空时，容易造成卡钻或斜孔事故。纠偏方法是抛填片石和黏土坯或用低冲程打密，反复循环多次，保证冲孔质量。(4)对于特大型空溶洞或半充填的溶洞，采用内套护筒隔离上部松软地层的方法进行处理。采用长护筒时，护筒与岩石面接触处的造壁处理。如打入岩面的钢护筒刃脚只有一点或几点接触岩面，在护筒刃脚下，用10cm15cm边长的片石和黏土，以低冲程反复冲砸，挤压泥石堵塞溶洞，形成坚实的泥石壁，保证施工过程不坍不漏。钢护筒准备通过溶洞时，先用钻头冲击若干次后再将钢护筒打至下一层的岩面。为防止掉钻头，要求每班检查1-2次钢丝绳、卡扣、滑车、钻头、卷扬机等机具设备，若发现钢丝绳在同一旋距内断丝超过2根，则应予更换，其他机具发现问题应及时处理或更换。在钻孔中，必须随钻随取样。钻至设计标高后，及时清孔，尽量减少孔内沉淀，便于再次清孔。清样、投片石及黏土坯数量要做好记录，钻进资料应齐全完整，并有岗位负责人签字。冲孔到设计标高时施工单位要立即检查孔位、孔深、孔径、孔形、斜度，确认满足设计要求后填写钻孔记录表，经工点技术负责人签认后，方可进行下道工序。 2.2.4清孔 在钻孔距设计标高10cm时就开始清孔，第一次清孔时就清干净岩样，待下完钢筋笼后再次清孔时方便快速，以能感觉到孔底岩石为完毕。对多次坍孔的情况，以孔底干净为主，对孔较深难以清干净时采用加双泵或加压的措施。 2.2.5安装钢筋笼 钢筋笼主筋接头采用单面搭接焊，每一截面上接头数量不超过50。加强箍筋与主笳连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和安装符合要求，钢筋骨架的保护层厚度由厚7cm的圆形c30水泥砂浆垫块来保证，砂浆垫块按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置6个。使用16t汽车吊装钢筋笼。并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。 2.2.6灌注水下砼 水下混凝土坍落度采用180mm200mm，灌注混凝土开盘后，首批连续人孔混凝土量。必须满足导管底节埋人混凝土深度不小于1m。水下混凝土应连续灌注，不得中间停顿。在灌注中，要根据灌注速度提升导管，但导管埋人混凝土的深度，不得小于2m，并不宜大于6m。水下混凝土灌注面：应高出桩顶设计标高0.5m，以便清除浮浆，确保混凝土质量。 2.2.7质量检测 所有钻孔桩桩身混凝土质量均进行桩基无损检测。按设计要求在钢筋笼安装时预埋声测管，成桩后进行超声波检测。对质量有问题的桩，钻取桩身混凝土鉴定检验。 2.3成桩出现问题及处理措施 由于本工程不良的地质状况。必须针对成桩过程中有可能出现的意外情况，采取以下必要的预防及处理措施： 2.3.1挖孔桩混凝土护壁底部碎石层坍孔 (1)发生原因：挖孔至碎石层时，地下水冲刷严重，碎石土局 部垮塌。 (2)采取措施：钻进前向孔内回填做成球状的优质黏土团夹部分块石2m-4m，钻机小冲程反复冲砸，在混凝土护壁底部形成紧密不塌不漏的可靠护壁，同时将泥浆调黏，比重调升至1.6左右。 2.3.2钻进过程中漏浆 发生原因：钻孔桩位有溶洞。 采取措施：在孔口附近备足优质黏土、片石，当出现漏浆现象时，立即用挖掘机向孔内回填黏土，必要时向孔内投入整袋水泥进行堵漏。如漏浆数量有限，在回补浆液后浆面恢复，则表示遇到的是不连通溶洞，若进尺正常，则表明溶洞较小，可继续钻进；若进尺突然加快，则表明遇到较大的填充物不密实的溶洞，向孔内抛填片石和团状黏土反复冲砸，使孔周围形成完整的护壁，继续钻进。如漏浆数量较大，回补浆液后，孔内浆面不回升，则表明遇到了连通的地下溶洞，采用向孔内抛填片石和团状黏土，再反复冲砸的办法进行堵漏，直至浆面不再下降。如判断溶洞较大，溶洞内无填充物或填充物较少时，可选择向孔内放入固定的钢管，钢管上置碎石料斗，向洞内灌入碎石，投料时振动钢管以防止堵塞。注浆时注浆管必须插入填充物底部，边注浆边缓慢提升。为防止浆液流失太远，可采用间歇注浆方式，注浆10天后可进行钻孔。 2.3.3卡钻 (1)发生原因：原有混凝土护壁碎裂、脱落；碎石层中或溶洞填充物中碎石下落；钻头击穿溶洞顶部；出现探头石梅花孔、溶洞、溶槽等。 (2)采取的预防处理措施：为防止挖孔段混凝土护壁脱落而造成卡钻，在起钻、下钻过程中慢起慢放；为防止碎石下落造成卡钻，在穿越碎石层、溶洞时