公路桥梁常用桩基施工技术86

公路桥梁常用桩基施工技术

张佐安

2013年06月主要内容介绍第一部分：前言第二部分：桩基分类第三部分：常用桩基的施工第四部分：桩基施工易出现的质量问题及处理第五部分：共同讨论的问题第一部分

前言1、关于桩基础桩基础：由桩或桩和承台组成的桥梁基础2、关于基桩基桩：组成桩基础的每一根桩，也常称桩基第二部分

桩的分类1、按桩数分单桩：仅一根桩排桩：为一排多根桩群桩：为多排多根桩2、按所处位置分水下桩：桩位处于水下水上桩：桩位处于水上3、按制桩方法分预制桩：先预制再打设到位的桩灌注桩：先成孔再灌注成型的桩4、按成桩施工方法分人工挖孔桩：人工开挖成孔再成桩钻孔灌注桩：采用钻机钻进成孔再成桩打入桩：将预制桩打入地基中，预制桩有木桩、钢管桩、钢筋混凝土桩、PHC桩，等等5、按成桩方法分非挤土桩：不挤压桩侧土体部分挤土桩：部分挤压桩侧土体挤土桩：桩挤压桩侧(底)土体6、按受力力特点分分摩擦桩：：桩顶荷荷载全部部由桩侧侧阻力来来承担端承摩擦擦桩：桩桩顶荷载载主要由由桩侧阻阻力来承承担端承桩：：桩顶荷荷载由桩桩端阻力力来承担担摩擦端承承桩：桩桩顶荷载载主要由由桩端阻阻力来承承担7、按桩的的使用功功能分抗压桩：：承担桩桩顶传来来的压力力（通常常）竖向抗拔拔桩：桩桩承担向向上的拉拉力水平受荷荷桩：桩桩头承担担水平荷荷载复合受荷荷桩：桩桩承担复复合荷载载8、按桩的的截面形形状分圆桩：桩桩的横截截面为圆圆形（管桩为为空心））方桩：桩桩的横截截面为方方形异形桩：：桩的横横截面为为圆端形形、椭圆圆形或多多边形的的桩，等等等实心桩：：空心桩：：9、按桩长长方向的的空间位位置分竖直桩：：桩的轴轴线为竖竖直线水平桩：：桩的轴轴线为水水平线倾斜桩：：桩的轴轴线与水水平线成成一定夹夹角10、按桩长长度方向向的形状状分等截面桩桩：桩在在桩长范范围内的的截面相相同变截面桩桩：桩在在桩长范范围内的的截面不不同第三部分常用桩基的的施工1、常见公路路桥梁桩基基施工方法法人工挖孔桩桩：适用于水水上或渗水水较小的地地层，采用用人工开挖挖成孔后再再成桩钻孔灌注桩桩：适用于于水下或渗渗水较大的的地层中，，采用冲击钻机、冲抓钻机机、旋转钻机、旋挖钻机等机械设备备钻进成孔后再成成桩1、常见公路路桥梁桩基基施工方法法打入桩：常常采用柴油油打桩锤或或振动打桩桩锤打入预预制钢管桩桩，做平台台或栈桥的的支撑；打打入PHC桩作为桥梁的桩基基2、人工挖孔孔桩施工适用范围：：干处，较较稳定地层层施工准备：：核图，编编写施工方方案、细则则，技术交交底，场平平放样，准准备材料、、设备，混混凝土配合合比，施工工用水、电电、路、讯讯，人员，，等。2、人工挖孔孔桩施工挖孔设备：：储料斗，，提升机，，提升绳，，换风机，，梯子，拌拌合机，振振捣器，护护壁内模板板，强提保保险绳，安安全帽，防防护装置，，等。挖孔施工：：分段逐段段下挖至设设计深度。。外壁直立内内齿式护壁壁示意图2、人工挖孔孔桩施工施工安全注注意事项：：到孔下的作作业人员必必须系好安安全带并挂挂上固定于于孔口上的的强提保险险绳；孔内内有渗水时时要及时抽抽出；孔内内有有害气气体（定期期检测）时时，经动物物试验后再再作业，并并及时送风风换气；孔孔内与孔上上人员随时时沟通，有有紧急情况况时要采用用强提保险险绳将孔内内的人员救救出孔外；；提升除渣渣及下放料料斗时，孔孔内作业人人员停止施施工并处于于防护罩下下方。2、人工挖孔孔桩施工安装钢筋笼笼：挖孔成成孔后，吊吊车等配合合分节安装装至完成桩身混凝土土浇注：干干处时，采采用串筒将将混凝土注注入孔内（（防离析））待浇处并并振捣密实实；有较较多积水时时，采用浇浇注水下混混凝土的方方法施工。。3、钻孔灌注注桩施工1）适用范围围：适用于于水下或渗渗水较大的的各种地层层中的基桩桩的施工3、钻孔灌注注桩施工2)钻孔方法：：冲击钻机成成孔、冲抓钻机机成孔(现不常用)、旋转（回旋）钻机成孔、旋挖钻机成成孔3、钻孔灌注注桩施工3)冲击钻机成成孔施工施工准备：：核图，编编写施工方方案、细则则，技术交交底，场平平放样、施施工平台、、护筒、水水、电、路路、讯及起起吊、运输输设备准备备，确定混混凝土配合合比，钻机、钻头头选型进场场，粘土、、片石备料料，人员，，等3、钻孔灌注注桩施工3)冲击钻机成成孔施工钻孔：造浆浆采用抛填填优质粘土土，孔内冲冲击造浆泥浆指标为为：比重1.15～1.25，粘度16～17s，PH值6.5。将所有护护筒在上部部开槽连通通（群桩）），没有开开钻的孔位位作为沉淀淀池使用3、钻孔灌注注桩施工3)冲击钻机成成孔施工钻进时：应应小冲程、、勤吸渣、、勤检查、、勤测量，，防止钻进进过程中卡卡钻、掉钻钻和孔偏位位，严禁打打空锤。并并同时做好好施工记录录，若实际际岩层变化化与设计不不相符时及及时向相关关部门反映映。3、钻孔灌注注桩施工3)冲击钻机成成孔施工终孔检查：：当钻孔达达到设计终终孔标高后后，对孔深深、孔径、、孔位和孔孔形进行检检查，然后后填写终孔孔检查证，，并及时通通知监理工工程师到现现场检查验验收。冲击钻机成成孔施工3、钻孔灌注注桩施工4)旋转钻机成成孔施工施工准备：：核图，编编写施工方方案、细则则，技术交交底，场平平放样，施施工平台、、护筒、材材料、设备备、用水、、电、路、、讯、人员员准备，混混凝土配合合比确定，，钻机（正、、反循环））、钻头头选型进场场，制备泥泥浆，等。3、钻孔灌注注桩施工4)旋转钻机成成孔施工钻孔：砂层层中钻进，，泥浆质量量是钻孔成成败的关键键，钻孔的的全过程，，必须严格格控制泥浆浆的各项技技术指标（（如表，加※者为每次检检测必测项项目）打桩船1５０吨和２５５０吨振动打打桩锤套箱下沉、钻钻孔平行作业业3、钻孔灌注桩桩施工4)旋转钻机成孔孔施工钻孔过程中：：均采用优质质膨润土和外外掺剂Na2CO3造浆（约3%）。砂层中钻钻进，补浆量量为钻进单位位体积的2倍左右，岩层层中钻进，补补浆量根据岩岩层的完整情情况为单位体体积的1.0-1.2倍。3、钻孔灌注桩桩施工4)旋转钻机成孔孔施工严格控制粘度度：砂层内19-21s，岩层内19s左右。终孔时时19s，此时控制比比重1.06-1.10t/m3，砂率降至1%左右。钻孔和和清孔的全过过程，孔内补补入的应是合合格泥浆，除除可以造浆的的岩层外，孔孔内一般不得得投入清水。。超压水头：钻钻孔和清孔全全过程，孔内内超压水头始始终保持在2.0-2.5m。3、钻孔灌注桩桩施工4)旋转钻机成孔孔施工两次清孔：均均采用抽浆法法清孔。钻孔至要求的的孔底标高时时，将钻头提提离孔底15cm，利用钻机的的气举反循环环进行第一次次清孔，一般般2-3小时，待各项项泥浆指标合合格，尤其是是砂率，岩层层内清孔应降降至1%以内，开始提提钻。3、钻孔灌注桩桩施工4)旋转钻机成孔孔施工二次清孔在灌灌注水下砼前前，在砼导管管中插入一根根φ57×3m钢管作风管，，形成空气吸吸泥机清孔，，导管上连接接胶管，将清清孔泥浆排入入循环孔护筒筒（沉淀池）），沉淀后再再进入施工孔孔循环。浮吊吊吊起导管在在护筒内移动动，清理孔底底沉渣，检测测吸出的泥浆浆和孔深均符符合要求后，，拆除胶管和和风管，安装装漏斗，开始始灌注水下砼砼。清孔导管及悬悬挂式风包钻孔桩清孔3、钻孔灌注桩桩施工4)旋转钻机成孔孔施工检孔：成孔后后用（DM-686III型）超声波测测壁仪检测成成孔直径，孔孔壁倾斜度和和孔壁平整情情况。孔壁自上至下下，竖直刻划划线的偏移值值与孔深之比比值为倾斜度度≤1%，实际成孔的的偏移值在0.3%-0.5%。局部孔壁平平整度不符合合要求，采用用扫孔处理合合格。3、钻孔灌注桩桩施工5)旋挖钻机钻进进成孔施工准备：核核图，编写施施工方案、细细则，技术交交底，场平放放样，施工平平台、护筒、、材料、设备备（砼拌运、、钢筋制安等等）、施工工用水、电、、路、讯、人人员准备，混混凝土配合比比确定，钻机、钻头选选型进场，制制备护壁泥浆浆3、钻孔灌注桩桩施工5)旋挖钻机钻进进成孔钻孔：逐斗旋旋挖取土成孔孔直至桩底，，同时在孔内内补充合格的的护壁泥浆检孔：钻孔完成后进进行检孔，达达到要求后待待下钢筋笼采用旋挖钻斗斗作业3、钻孔灌注桩桩施工6)钢筋笼安装钢筋骨架采用用挤压接头或或直螺纹接头头，每桩钢筋筋笼骨架分节节制作，胎具具成型，每节节长9.0m（12.0m），吊机起吊吊，在孔口拼拼接完成放入入孔内；3、钻孔灌注桩桩施工6)钢筋笼安装对于旋挖钻机机钻进成孔的的，钢筋笼骨骨架应在桩位位附近预先分分节制作、拼拼接完成，待待清孔完成后后即能尽快安安放，并尽快快浇注混凝土土成桩（防塌塌孔）。接钢筋笼3、钻孔灌注桩桩施工7)灌注基桩混凝凝土灌注水下砼成成桩：预先做做好材料、拌拌合站、配合合比试配与验验证、储料罐罐、导管及其其预检等准备备，混凝土（（缓凝时间15h左右，坍落度度18-22cm）满足要求求。导管用φ299×10mm无缝钢管，快快速丝扣接头头。拨球法灌灌入砼封底，，导管距孔底底0.3m-0.4m，封底后孔内内砼厚2m以上，导管埋埋入砼1.0m以上。浇注过过程中导管埋深始终终保持在2-6m之间。灌注基桩混凝凝土3、钻孔灌注桩桩施工8)成桩检测成桩质量检测测：为检测钻钻孔桩砼质量量，全部采用用超声波无破破损检测，业业主和承包商商分别委托有有资质的专业业检测单位检检测（特大桥桥按总量的5%钻取岩芯破损损检测）。如如检测结果均均合格，则对对检测管内压压浆，基桩施施工完成；否否则，应进行行处理至合格格。4、打入桩施工工适用范围：一一般用于水下下基础（房建建除外）打入桩：常为为采用柴油打打桩锤或振动动打桩锤，打打入预制的钢钢管桩，做平平台或栈桥的的支撑；打入入PHC桩做桥梁的桩桩基；打入预预制的钢筋混混凝土桩做房房屋的基础。。此内容不详述述。第四部分桩桩基施工易易出现的质质量问题及处处理1、塌孔分为成孔过程程中的塌孔、、成孔后塌孔孔和浇注混凝凝土时的塌孔孔。挖孔遇流砂地地层时塌孔，，可采用减短短每节护壁的的高度，在土土层中适当打打入桩，在护护壁混凝土中中加入速凝剂剂等措施，使使护壁尽快稳稳定。桩基施工常见见质量问题及及处理1、塌孔钻孔时塌孔，，可采用重新新造孔护壁（（冲孔）、增增加合格泥浆浆浓度、增大大超压水头、、填注部分混混凝土（片石石）等措施。。成孔后塌孔，，采用清孔后后重新成孔。。施工中应合合理组织，保证工序衔接接的连续性和和及时性（特特别是旋挖桩桩），减少塌孔几几率。浇注混凝土时时塌孔，采用用立即停浇并并清孔后重新新浇注或重新新成孔后浇注注。桩基施工常见见质量问题及及处理2、掉钻落物在岩层中钻进进时（鄂黄桥桥例），由于于钻杆接头滑滑丝，钻头（（包括两根钻钻杆）掉在孔孔中，用专用用打捞器插入入钻杆中，将将钻头提出孔孔口外；在钻钻进中发现钻钻机有剧烈振振动，提出钻钻头，发现有有两把滚刀脱脱落掉入孔中中，采用电磁磁铁将其吸出出。桩基施工常见见质量问题及及处理3、卡钻地层软硬不均均致倒锤（冲冲孔时）卡钻钻、粘锤或锤锤头加大后快快冲造成。采采用填片石、、锤头加大后后填料再冲的的方式处理。。桩基施工常见见质量问题及及处理4、埋钻塌孔埋钻后，，采用吸出埋埋钻处以上部部分的坍塌物物，再提出钻钻头桩基施工常见见质量问题及及处理5、钻孔漏浆如发现孔内水水头无法保持持，分析已发发生漏浆，由由于护筒埋深深不够、护壁壁不好、遇到到溶洞或岩层层裂隙漏水所所致。采用振振动锤将钢护护筒再下沉一一定深度，置入内护筒，反复造孔护护壁，或在孔孔内填充混凝凝土，重新恢恢复钻孔后，，即能保持水水头正常钻进进。桩基施工常见见质量问题及及处理6、钻孔孔偏斜由于墩位位处岩面面倾斜度度大，且且岩层不不均匀，，中间夹夹较软弱弱层，并并有断层层，钻孔孔极易发发生偏斜斜。由于于钻孔倾倾斜，主主要表现现为岩层层中段局局部弯曲曲，处理理方法视视具体情情况而定定。如倾倾斜不严严重，采采取局部部反复扫扫孔处理理；如倾倾斜较严严重，则则采取浇浇筑水下下砼至岩岩面标高高以上50cm，待砼强强度达到到25MPa时重新开开钻，并并放慢进进尺。经经处理后后钻孔倾倾斜度均均能达到到≤1%的要求。。桩基施工工常见质质量问题题及处理理7、钢筋笼笼不能下下放到位位孔斜、缩缩孔、成成孔断面面不合要要求或钢钢筋笼不不直等，，采用扫扫孔或调调直钢筋筋笼，达达到使钢钢筋笼能能下放到到位。桩基施工工常见质质量问题题及处理理8、导管堵堵管混凝土和和易性差差、导管管漏水、、导管内卡卡物等，采用用调整混混凝土性性能、密密封到管管、清除除卡物管管内来达达到浇注注顺畅。。桩基施工工常见质质量问题题及处理理9、钢筋笼笼上移导管埋深深太大使使得混凝凝土上翻翻时顶升升钢筋笼笼，或钢钢筋笼固固定不牢牢所致，，采用合合理的导导管埋深深来处理理。当成成桩后才才发现时时，与设设计协商商后再处处理。桩基施工工常见质质量问题题及处理理10、钢筋笼笼突然下下落钢筋笼分分段安装装后，起起吊时钢钢绳突然然断开或或钢筋笼笼固定不不牢所致致。有时时伴有安安全事故故（某桥桥的钢筋筋笼内作作业人员员，系有有挂于钢钢筋笼上上的安全全绳，随随钢筋笼笼下落时时带入孔孔内水下下溺亡））。因此此，必须须采用合合理可靠靠的稳定定与起吊吊钢筋笼笼的设备备，笼内内不进入入作业人人员。桩基施工工常见质质量问题题及处理理11、声测管管不能正正常使用用管内漏浆浆或变形形所致。。采用清清除管内内漏浆或或重新钻钻芯孔代代替声测测管来对对桩身进进行检测测。桩基施工工常见质质量问题题及处理理12、桩身混混凝土质质量不合合格桩身声测测结果为为混凝土土有缺陷陷，成桩桩质量差差。多为为孔底有有沉渣、混凝土土离淅、、混凝土强强度不足足（桩顶））、导管漏水水、导管提提空未处处理（断断桩）、、导管埋深深过大、导管未未置于孔孔中心、、导管开开球后再再浇时形形成封闭气孔孔、浇桩时时塌孔而而未发现现、浇桩桩时机械械故障未未完成浇浇桩（断断桩）、、浇桩过过程中缩缩孔或径流水通通过桩身身等原因所所致。桩基施工工常见质质量问题题及处理理12、桩身混混凝土质质量不合合格1）孔底混混凝土缺缺陷桩身声测测结果为为桩底混混凝土有有缺陷，，表明孔孔底有沉沉渣或浇浇桩时混混凝土封封底不成成功。采采用钻孔孔清洗后后注浆处处理。施工中应应认真清清孔，满满足规范范要求后后再浇桩桩内混凝凝土，确确保首灌灌封底混混凝土足足量连续续注入孔孔底。桩基施工工常见质质量问题题及处理理12、桩身混混凝土质质量不合合格2）桩顶混混凝土强强度不足足为桩内混混凝土浇浇筑高度度测量不不准，或或浮浆太太厚，或或孔内自自压水头头不够不不能自密密所致。。采用拨拨掉桩顶顶部分的的质差混混凝土后后重浇。。施工中孔孔内自压压水头不不够时振振捣，严严格清孔孔质量，，制作可可靠的测测深设备备，并绘绘制浇筑筑高度-混凝土土数量量的关关系曲曲线，，如有有异常常，及及时分分析处处理。。桩基施施工常常见质质量问问题及及处理理12、桩身身混凝凝土质质量不不合格格3）桩身身中部部混凝凝土缺缺陷(1)导管漏漏水造造成浇桩时时导管管内漏漏水，，被水水洗后后浇入入的混混凝土土不均均匀，，质量量差。。应随随时检检查，，及时时分析析，立立即处处理。。施工前前应严严格做做好预预检工工作，，不合合要求求的管管节不不得使使用。。桩基施施工常常见质质量问问题及及处理理12、桩身身混凝凝土质质量不不合格格3）桩身身中部部混凝凝土缺缺陷(2)导管提提空未未处理理造成断断桩。。应根根据混混凝土土浇筑筑高度度、数数量，，准确确测出出导管管埋深深，采采用可可靠的的提管管设备备，定定尺提提管。。施工前前应准准确逐逐节测测量各各节导导管长长度（（高度度），，施工工中专专人记记录，，严格格控制制导管管埋深深在2—6m范围内内。桩基施施工常常见质质量问问题及及处理理12、桩身身混凝凝土质质量不不合格格3）桩身身中部部混凝凝土缺缺陷(3)导管埋埋深过过大、、导管管未置置于孔孔中心心导管埋埋深大大，导导致新新入导导管内内的混混凝土土不能能均匀匀顶升升已有有的桩桩内全全断面面先浇浇的混混凝土土，新新入导导管内内的混混凝土土会沿沿阻力力小的的路径径上翻翻，而而如果果导管管不位位于桩桩中心心（实实际施施工中中大多多如此此），，则更更易出出现不不能均均匀顶顶升混混凝土土的情情况。。因此此。沿沿阻力力小的的路径径上翻翻的混混凝土土盖住住了之之前处处于顶顶部的的缺陷陷混凝凝土，，从而而在该该处形形成缺缺陷。。施工中中严格格控制制导管管埋深深在2—6m范围内内。桩基施施工常常见质质量问问题及及处理理12、桩身身混凝凝土质质量不不合格格3）桩身身中部部混凝凝土缺缺陷(4)桩身内内形成成封闭闭气孔孔浇桩过过程中中，导导管内内的空空气未未排出出，被被挤入入孔内内形成成封闭闭气孔孔。一一般采采用钻钻孔压压浆处处理。。在封底底后的的砼灌灌注施施工过过程中中，采采用在在导管管上口口段插插入一一根空空心排排气钢钢管来来预防防。桩基施施工常常见质质量问问题及及处理理12、桩身身混凝凝土质质量不不合格格3）桩身身中部部混凝凝土缺缺陷(5)浇桩时时塌孔孔、缩缩孔在岩层层内，，可钻钻小孔孔洗去去坍塌塌物后后进行行压浆浆处理理，检检测合合格后后可正正常使使用，，否则则重新新成桩桩；在在土层层内，，重新新成桩桩。浇桩时时应加加强过过程控控制，，及时时发现现并处处理。。桩基施施工常常见质质量问问题及及处理理12、桩身身混凝凝土质质量不不合格格3）桩身身中部部混凝凝土缺缺陷(6)浇桩时时机械械故障障停浇浇浇桩时时机械械故障障未完完成浇浇桩（（断桩桩），，拔出出导管管，处处理故故障后后又重重新浇浇筑。。应及时时拔出出导管管，吸吸出顶顶部混混凝土土，适适时再再浇。。桩基施施工常常见质质量问问题及及处理理12、桩身身混凝凝土质质量不不合格格3）桩身身中部部混凝凝土缺缺陷(7)径流水水通过过桩身身浇桩过过程中中，有有流动动的动动水流流经桩桩身，，桩身身施工工完成成后检检测时时混凝凝土有有缺陷陷。采用对对缺陷陷段以以上部部分的的桩凿凿除重重做（（岩石石内））。施工中中可先先对动动水径流段段的孔孔壁进进行防防护。。桩基施施工常常见质质量问问题及及处理理13、桩身身位置置偏差差超限限桩孔位位置放放样后后未经经复查查，导导致成成桩后后偏差差超限限。当当超限限较小小时，，可提提请设设计验验算经经适当当处治治后使使用；；当超超限较较大时时，在在准确确放样样并经经复查查后重重新成成桩。。桩基施施工常常见质质量问问题及及处理理14、旋挖挖桩