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道桥施工中桩基础工艺技术控制研究

2014-12-25张璟

城市建设理论研究 2014年37期
关键词:路堤桩基础桩基

张璟

摘要:社会经济的飞速发展,基础设施建设日趋增多.基础设施建设的要求日益提高,在此程度上,桩基础施工建设也引起了广泛的关注。桩基础是整体最基础的部分,因而桩基础的质量很难控制,施工技术的优劣就决定了建设过程的整体质量。本文对道桥施工中桩基础工艺技术控制进行了研究分析。

关键词:道桥施工桩基础工艺技术 控制研究

中图分类号:TU74文献标识码: A

一、桩基础施工的重要性

随着社会的进步,市场经济的繁荣,我国道路与桥梁建设发展迅猛,在道桥建设的工程中桩基础的施工极为关键,桩基础是整体最下面最基础的部分因而桩基础的质量很难控制,施工技术的优劣就决定了建设过程的整体质量。桩基础是基桩和承台共同组成的。以桩身的位置可将桩基础分为地承台桩基和高承台桩基两种。

地承台桩基是桩身全部掩埋在土中,联接桩顶的承台与土接触:高承台桩基是桩身只有下部掩埋在土中,上部露在地面而承台底也在地面上。桩基础的桩支撑在土地之中的非常坚硬持力层主要包括有基岩、紧密的卵砾石层或者是硬塑粘性土和紧密的砂石等等,具有着较强的竖向单桩或者群桩的承载能力,可以承载建筑的全部竖向荷载。桩基础的竖向单桩中端承桩的刚度或者是摩擦桩的群刚度,在自重的范围之内或者相近荷载之下,一般都不会发生不均匀沉降的现象,可以保证建筑的倾斜在允许的范围之内。

二、桩基施工中常见的问题

1、在桩基钻孔施工中常见的问题

桩基钻孔施工,是桩基础施工建设的重要环节。然而在实际操作中也会出现诸如以下一些问题:坍孔事故。在施工中,流砂层或砂砾层或者在钻进过程中水头,突然损失引起坍孔。缩孔事故。地层遇有水膨胀软土、粘土泥岩,或者钻锥磨损过度。在整个施工的过程中,也是极易产生缩孔事故。钻孔倾斜。未经调查对地层盲目加压, 极易造成钻孔向软弱层倾斜。当然,倘若钻机底座基础不稳定,不均匀沉降发生,也会导致钻盘倾斜的现象屡屡发生。护筒下沉。轻易不会出现这样的问题,但是倘若准备工作在开钻前没有准备充足或者地质不良的话,护筒下沉也是会发生的。

2、在桩基灌注施工中常见的问题

1)埋管和导管拔脱的现象。混凝土由于导管埋深过大或灌注时间过长发生了初凝,从而无法全部拔出导管极易导致导管断裂。从而,产生埋管和导管拔脱的现象。

2)封底过程出现的问题.泥浆由于初始混凝土灌注量不足,进入导管,从而导致混凝土灌注不能连续进行。

3)卡管现象。主要出现在剪球过程中,一般都是由不符合质量的混凝土造成的。当然,倘若塞球制作不合理,材料不好,会使砂浆或细骨料堵塞导管。

三、桩基础的施工要点

1、桩基础施工前的准备工作

桩基础在施工前要确定桩的位置,在选好的位置上将土地平整。施工中要用到的钻机、吊车、钢筋笼、起吊导管和混凝土搅拌机等等施工设备运送到现场,检修器械和设备。与此同时,将桩基施工的位置和施工器械、设备材料运送的通道修好。

2、桩基础施工中钻孔的施工工艺要点

在桩基础施工中,钻孔的施工相当关键,要根据实际的情况,桩基础的施工现场的地质条件、桩的直径大小、钻头的形式、钻杆的直径大小、钻头有的道具数目和钻具的强度条件进行分析,决定钻孔的时的转速和转压力度。钻头在钻孔中是个需要耐心掌握的技术,钻头要在钻压力度和回转的扭矩作用下共同切削、破碎岩石获得的进尺,能否掌握钻头的形式与钻孔施工的成败有着很大的关系。

3、 钢筋笼的旋工工艺

桩基础的稳固与钢筋加大强度有很大关系。在施工中钢筋的质量、除锈技术、弯曲制作都是要严格按照设计和行业规范进行的。钢筋是桩基础的骨架,在施工中必须严格的按照设计图纸施工布置。钢筋的应用是为了保证混凝土能够有足够的保护厚度和强度,在钢筋笼下放前要注意钢筋的牢固,在钢筋骨架的侧边焊接钢筋的定位块。在放置钢筋笼时,注意不要把钢筋扭转、弯曲造成永久的变形,最好的方式是在放置时采用两点吊放的方式,注意对准孔位。保证钢筋笼的稳定和吊放的直线,缓慢下放避免造成碰撞。

四、道桥施工技术要点控制措施

1、混凝土的选用

混凝土是当前道桥的最主要材料,如果混凝土选用不当容易使道桥出现裂缝以及破损现象,严重的还会对桥梁的安全构成威胁。随着建筑业的飞跃发展新材料的应用,混凝土的强度有了很大提高。人们利用高强陶粒配制出了密度等级为1600~1900,强度等级在C30 以上的,广泛用于结构的高强轻集料混凝土。

高强混凝土是由普通砂、高强陶粒、水泥和水或同时外加粉煤灰、矿粉、矿渣、硅粉等混合料配制而成的,通常它的强度等级在C30 以上,密度小于1950 千克/立方米,它本身质量很轻,是一种理想的结构用混凝土。它和普通混凝土所不同的是涉及到了表观密度的最大限值和最小的强度等级限值。

随着国民经济和科学技术的发展,目前建设的桥梁逐渐向大跨度发展,这使得混凝土自重大的缺点极大的限制了桥梁跨度的进一步提高。在桥梁结构向大跨、重载、轻质、耐久方向发展的时代,高强混凝土作为一种新的建筑材料,以其高强、轻质和抗变形能力强的特点,显然能够克服道桥自重过大的缺陷,实现桥梁跨度的进一步提高。因此,高强混凝土当是今后桥梁建设上主要使用的材料之一。高强混凝土的优势主要有以下几点:减轻桥梁自重,增大桥梁的跨越能力;提高桥梁的耐久性,延长使用寿命;抗震性能好;减低桥梁高度。

2、道桥过渡段施工技术要点

路桥过渡段发生不均匀沉降,即桥头跳车现象已经成为道路最常见的质量缺陷之一,下面将系统分析总结沉降的原因,并且从设计和施工两方面提出有效的控制措施。

1)道桥过渡段不均匀沉降成因分析。

①桥梁地基

大多数桥梁地基土质的天然含水量大、空隙率大、抗剪强度低,长期的自重荷载和车辆载荷作用很容易使此段发生沉陷。

②台背填料

选择台背的填料时,应尽量选透水性好的材料,但常用的透水性材料存在空隙率大的缺点,施工中很难控制其压实度,由路基路面的恒载和车辆荷载也容易引起地基的压缩变形,此外,填料的压缩、固结、次固结引起路基路面结构层因行车作用而被压缩。

③设计

由于各种原因造成的钻探深度不足或地质钻探布控过少,以至未能及时发现软基存在,或准确探明软基范围和深度,从而造成软基处治的理论计算与实际情况存在一定差距,导致软基处治设计不能达到规范要求。

④施工

通常在道路桥梁施工中,由于道路与桥梁的施工顺序原因,造成了桥涵两端留下一个填土较多、施工面窄的作业段,从而导致现场施工条件极差。现实中常出现这样的情况,由于施工单位抢工程进度,而没有严格按照规范要求进行施工作业,台背回填松铺厚度严重不足,台背排水防护做得也不到位,从而给路基沉陷留下质量隐患。

2)防治沉降的设计施工要点。

通常采用砂类、渗水性土作为填料。

①加强路桥过渡段路堤填料的选择

实施路桥过渡段路堤填筑之前,要谨慎地选择施工路段的填料,将各种土壤作进行比试验,并从实验结果中,比较各种土壤的技术指标,从中选出最适宜的土壤作为过渡段路堤的填料。通常采用砂类、渗水性土等这样的具有良好的级配水稳定性和压实特性的材料作为填料。

②巧用土工格栅

土工格栅是一种具有很特殊的工程特性的材料,它具有典型的应力、应变分散,会约束土体的侧向变形,控制路基填土的侧向位移,从而增强路基的整体稳定性,由于土工格栅具有弹性,在车辆荷载的反复作用下,也会减少或不产生变形的累积,而且由于土工格栅与路基填土的摩擦作用,使上部荷载在路基中重新分配,降低了桥台台背局部范围土中的垂直应力,从而减少沉降。土工格栅因以上的这些性质,而成为一种有效控制路桥过渡段不均匀沉降的措施。

③合理设置缓和过渡段

由于桥梁为刚性结构,基本不产生沉陷,而路基为柔性要允许存在变形,因此刚性桥面与柔性路面的衔接必然产生沉陷。因此,软土地基处治时,各段不同强度之间需设置强度过渡段。同样,地面上的路堤,亦需要设置强度过渡段。

④选择有利于减少路桥过渡段沉降的桥台结构

在各种型式的桥台结构中,过渡段路堤在桥台结构施工前填筑,不受施工作业面的限制,这样更有利于大型机械碾压,使压实更加均匀,压实度也更容易达到设计要求。

⑤优化施工组织

在路桥过渡段的施工组织设计中,应该首先考虑减少路桥间的工后沉降差。应尽量提前软土地基路段的施工时间,通过增加预压时间,来减少软基路堤工后沉降。此外,对一些路基工后沉降可能大的工点,必须优先安排深层软土地基和桥头高路堤施工,并且进行静置预压直至符合规范要求为止。

3、防水施工路基面的处理

道桥防水施工路基面的处理,是直接影响道桥路基面防沥青路面铺装层质量的重要因素之一。道桥路基面防水质量关系到道桥使用的寿命,因为如果水渗人混凝土里会使会钢筋锈蚀,从而导致水泥混凝土胀裂和路桥结构的破坏;尤其是钢箱式桥梁由于水的腐蚀造成钢结构强度破坏更为严重。下面将简单介绍几种相应的处理措施。

1)道桥水泥混凝土路基浇筑后,在初凝阶段使用钢丝刷进行表面拉毛处理,这样可增加道桥路基面的粗糙度,以增加道桥路基面与道桥防水层和沥青路面铺装施工后的粘结力。道桥防水施工路基面处理的粗糙度和深度要适合所选用防水材料的需要。

2)可以通过铣刨机来对沥青混凝土路面的开挖、翻修以及沥青路面拥包、网纹、油浪、车辙的清除处理,来除掉道桥水泥混凝土路基表面的浮浆,以提高道桥路基面与道桥防水层和沥青路面铺装的粘结强度。一般对路基面的浮浆进行清楚处理,可以使路基面的强度大大增加。

3)为了提高道桥防水的功效,通常应处理暴露水泥混凝土路基面的一些细微的缺陷。道桥水泥混凝土的基础可能产生许多细微裂纹,而这些裂纹又往往隐藏在路基面的浮浆里,可以通过打毛处理使这些裂纹暴露出来,使得防水层能直接渗透、封堵。通常用凿毛机来进行处理,以提高混凝土表面附著力,增加新老水泥混凝土的结合度,从而保证水泥混凝土公路浇筑形成一个整体。

结束语 :道桥的基础施工需要不断的及时的进行跟踪检查,并及时的进行综合质量评测的结果的检验和分析,桥梁工程是我国水利建筑中十分重要的一环,而桥梁桩的基础施工更是其中最重要的一部分,时刻将施工质量了然于胸,不断的对施工过程进行审核和检查,需要我们不断的对于现有的桥梁桩基础施工工艺进行发掘和研究。

参考文献

[1]廖立新.桥梁桩基础施工工艺探讨[J].物流工程与管理,2013,09:194-195.

[2]刘丽霞.桥梁桩基础施工技术探讨[J].交通标准化,2013,08:109-111.

[3]曹鹏.桥梁桩基础施工工艺探讨[J].门窗,2013,05:199.

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