來源:筑龍論壇
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小編有話說
隨著我國近幾年山區(qū)高速公路的不斷發(fā)展,公路橋梁的修建也逐步增加。橋梁的樁基礎(chǔ)對于橋梁的重要性不言而喻,今天小編和大家一起來探討一下公路橋梁中常見的樁基施工技術(shù)都有哪些?(文中一些圖示范例來源于網(wǎng)絡(luò))
1、按樁數(shù)分
單樁:僅一根樁
排樁:為一排多根樁
群樁:為多排多根樁
2、按所處位置分
水下樁:樁位處于水下
水上樁:樁位處于水上
3、按制樁方法分
預(yù)制樁:先預(yù)制再打設(shè)到位的樁
灌注樁:先成孔再灌注成型的樁
4、按成樁施工方法分
人工挖孔樁:人工開挖成孔再成樁
鉆孔灌注樁:采用鉆機(jī)鉆進(jìn)成孔再成樁
打入樁:將預(yù)制樁打入地基中,預(yù)制樁有木樁、鋼管樁、鋼筋混凝土樁、PHC樁,等等
5、按成樁方法分
非擠土樁:不擠壓樁側(cè)土體
部分?jǐn)D土樁:部分?jǐn)D壓樁側(cè)土體
擠土樁:樁擠壓樁側(cè)(底)土體
6、按受力特點分
摩擦樁:樁頂荷載全部由樁側(cè)阻力來承擔(dān)
端承摩擦樁:樁頂荷載主要由樁側(cè)阻力來承擔(dān)
端承樁:樁頂荷載由樁端阻力來承擔(dān)
摩擦端承樁:樁頂荷載主要由樁端阻力來承擔(dān)
7、按樁的使用功能分
抗壓樁:承擔(dān)樁頂傳來的壓力(通常)
豎向抗拔樁:樁承擔(dān)向上的拉力
水平受荷樁:樁頭承擔(dān)水平荷載
復(fù)合受荷樁:樁承擔(dān)復(fù)合荷載
8、按樁的截面形狀分
圓樁:樁的橫截面為圓形(管樁為空心)
方樁:樁的橫截面為方形
異形樁:樁的橫截面為圓端形、橢圓形或多邊形的樁,等等
9、按樁長方向的空間位置分
豎直樁:樁的軸線為豎直線
水平樁:樁的軸線為水平線
傾斜樁:樁的軸線與水平線成一定夾角
10、按樁長度方向的形狀分
等截面樁:樁在樁長范圍內(nèi)的截面相同
變截面樁:樁在樁長范圍內(nèi)的截面不同
1、常見公路橋梁樁基施工方法
人工挖孔樁:適用于水上或滲水較小的地層,采用人工開挖成孔后再成樁
鉆孔灌注樁:適用于水下或滲水較大的地層中,采用沖擊鉆機(jī)、沖抓鉆機(jī)、旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)、旋挖鉆機(jī)等機(jī)械設(shè)備鉆進(jìn)成孔后再成樁
打入樁:常采用柴油打樁錘或振動打樁錘打入預(yù)制鋼管樁,做平臺或棧橋的支撐;打入PHC樁作為橋梁的樁基
2、人工挖孔樁施工
適用范圍:干處,較穩(wěn)定地層
施工準(zhǔn)備:核圖,編寫施工方案、細(xì)則,技術(shù)交底,場平放樣,準(zhǔn)備材料、設(shè)備,混凝土配合比,施工用水、電、路、訊,人員,等。
挖孔設(shè)備:儲料斗,提升機(jī),提升繩,換風(fēng)機(jī),梯子,拌合機(jī),振搗器,護(hù)壁內(nèi)模板,強(qiáng)提保險繩,安全帽,防護(hù)裝置,等。
挖孔施工:分段逐段下挖至設(shè)計深度。
施工安全注意事項:
到孔下的作業(yè)人員必須系好安全帶并掛上固定于孔口上的強(qiáng)提保險繩;孔內(nèi)有滲水時要及時抽出;孔內(nèi)有有害氣體(定期檢測)時,經(jīng)動物試驗后再作業(yè),并及時送風(fēng)換氣;孔內(nèi)與孔上人員隨時溝通,有緊急情況時要采用強(qiáng)提保險繩將孔內(nèi)的人員救出孔外;提升除渣及下放料斗時,孔內(nèi)作業(yè)人員停止施工并處于防護(hù)罩下方。
安裝鋼筋籠:挖孔成孔后,吊車等配合分節(jié)安裝至完成
樁身混凝土澆注:干處時,采用串筒將混凝土注入孔內(nèi)(防離析)待澆處并振搗密實 ;有較多積水時,采用澆注水下混凝土的方法施工。
3、鉆孔灌注樁施工
1)適用范圍:適用于水下或滲水較大的各種地層中的基樁的施工
2)鉆孔方法:沖擊鉆機(jī)成孔、沖抓鉆機(jī)成孔(現(xiàn)不常用) 、旋轉(zhuǎn)(回旋)鉆機(jī)成孔、旋挖鉆機(jī)成孔
3) 沖擊鉆機(jī)成孔施工
施工準(zhǔn)備:核圖,編寫施工方案、細(xì)則,技術(shù)交底,場平放樣、施工平臺、護(hù)筒、水、電、路、訊及起吊、運輸設(shè)備準(zhǔn)備,確定混凝土配合比,鉆機(jī)、鉆頭選型進(jìn)場,粘土、片石備料,人員,等
鉆孔:造漿采用拋填優(yōu)質(zhì)粘土,孔內(nèi)沖擊造漿
泥漿指標(biāo)為:比重1.15~1.25,粘度16~17s,PH值6.5。將所有護(hù)筒在上部開槽連通(群樁),沒有開鉆的孔位作為沉淀池使用
鉆進(jìn)時:應(yīng)小沖程、勤吸渣、勤檢查、勤測量,防止鉆進(jìn)過程中卡鉆、掉鉆和孔偏位,嚴(yán)禁打空錘。并同時做好施工記錄,若實際巖層變化與設(shè)計不相符時及時向相關(guān)部門反映。
終孔檢查:當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計終孔標(biāo)高后,對孔深、孔徑、孔位和孔形進(jìn)行檢查,然后填寫終孔檢查證,并及時通知監(jiān)理工程師到現(xiàn)場檢查驗收。
4) 旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔施工
施工準(zhǔn)備:核圖,編寫施工方案、細(xì)則,技術(shù)交底,場平放樣,施工平臺、護(hù)筒、材料、設(shè)備、用水、電、路、訊、人員準(zhǔn)備,混凝土配合比確定,鉆機(jī)(正、反循環(huán)) 、鉆頭選型進(jìn)場,制備泥漿,等。
鉆孔:砂層中鉆進(jìn),泥漿質(zhì)量是鉆孔成敗的關(guān)鍵,鉆孔的全過程,必須嚴(yán)格控制泥漿的各項技術(shù)指標(biāo)(如表,加※者為每次檢測必測項目)
△打樁船
鉆孔過程中:均采用優(yōu)質(zhì)膨潤土和外摻劑Na2CO3造漿(約3%)。砂層中鉆進(jìn),補(bǔ)漿量為鉆進(jìn)單位體積的2倍左右,巖層中鉆進(jìn),補(bǔ)漿量根據(jù)巖層的完整情況為單位體積的1.0-1.2倍。
嚴(yán)格控制粘度:砂層內(nèi)19-21s,巖層內(nèi)19s左右。終孔時19s,此時控制比重1.06-1.10t/m3,砂率降至1%左右。鉆孔和清孔的全過程,孔內(nèi)補(bǔ)入的應(yīng)是合格泥漿,除可以造漿的巖層外,孔內(nèi)一般不得投入清水。
超壓水頭:鉆孔和清孔全過程,孔內(nèi)超壓水頭始終保持在2.0-2.5m。
兩次清孔:均采用抽漿法清孔。
鉆孔至要求的孔底標(biāo)高時,將鉆頭提離孔底15cm,利用鉆機(jī)的氣舉反循環(huán)進(jìn)行第一次清孔,一般2-3小時,待各項泥漿指標(biāo)合格,尤其是砂率,巖層內(nèi)清孔應(yīng)降至1%以內(nèi),開始提鉆。
二次清孔在灌注水下砼前,在砼導(dǎo)管中插入一根φ57×3m鋼管作風(fēng)管,形成空氣吸泥機(jī)清孔,導(dǎo)管上連接膠管,將清孔泥漿排入循環(huán)孔護(hù)筒(沉淀池),沉淀后再進(jìn)入施工孔循環(huán)。浮吊吊起導(dǎo)管在護(hù)筒內(nèi)移動,清理孔底沉渣,檢測吸出的泥漿和孔深均符合要求后,拆除膠管和風(fēng)管,安裝漏斗,開始灌注水下砼。
△清孔導(dǎo)管及懸掛式風(fēng)包
檢孔:成孔后用(DM-686III型)超聲波測壁儀檢測成孔直徑,孔壁傾斜度和孔壁平整情況。
孔壁自上至下,豎直刻劃線的偏移值與孔深之比值為傾斜度≤1%,實際成孔的偏移值在0.3%-0.5%。局部孔壁平整度不符合要求,采用掃孔處理合格。
5) 旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)成孔
施工準(zhǔn)備:核圖,編寫施工方案、細(xì)則,技術(shù)交底,場平放樣,施工平臺、護(hù)筒、材料、設(shè)備(砼拌運、鋼筋制安等) 、施工用水、電、路、訊、人員準(zhǔn)備,混凝土配合比確定,鉆機(jī)、鉆頭選型進(jìn)場,制備護(hù)壁泥漿
鉆孔:逐斗旋挖取土成孔直至樁底,同時在孔內(nèi)補(bǔ)充合格的護(hù)壁泥漿
檢孔:鉆孔完成后進(jìn)行檢孔,達(dá)到要求后待下鋼筋籠
△采用旋挖鉆斗作業(yè)
6) 鋼筋籠安裝
鋼筋骨架采用擠壓接頭或直螺紋接頭,每樁鋼筋籠骨架分節(jié)制作,胎具成型,每節(jié)長9.0m( 12.0m),吊機(jī)起吊,在孔口拼接完成放入孔內(nèi);
對于旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)成孔的,鋼筋籠骨架應(yīng)在樁位附近預(yù)先分節(jié)制作、拼接完成,待清孔完成后即能盡快安放,并盡快澆注混凝土成樁(防塌孔)。
△接鋼筋籠
7) 灌注基樁混凝土
灌注水下砼成樁:預(yù)先做好材料、拌合站、配合比試配與驗證、儲料罐、導(dǎo)管及其預(yù)檢等準(zhǔn)備,混凝土(緩凝時間15h左右,坍落度18-22cm) 滿足要求。導(dǎo)管用φ299×10mm無縫鋼管,快速絲扣接頭。撥球法灌入砼封底,導(dǎo)管距孔底0.3m-0.4m,封底后孔內(nèi)砼厚2m以上,導(dǎo)管埋入砼1.0m以上。澆注過程中導(dǎo)管埋深始終保持在2-6m之間。
△灌注基樁混凝土
8) 成樁檢測
成樁質(zhì)量檢測:為檢測鉆孔樁砼質(zhì)量,全部采用超聲波無破損檢測,業(yè)主和承包商分別委托有資質(zhì)的專業(yè)檢測單位檢測(特大橋按總量的5%鉆取巖芯破損檢測)。如檢測結(jié)果均合格,則對檢測管內(nèi)壓漿,基樁施工完成;否則,應(yīng)進(jìn)行處理至合格。
4、打入樁施工
適用范圍:一般用于水下基礎(chǔ)(房建除外)
打入樁:常為采用柴油打樁錘或振動打樁錘,打入預(yù)制的鋼管樁,做平臺或棧橋的支撐;打入PHC樁做橋梁的樁基;打入預(yù)制的鋼筋混凝土樁做房屋的基礎(chǔ)。
1、塌孔
分為成孔過程中的塌孔、成孔后塌孔和澆注混凝土?xí)r的塌孔。
挖孔遇流砂地層時塌孔,可采用減短每節(jié)護(hù)壁的高度,在土層中適當(dāng)打入樁,在護(hù)壁混凝土中加入速凝劑等措施,使護(hù)壁盡快穩(wěn)定。
鉆孔時塌孔,可采用重新造孔護(hù)壁(沖孔)、增加合格泥漿濃度、增大超壓水頭、填注部分混凝土(片石)等措施。
成孔后塌孔,采用清孔后重新成孔。施工中應(yīng)合理組織,保證工序銜接的連續(xù)性和及時性(特別是旋挖樁),減少塌孔幾率。
澆注混凝土?xí)r塌孔,采用立即停澆并清孔后重新澆注或重新成孔后澆注。
2、掉鉆落物
在巖層中鉆進(jìn)時(鄂黃橋例),由于鉆桿接頭滑絲,鉆頭(包括兩根鉆桿)掉在孔中,用專用打撈器插入鉆桿中,將鉆頭提出孔口外;在鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)鉆機(jī)有劇烈振動,提出鉆頭,發(fā)現(xiàn)有兩把滾刀脫落掉入孔中,采用電磁鐵將其吸出。
3、卡鉆
地層軟硬不均致倒錘(沖孔時)卡鉆、粘錘或錘頭加大后快沖造成。采用填片石、錘頭加大后填料再沖的方式處理。
4、埋鉆
塌孔埋鉆后,采用吸出埋鉆處以上部分的坍塌物,再提出鉆頭
5、鉆孔漏漿
如發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)水頭無法保持,分析已發(fā)生漏漿,由于護(hù)筒埋深不夠、護(hù)壁不好、遇到溶洞或巖層裂隙漏水所致。采用振動錘將鋼護(hù)筒再下沉一定深度,置入內(nèi)護(hù)筒,反復(fù)造孔護(hù)壁,或在孔內(nèi)填充混凝土,重新恢復(fù)鉆孔后,即能保持水頭正常鉆進(jìn)。
6、 鉆孔偏斜
由于墩位處巖面傾斜度大,且?guī)r層不均勻,中間夾較軟弱層,并有斷層,鉆孔極易發(fā)生偏斜。由于鉆孔傾斜,主要表現(xiàn)為巖層中段局部彎曲,處理方法視具體情況而定。如傾斜不嚴(yán)重,采取局部反復(fù)掃孔處理;如傾斜較嚴(yán)重,則采取澆筑水下砼至巖面標(biāo)高以上50cm,待砼強(qiáng)度達(dá)到25MPa時重新開鉆,并放慢進(jìn)尺。經(jīng)處理后鉆孔傾斜度均能達(dá)到≤1%的要求。
7、鋼筋籠不能下放到位
孔斜、縮孔、成孔斷面不合要求或鋼筋籠不直等,采用掃孔或調(diào)直鋼筋籠,達(dá)到使鋼筋籠能下放到位。
8、導(dǎo)管堵管
混凝土和易性差、導(dǎo)管漏水、導(dǎo)管內(nèi)卡物等,采用調(diào)整混凝土性能、密封到管、清除卡物管內(nèi)來達(dá)到澆注順暢。
9、鋼筋籠上移
導(dǎo)管埋深太大使得混凝土上翻時頂升鋼筋籠,或鋼筋籠固定不牢所致,采用合理的導(dǎo)管埋深來處理。當(dāng)成樁后才發(fā)現(xiàn)時,與設(shè)計協(xié)商后再處理。
10、鋼筋籠突然下落
鋼筋籠分段安裝后,起吊時鋼繩突然斷開或鋼筋籠固定不牢所致。有時伴有安全事故(某橋的鋼筋籠內(nèi)作業(yè)人員,系有掛于鋼筋籠上的安全繩,隨鋼筋籠下落時帶入孔內(nèi)水下溺亡)。因此,必須采用合理可靠的穩(wěn)定與起吊鋼筋籠的設(shè)備,籠內(nèi)不進(jìn)入作業(yè)人員。
11、聲測管不能正常使用
管內(nèi)漏漿或變形所致。采用清除管內(nèi)漏漿或重新鉆芯孔代替聲測管來對樁身進(jìn)行檢測。
12、樁身混凝土質(zhì)量不合格
樁身聲測結(jié)果為混凝土有缺陷,成樁質(zhì)量差。多為孔底有沉渣、混凝土離淅、混凝土強(qiáng)度不足(樁頂)、導(dǎo)管漏水、導(dǎo)管提空未處理(斷樁)、導(dǎo)管埋深過大、導(dǎo)管未置于孔中心、導(dǎo)管開球后再澆時形成封閉氣孔、澆樁時塌孔而未發(fā)現(xiàn)、澆樁時機(jī)械故障未完成澆樁(斷樁)、澆樁過程中縮孔或徑流水通過樁身等原因所致。
1)孔底混凝土缺陷
樁身聲測結(jié)果為樁底混凝土有缺陷,表明孔底有沉渣或澆樁時混凝土封底不成功。采用鉆孔清洗后注漿處理。
施工中應(yīng)認(rèn)真清孔,滿足規(guī)范要求后再澆樁內(nèi)混凝土,確保首灌封底混凝土足量連續(xù)注入孔底。
2)樁頂混凝土強(qiáng)度不足
為樁內(nèi)混凝土澆筑高度測量不準(zhǔn),或浮漿太厚,或孔內(nèi)自壓水頭不夠不能自密所致。采用撥掉樁頂部分的質(zhì)差混凝土后重澆。
施工中孔內(nèi)自壓水頭不夠時振搗,嚴(yán)格清孔質(zhì)量,制作可靠的測深設(shè)備,并繪制澆筑高度-混凝土數(shù)量的關(guān)系曲線,如有異常,及時分析處理。
3)樁身中部混凝土缺陷
(1)導(dǎo)管漏水造成
澆樁時導(dǎo)管內(nèi)漏水,被水洗后澆入的混凝土不均勻,質(zhì)量差。應(yīng)隨時檢查,及時分析,立即處理。
施工前應(yīng)嚴(yán)格做好預(yù)檢工作,不合要求的管節(jié)不得使用。
(2) 導(dǎo)管提空未處理
造成斷樁。應(yīng)根據(jù)混凝土澆筑高度、數(shù)量,準(zhǔn)確測出導(dǎo)管埋深,采用可靠的提管設(shè)備,定尺提管。
施工前應(yīng)準(zhǔn)確逐節(jié)測量各節(jié)導(dǎo)管長度(高度),施工中專人記錄,嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深在2—6m范圍內(nèi)。
(3) 導(dǎo)管埋深過大、導(dǎo)管未置于孔中心
導(dǎo)管埋深大,導(dǎo)致新入導(dǎo)管內(nèi)的混凝土不能均勻頂升已有的樁內(nèi)全斷面先澆的混凝土,新入導(dǎo)管內(nèi)的混凝土?xí)刈枇π〉穆窂缴戏?,而如果?dǎo)管不位于樁中心(實際施工中大多如此),則更易出現(xiàn)不能均勻頂升混凝土的情況。因此。沿阻力小的路徑上翻的混凝土蓋住了之前處于頂部的缺陷混凝土,從而在該處形成缺陷。
施工中嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深在2—6m范圍內(nèi)。
(4) 樁身內(nèi)形成封閉氣孔
澆樁過程中,導(dǎo)管內(nèi)的空氣未排出,被擠入孔內(nèi)形成封閉氣孔。一般采用鉆孔壓漿處理。
在封底后的砼灌注施工過程中,采用在導(dǎo)管上口段插入一根空心排氣鋼管來預(yù)防。
(5) 澆樁時塌孔、縮孔
在巖層內(nèi),可鉆小孔洗去坍塌物后進(jìn)行壓漿處理,檢測合格后可正常使用,否則重新成樁;在土層內(nèi),重新成樁。
澆樁時應(yīng)加強(qiáng)過程控制,及時發(fā)現(xiàn)并處理。
(6)澆樁時機(jī)械故障停澆
澆樁時機(jī)械故障未完成澆樁(斷樁),拔出導(dǎo)管,處理故障后又重新澆筑。
應(yīng)及時拔出導(dǎo)管,吸出頂部混凝土,適時再澆。
(7) 徑流水通過樁身
澆樁過程中,有流動的動水流經(jīng)樁身,樁身施工完成后檢測時混凝土有缺陷。
采用對缺陷段以上部分的樁鑿除重做(巖石內(nèi))。
施工中可先對動水徑流段的孔壁進(jìn)行防護(hù)。
13、樁身位置偏差超限
樁孔位置放樣后未經(jīng)復(fù)查,導(dǎo)致成樁后偏差超限。當(dāng)超限較小時,可提請設(shè)計驗算經(jīng)適當(dāng)處治后使用;當(dāng)超限較大時,在準(zhǔn)確放樣并經(jīng)復(fù)查后重新成樁。
14、樁身混凝土裂縫
樁身施工完成后,發(fā)現(xiàn)地面附近的樁身有裂縫。多為樁受到了側(cè)向(土)推力等所致。
采用清除樁側(cè)推力物后對樁進(jìn)行加固處理,當(dāng)裂縫較寬變形較大時,會同設(shè)計提出專項補(bǔ)強(qiáng)加固處治方案。
15、樁身下沉
樁身施工完成后,發(fā)現(xiàn)樁身有下沉,導(dǎo)致柱身或蓋梁等有裂縫。多為樁底松軟、樁周摩阻力不足等所致。
會同設(shè)計一起研究,采用加樁等方案對原樁進(jìn)行替換加固處理。
1、降低孔底標(biāo)高代替清孔
這是絕不容許的。將出現(xiàn)前述的樁不能達(dá)到承載力而致受力后下沉的嚴(yán)重不良后果,處理難度大,耗費高。
2、樁不經(jīng)檢測就施工墩柱
可能檢測管內(nèi)不通暢,或借故工期緊,樁身不經(jīng)超聲波檢測就施工后續(xù)的墩柱,造成不能檢測的既成事實,這同樣是絕不容許的。
3、鋼筋籠上浮后不報告
采取自行割除的處理,隱瞞鋼筋籠上浮的事實,是絕對不行的。一旦發(fā)現(xiàn)澆注樁孔混凝土過程中有鋼筋籠上浮的情況,應(yīng)及時報告,研究處理。
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