大桥桩基（精选9篇）
大桥桩基 篇1
0 引言
桥梁桩基的质量受到地理环境、机械设备、人为因素等的影响, 在桥梁建造桩基的施工过程中, 如果出现地质较差、温度变化不定, 或设备不够精良等情况, 则很难保证不会出现缺陷桩基。缺陷桩基有不同的类型, 每种类型各有不同的原因造成, 因此, 根据桥梁桩基缺陷的不同程度, 可采取合理的加固处理方法。
1 桥梁桩基缺陷类型及成因
桩基缺陷类型有两种划归方法, 从桩基缺陷的不同部位来说, 有桩基顶部缺陷、桩基中部缺陷、桩基底部缺陷;从桩基缺陷的性质来说, 有断桩、缩颈、井壁坍落等。下面就以第一种划归方法为主;第二种划归方法为辅, 来探析桥梁桩基缺陷的几种类型和成因。
1.1 大桥桩基顶部缺陷
大桥桩基顶部缺陷的出现主要是由于混凝土超灌不足或拆拔钢护筒时用力不均衡所致。桥梁的桩基有一部分是深入水底的, 在用钢护筒灌注这一部分的混凝土时, 难免夹带着沉淀的泥浆, 这些泥浆经沉淀之后, 会造成桩基顶部的混凝土下沉、真空, 影响桥梁桩基质量;或者在施工过程中, 混凝土灌注完毕, 拆拔钢护筒时, 用力不均衡, 导致桩基顶部的混凝土搅动, 同样影响桥梁桩基的质量;或者在凿除桩基顶部多出的混凝土时, 用力的不均衡同样会扰动周围的混凝土, 影响桩基顶部的质量;另外, 在灌注混凝土过程中, 已灌混凝土表面标高出现测定错误, 数据显示灌满, 但事实上并没有灌满, 导致桩基顶部虚空;尤其是在钻孔灌注桩之后, 探测仪器设备不精良, 将泥浆中混合的坍土也误认为是混凝土表面, 这些坍土并无实际承载能力, 久而久之, 混凝土下料, 桩基顶部就出现了缺陷。所以, 要跟个按照规定和程序来测量混凝土表面高度, 并仔细校对, 在拆拔钢护筒的时候不出现失误, 则就会保证大桥桩基顶部的质量。
1.2 大桥桩基中部缺陷
大桥桩基中部缺陷的出现主要是由于地质条件的影响或拆拔钢护筒时用力不均造成的。由于地质的不稳定、移动或变迁, 桩基内的混凝土会出现局部的塌孔, 给桩基中部缺陷留下隐患;或者在拆拔钢护筒时, 用力不均衡, 搅动了混凝土的均衡性、密度不均, 内外压强不均等, 都会阻碍混凝土下料。桩基中部缺陷最容易引起断桩现象。在桩基灌注混凝土的过程中, 导管的埋置深度的测量十分重要, 埋深过大, 或灌注时间过长, 都会导致混凝土凝滞, 流动性降低, 从而增大了混凝土与管壁的摩擦力, 如果导管质量落后抵御不了摩擦力, 则在拆拔导管时会拉断连接螺栓, 致使导管破裂, 桩基中部留下缺陷;另一方面, 卡管现象也会导致桩基中部缺陷。由于混凝土人工配料比较随意, 如果员工责任心差, 会很容易造成混凝土的配料比出现误差, 混凝土稀少且干, 坍落度大, 混凝土里的粗糙配料导致导管阻塞, 流动性差, 致使混凝土很快凝结, 在拆拔导管的时候拔不出, 结果导管断裂, 造成断桩。而且, 施工单位没有经验, 重视不够, 混凝土中掺杂太多流砂、软塑质泥沙等, 加之因导管漏水、机械停电等故障使施工不连续。这些因素都很容易导致桩基中部缺陷, 出现断桩现象。所以, 在桩基施工过程中, 员工要有高度的责任心, 严格依照规格来配置混凝土, 保证混凝土的质量和延长混凝土的初凝时间。
1.3 大桥桩基底部缺陷
大桥桩基底部缺陷的出现主要是由于地质变动引起的。地质或多或少会发生细微的变动, 尤其是在承受桩基底部的地质, 由于其巨大的承载力, 会使桩基底部的地质发生细微的高低变化, 从而影响到桩基底部混凝土的密度和强度, 影响桩基底部的质量。当桩基底部的地层有膨胀的软土、粘土、泥岩等, 会出现缩孔现象。
2 梁桩基缺陷预防及处理
桥梁桩基出现的诸种缺陷, 主要是由于地理环境的不稳定、机械设备的不精准、施工过程中人为的不负责任等造成的。桩基的缺陷很难避免, 但是预防桥梁桩基缺陷却不是不可能的, 首先在施工之前, 就要对桩基所在地的地理位置进行勘测和检查, 对地理的基本情况有所了解;在施工过程中, 尽量使用设备精良的测量仪器, 以保障测量数据的准确度;作为施工人员, 要以人民的安全为保障, 树立起职业道德和社会责任心, 做到一丝不苟的工作, 反对粗糙滥制。尽量做到在施工之前就消除桩基缺陷的隐患。预防只是第一步, 如果出现桩基缺陷现象, 一旦发现, 则要进行及时、有效的补救。如何处理已经出现的桥梁桩基缺陷呢?
2.1 桩基顶部缺陷处理
如果桩基顶部出现缺陷, 不能盲目的直接在顶部灌注混凝土来补救。而是首先要查明桩基顶部出现缺陷的原因, 一般来说, 桩基顶部缺陷, 有可能是混凝土内部有泥浆、软质泥沙等存在, 致使混凝土下料, 所以, 出现桩基顶部缺陷, 要继续向下凿去桩头混凝土, 一直到质量完好的混凝土表面。在向下凿去混凝土的过程中, 处理人员要注意观察, 看混凝土是否有异常, 及时发现桩基缺陷原因, 同时也要注意保护桩基钢筋, 不能用力过猛而损坏了钢筋。当看到质量完好的混凝土表面时, 说明下面的混凝土质量是有所保障的, 然后与检测资料进行核对, 采用与桩基原来同标号的混凝土进行接桩。
2.2 桩基中部缺陷处理
桩基中部缺陷不像桩基顶部缺陷那样比较好处理, 一般情况下, 桩基中部缺陷会出现断桩、井壁坍落等现象, 其补救和处理要依据缺陷的程度来定, 缺陷程度小的, 可以采用注浆方法处理;缺陷程度大的, 需要注浆两米以上的缺陷桩基, 一般是废弃处理, 拔去缺陷桩, 在原来的位置重新冲孔, 插入钢筋笼, 浇筑混凝土, 这叫做原位复桩, 在原位重新浇筑一根新的桩基, 这种处理方法比较彻底, 虽然难度大、周期长、费用高, 但是效果很好。除此方法之外, 如果中部缺陷桩还有补救的可能, 还可以采用桩芯凿井法, 即利用风镐在缺陷桩中心凿一深井, 直径不少于80cm, 深度一定要超过缺陷部位, 然后封闭清洗泥砂, 安装钢筋笼, 浇筑膨胀混凝土。另外, 井壁坍落现象通常出现在灌注过程中, 在灌注混凝土时, 因桩芯局部夹带泥沙或中部真空, 混凝土出现坍孔现象, 这时, 应将导管迅速拔出, 用粘土回填;若井壁坍落现象轻微, 则可采用高标号混凝土补救, 或采用压浆法、旋喷法来处理, 保证桩基的完整性。
2.3 桩基底部缺陷处理
桩基底部缺陷的处理也要视情况而定, 一般根据桩基受应力度来判断是否对桩基底部缺陷进行处理。假如桩基的摩擦受力很强, 底部虽缺陷, 缺陷的具体位置和长度并不影响桥梁的整体荷载能力, 也就是说, 即使除去桩基底部受缺陷的那部分, 桩基的摩擦力仍能满足桥梁的荷载需求, 那么就不用处理底部缺陷桩;反之, 则必须处理;如果桩基是嵌岩桩, 因这种桩基的摩擦力不是很强, 底部一旦缺陷, 则会影响桥梁的整体承载能力, 因此也必须及时处理。对桩基底部缺陷的处理可采用桩基底部注浆法, 首先有必要对桩基的岩层地质、地下水质、周围环境及缺陷程度等进行详细的检测分析, 科学配制注浆浆液, 确定注浆压力等参数。在注浆的工序上, 首先从顶部钻孔, 埋设注浆管, 在进行压水试验之后才正式开始注浆, 同时要注意控制注浆参数, 力求良好的注浆效果。这种桩基注浆的方法, 可以改善桩基底部的地质条件, 提升桩基的摩擦阻力和整体承载能力。
3 结论
上述所说的桥梁桩基缺陷类型、成因、预防及加固处理, 是一些基本的概括, 实际上桥梁桩基缺陷还有待进一步的探索, 需要我们仔细勘察, 找出原因, 采用低成本高效益的方法来处理。
摘要：因地理环境、机械设备、人为因素等, 桥梁桩基难免出现缺陷, 主要的桩基缺陷有桩基顶部缺陷、桩基中部缺陷、桩基底部缺陷, 本文分析了这三种缺陷桩的成因、预防及加固处理方法。
关键词：桥梁,桩基缺陷,加固处理
参考文献
[1]刘斌.桩基缺陷的成因及处理[J].建筑施工.
[2]陈秋南, 张永兴.桥梁桩基础缺陷复合检测及其加固新方法[J].岩石力学与工程学报, 2004 (20) .
大桥桩基 篇2
东河大桥水中桩基病害分析及维修处治
总结介绍了东河大桥水中桩基维修加固工程的病害分析、维修处治方案、施工工艺等;并对湿固性环氧混凝土及水下不分散混凝土修补工艺进行阐述.
作 者：何冰琼 HE Bing-qiong 作者单位：广东省长大公路工程有限公司,广州,510620刊 名：广东公路交通英文刊名：GUANGDONG HIGHWAY COMMUNICATIONS年，卷(期)：2009“”(3)分类号：U443.15关键词：桥梁 水中桩基 病害分析 维修处治
大桥桩基 篇3
中堂大桥旧桥位于东莞市中堂镇内国道107线上，全长552米，桥面宽11.5米，跨径组合为10×16.0米+4×45.0米+32.0米+7×16.0米，上部结构引桥为16米钢筋砼简支T梁，主桥为6跨连续箱梁，下部结构为双柱式桥墩，灌注桩基础。11～16#墩桩基均有受不同程度水流冲刷的露石现象，并伴有不同程度的露筋。箍筋、主筋均有外露，其中11#墩东莞方向上游侧桩基，15#墩上游侧两桩基，16#墩广州方向下游侧桩基主筋外露较严重。本工程特点是水下浇筑钢筋混凝土，不拆模钢护筒，形成组合式钢套筒加固，对混凝土起保护作用，提高水下桩基础的防腐性能和耐久性，约束混凝土，使新旧混凝土协同工作。
2工程内容
挖掘机清理桥墩下抛石及淤泥——桩身表面处理——钻孔植筋__涂刷粘结剂——安装底层面钢护筒——灌注封底混凝土——逐节安装钢护筒至承台底——水下灌注高性能混凝土——抛石护桩。
3施工技术
3.1施工材料
采用水下不分散混凝土与双组份水下粘结剂进行浇筑。水下不分散混凝土，在水下施工时具有如下独特的技术特性：
（1）抗分散性：可以无须排水进行水下施工，能够保证在水中进行混凝土浇筑时，混凝土拌和物不分散、不离析。由于保水性好，即使在水中自由落下也很少出现水洗作用而导致的材料分离现象。
（2）高流动性及自密实性：混凝土拌和物在水下到达指定位置后，能够自行流平，能够自行充填到水下结构物中的细小缝隙中。在水下结构物中能够自行密实，无须振捣，就能达到设计强度的要求。
（3）多功能性：可以根据不同水环境和水下结构物的要求，配制不同性能的水下混凝土，可以用于抢险的具有较短凝结时间的快速硬化型、适用于大体积水下混凝土的低发热型、适用于水下细小缝隙结构的高流动性型等不同的水下不分散混凝土。
（4）饱水性和整体性：由于掺入保水剂，提高了水下不分散混凝的保水性，很少出现渗水和浮浆现象，不但可提高混凝土的和易性可泵性，而且还提高与钢筋的握裹强度以层间粘结强度。
混凝土配合比按设计要求由实验室配制，考虑到所浇筑加固抢险桩柱混凝土的间隙只有20cm，因此采用瓜米石作粗骨料。
3.2施工设备
本工程为水下维修施工作业，施工环境复杂、作业难度大、水流急（水下作业时间短），本次加固作业和一般（3米左右）水下施工作业相比，水深增加1米难度加大一倍。因此，作业现场配备60T工作船两艘，作业前期探摸检查，投入二组潜水员作业。配备潜水设备四套，以备水下清淤、凿毛、钢筋安装、装模、水下混凝土灌注四组交替作业。配置一备一用空压机（8m3）二台、水下清淤设备二套、水下浇筑设备二套以及其它配合施工设备等。以保证潜水作业施工的连续性。
3.3施工工艺
（1）清理抛石及清除淤泥
原桥墩台下约有1m高的抛石围护带，采用挖掘机清理墩下石层及清除淤泥至河床下2米。由潜水员对桩周附近进行清理，再清洗、打毛开挖部分桩身；采用挖泥船进行清理，清理应注意控制船驳与承台、桩基间的距离，确保承台、桩基不受损伤。（见桩外包混凝土施工示意圖）
（2）清除受腐蚀混凝土
为加强新旧桩基砼之间的粘结力，需对原桩基表面及承台底部进行人工凿毛、清洗和涂刷表层粘接剂。由潜水员采用钢刷、钢钎等有效工具对桩基表面松散砼进行清理，采用人工水下凿毛，凿毛后的砼表面应外露新鲜骨料。然后对钢筋表面锈蚀部分进行除锈，再用高压水枪进行桩基表面清理，除去残留表层浮渣。最后在原桩基表面均匀涂刷一层水下粘结剂，涂刷厚度为1～2mm。
（3）植筋
根据设计在低潮水位以上桩身表面及承台底面用风钻钻孔，按植筋工艺规范，植入¢16mm剪切钢筋，植筋按梅花形分布，间距250mm，植筋与桩周垂直。承台底面以桩中心为圆心的¢1400mm圆周上（离桩侧面100mm处）植一圈¢20mm连结钢筋，植筋与承台底面垂直，周向间距200mm。
（4）钢护筒安装
钢套筒按设计及现场实际探查的数据，预先在工厂加工成形，钢护筒运至施工现场外层应涂刷高性能防腐涂料做防腐处理。钢套筒采用水下拼装，首节钢模拼装前应将钢模放置部位的河床面清理平整，然后将两块钢模用手动葫芦放至桩基边，潜水员用高强防锈螺栓将钢模分段连接成型。由潜水员用高压水枪冲刷清理钢套筒内泥浆及桩身，经潜水员检查泥浆和桩身清结后，及时灌注封底混凝土，达到一定强度后，再拼装上一节钢套筒，将拼装好的上下钢套筒用高强螺栓纵向连接。按顺序安装适量节数钢套筒至承台底面。此外，施工中还应严格控制钢模的垂直度，确保钢模与原桩基间距为20cm。
（5）混凝土的泵送和灌注
使用由实验室确定的高性能混凝土配比，水下混凝土标号C20，混凝土采用商品混凝土掺微膨胀剂、早强剂利用泵车泵、导管输送至预设的灌注管，水下混凝土应具备高流动性及抗氯离子腐蚀性，砼施工应连续进行。导管底部至底模应有0.1～0.15m的空间，施工过程中应注意观察模板是否发生偏位或漏浆，如有发生应及时纠偏或封堵。套筒内可在其上预埋钢筋，以加强与砼之间的连接。（见桩外包混凝土施工示意图）
（6）回填块石1～2米护桩
大桥桩基础施工及质量控制 篇4
该大桥上部构造采用7m~40m预应力T形梁, 共35片, 交角90°, 桥长28.00m, 下部构造采用柱式墩、柱式台, 基础采用天然扩大基础和桩基础。
2 现场及施工准备
2.1 技术准备
配备符合精度要求的测量仪器 (全站仪) , 由具备丰富经验的技术人员组织测量队, 对设计单位提交的所有控制桩点及水准点高程进行复测, 并与相邻的结构物、路基进行贯通, 并将测量结果报监理工程师批准。施工中的主要测量工作有:桥梁的平面和高程控制测量, 测量控制桩点的埋设及保护, 汇总测量原始资料, 整理测量成果, 报送监理和立档保存。组织工程技术人员熟悉设计文件和设计标准, 并对施工人员进行详细技术交底。配齐施工技术规范、验收评定标准及各种报表, 建立技术档案。
2.2 临时便道
本着经济使用、少占耕地的原则, 在原有小道基础上扩修施工便道, 并修筑沿桥方向的纵向便道和沿基础方向的横向便道, 满足材料运输、施工及生活需要。
2.3 施工放样
在审核设计图纸的基础上, 依据构造物测量控制网资料和基础平面布置图, 测量队放设墩台中心点, 技术员根据中心点引出墩台轴线, 经监理复查合格后方可施工。
3 桩基础施工方法
该工程地质情况自上而下分别为卵石土层、碎石土层、中风化角砾岩等。根据地质情况和现场施工条件, 桩基础采用人工挖孔配合小型松动爆破进行施工。
3.1 放线、定桩位及高程
结合建造物测量控制网的具体的资料和桩位的设置图, 对高程基准点和桩位的控制网进行测量, 将桩位的中心准确的标出, 各个桩位的线定好以后进行检查, 满足规范要求以后方能开挖。
3.2 开挖第一节桩孔土方
在开挖桩孔的过程中, 一定要逐层按照从上到下、有中间向周边扩挖的顺序进行开挖, 同时控制好桩孔截面的有效尺寸。
3.3 支护壁模板
护壁的模板选用可以周转重复使用的模板, 两模板间使用扣件和卡具连接牢固, 模板的内支撑是角钢制作的钢圈, 确保内支撑将模板顶紧。
3.4 浇筑第一节护壁砼
支好护壁模板以后对其进行检测, 满足要求后才能浇筑混凝土, 混凝土采用人工浇筑, 振捣密实, 混凝土的强度达标以后模板才能拆除。
3.5 检查桩位 (中心) 轴线、标高
在地面上设十字控制网、基准点, 将桩控制轴线、高程测量放样到第一节护壁上, 每节以十字线对中, 吊线锤作中心控制, 用尺杆找圆周, 以基准点测量孔深。
3.6 架设垂直运输架
完成第一节桩孔以后, 开始架设垂直运输架在桩孔口上方, 在搭设的过程中一定要确保搭设的稳定、牢固。
3.7 安装提升设备、通风机等
对提升设备进行安装时, 一定要确保桩孔中心与吊桶钢丝绳中心重合。在桩孔挖到一定深度时, 为避免有毒气体的危害, 需要及时的对井下通风。
3.8 开挖第二节桩孔土方
从第二节开始利用提升设备运土, 吊桶到达孔的上方时, 移动活动安全盖, 然后将已经装有土的吊桶放下, 待桩孔挖深满足要求以后, 对孔壁进行修整, 确保孔壁垂直平顺。
3.9 先拆第一节、支第二节护壁模板、放附加钢筋
护壁模板采用拆上节支下节依次周转使用, 模板上口留出高度为100mm的砼浇筑口。
3.1 0 浇筑第二节护壁砼
砼用吊桶运送, 人工浇筑, 人工插捣密实。
3.1 1 逐层往下循环作业
将桩孔挖至设计深度, 检查地质情况, 桩底应支承在设计规定的持力层上。挖孔时, 应注意施工安全。提取土渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等机具, 应经常检查。井口围护应高出地面200mm~300mm, 防止土、石、杂物落入孔内伤人。
3.1 2 孔底清渣
在爆破挖孔桩时, 孔底需要预留一定的厚度, 其厚度控制在20cm~30cm, 用风镐, 配合人工凿除至设计标高, 同时将松散石渣、淤泥等拢动软土层清理干净, 方可灌注混凝土。
3.1 3 检查验收
桩终孔时取样检查地质情况, 桩底必须支承在设计规定的持力层上。放检孔器检查孔径, 并用测绳检查孔底标高, 应符合设计或变更后终孔标高, 用吊线锤检查孔壁垂直度。自检合格后报监理验收并做好施工记录。
3.1 4 钢筋笼的制作和吊放
桩基钢筋笼一般采用分节制作, 钢筋笼制造做到一直一圆一匀, 即主筋直, 箍筋圆, 螺旋筋匀。钢筋在制作前先进行调直、除锈, 并进行取样试验, 保证合格的材料用于本工程。在钢筋加工场集中分节制作, 焊接、绑扎成型。
钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》 (GB1499-98) 规定, 并应满足设计文件的要求。钢筋外观要求无裂纹、起皮、锈坑、死弯及油污等。钢筋有出厂合格证, 并分别作拉弯复检试验。钢筋笼根据桩长分节, 分段在钢筋棚加工, 保证接头不超过总截面的50%。钢筋接头必须错开布置, 在任意焊接接头中心至长度100cm范围内同一根钢筋不得有两个接头。钢筋笼主筋与加强箍筋间点焊焊接, 以保证笼体的刚度。钢筋保护层的设置除按设计要求, 在主筋上对称焊钢筋耳环外, 同时预制直径100mm, 长50mm的圆柱体砼保护层块, 在圆柱体的中心设Φ12mm的孔洞, 在绑扎笼体时将砼保护层块对称穿在箍筋上, 每隔2m布置一层, 每层4个。
钢筋笼用吊车起吊安装, 在运输和起吊中, 要保证钢筋笼不变形, 起吊时采用两点吊法, 并设置钢筋笼的内撑。在吊起后, 准确对位, 平稳下放, 如发现有弯曲要立即调直, 当进入孔口后, 将其扶正慢慢下降, 严禁摆动碰撞孔壁。直至下到设计标高, 同时要保证钢筋笼中心位置符合设计要求。
钢筋笼的固定, 在其顶端用钢筋支撑加固, 加固系统对准中线, 防止灌注砼时钢筋笼上浮、倾斜和移动。桩基钢筋笼骨架底面高程一般控制在±50mm范围以内。
桩基钢筋骨架的允许偏差
3.1 5 灌注桩身混凝土
钢筋笼就位经检查合格, 清除孔底积水后, 即可灌注桩身混凝土。砼运至灌注地点时, 应检查其均匀性和坍落度等, 如不符合要求, 应进行第二次拌和, 第二次拌和后还不符合要求时, 不得使用。灌注混凝土时使用串筒, 串筒末端离孔底高度不得大于2m, 以避免分散落下发生离析, 影响桩身强度。当倾落高度超过10m时, 应设置减速装置。桩顶或承台、连系梁底部3m以下灌注的混凝土, 可依靠自由坠落沉实, 不必再用人工振捣, 在此线以上灌注的混凝土应以振捣器震实。
4 质量保证措施
4.1 质量保证体系
为创优质样板工程, 从组织上确保工程优质、安全、高效地建成, 特别组建一支对公路工程测量有着丰富经验的测量队, 采用GPS进行导线点复测。建立工地试验室, 负责各项试验工作;施工技术部负责对施工图纸、技术资料、设计变更、工程测量和施工记录的控制和管理;质量工程师负责工程质量的监督、检查、评定工作;计划统计部负责施工计划、进度统计、验工计价等工作;财务室负责资金调配、财务管理确保工程正常进行;物资设备部负责工程所需物质及地方材料的采购供应、负责施工机械设备管理使用、维修保养及施工用电的保障;安全监察站负责施工项目的安全工作。
4.2 质量保证措施
认真推行ISO9002质量体系标准化管理, 使本工程质量管理走上标准化、程序化、规范化、科学化管理道路。每项工程开工前, 认真核对设计文件、图纸, 做到对业主负责, 对自已负责, 确保施工无误。
依照ISO9002质量体系, 认真编制本合同《工程项目质量计划》和《各分项工程工序作业指导书》。施工过程中坚持做到按照程序操作施工, 杜绝盲目施工, 消除隐患于事先, 确保工程质量目标实现。认真做好技术交底工作, 主要技术问题及主要分项工程, 实行项目专业工程师给施工队主管工程师交底、施工队主管工程师交给班组长交底、班组长给一线施工员工交底的分级技术交底制度。成立测量小组, 负责施工中测量工作, 坚持换手复测制度。
加强施工过程中质量管理, 推行现场标准化作业, 切实搞好“三检一评活动”, 建立内部质量监督机构, 严格隐蔽工程和其他工程项目的检查签证工作。实行工序逐级签证制, 上道工序未经签证, 不准进行下道工序施工, 每一道工序必须经监理签认, 对未经监理工程师检查、签认的工程不得进入下一步工序施工。
5 结论
综上所述, 影响大桥桩基础施工质量的因素有很多, 施工人员在施工的过程, 一定要针对以上出现的问题采取有效的措施, 尽量减少类似的不良状况的出现。同时施工的过程中做到层层把关严格控制, 加强质量的控制。
参考文献
[1]皇甫熹, 刘小方.东海大桥打入桩基础耐久性研究与应用[J].世界桥梁, 2004 (S1) .
北河大桥桩基施工组织与质量控制 篇5
湖北省谷竹高速公路是国家和湖北省规划的重大交通建设项目, 全长226.454km。该桥跨越汉江支流北河, 桥梁全长546.08m, 墩台采用摩擦桩基础。
2 施工组织
该桥位主要被第四系冲洪层粉质粘土及砾砂、卵石覆盖, 下伏基岩为第三系大仓房组砂岩, 桥位节理较发育, 无滑坡及崩塌, 无大的断裂通过, 风化岩岩体较完整。河中心以北桩基76根, 其中河床内28根, 河中心以南桩基44根, 其中河床内20根。2010年10月进场时, 正值枯水季节。根据以上地形及地质条件, 进行如下组织:
2.1 施工方法。采用冲击钻孔的施工方法。
2.2 施工顺序。
在北河以南上游围堰, 北河以北开挖引沟流水, 先施工北河以南桩基, 后施工北河以北桩基。为保证河床中墩柱在涨水之前浇筑完成, 均按河中向岸边施工顺序作业。
2.3 机械设备。
SZ75型搅拌机2台, 200KW发电机4台, IZ-6A型冲击钻机10台, 现代225型挖机2台, 50型装载机1台, 9M3砼运输车4台, 16t吊车1台。
2.4 材料及配合比。
水泥采用P.O42.5水泥;粗集料采用4.75-26.5mm碎石;细集料采用黄砂且符合Ⅱ区的中粗砂;钢筋采用热轧带肋钢筋;砼强度采用C30, 配合比为水泥:砂:碎石:水=450:716:989:225, 水灰比0.5。
2.5 工期控制。全桥120根桩, 采用10台钻机, 施工天数需84天, 考虑天气和设备故障等影响, 工期控制为5个月。
2.6 施工工艺。
采用钢护筒泥浆护壁, 冲击钻机成孔;钢筋笼在钢筋加工场内制作, 用16t吊车吊放;砼在拌合站集中拌和, 砼灌车运输, 采用导管灌注。施工顺序如下:平整场地、桩位放样、护筒埋设、钻机就位、钻孔、终孔检查、清孔、安装钢筋笼、灌注砼、拔除钢护筒、清理桩头。
3 主要工序质量控制
3.1 桩位质量控制。
桩位放样不准或在施工中造成孔位偏位, 会使钢筋笼无法按设计要求安放到位, 导致墩柱钢筋与桩基钢筋连接错位。桩位严重偏位必然造成质量事故, 必须高度重视桩位放样精度, 并在施工中控制好孔位使之不偏位。一是控制桩位。根据设计图用全站仪进行桩位精确放样, 在桩中心位置钉以木桩, 并设护桩, 确保在施工中随时检验桩孔的偏位, 并妥善看管, 确保不移位不丢失。二是控制护筒埋设平面位置。护筒用钢板加工而成, 厚度4~8mm, 其内径比设计桩径大40cm, 护筒中心做到与放样木桩中心重合。三是控制护筒的埋设深度。埋设深度不小于2.0m, 其高度满足孔内泥浆面高度要求且护筒上口高出地面0.3m, 防止杂物落入孔内。四是保证护筒埋设牢固。护筒下端处于砂砾石中, 为确保护筒稳定牢固及护筒底口处不因渗漏而塌方, 采用换填40cm粘土, 并将粘土分层夯实, 外侧也用粘土挤紧夯实。五是加强护筒埋设后质量检查。确保护筒中心与设计桩位中心的偏差≤5cm, 并且保持护筒垂直、稳固。对护筒标高进行测量并作记录, 以此标高计算孔深。如发现护筒下沉, 必须重新测量护筒标高, 重新计算孔深。六是控制钻机位置。钻机就位时做到钻机安装稳固、水平, 钻机底座处夯实。确保钻塔滑轮槽缘、钢丝绳、桩位中心三者在同一铅垂线上, 护筒中心和桩位中心在同一铅垂线上, 在钻进过程中随时观测钻孔垂直度, 发现偏位, 及时调整。
3.2 泥浆指标质量控制。
泥浆指标控制关系到孔缩颈或坍孔, 在现场抽查进行试验检测, 根据土层情况适当进行调整。泥浆相对密度控制在1.2~1.4;泥浆稠度控制在22~30Pa.s;泥浆含砂率芨2%;泥浆胶体率芏95%;泥浆失水率芨20ml/30min;泥浆泥皮厚芨3mm/30min。
3.3 清孔及沉渣厚度质量控制。
孔深达到设计要求后, 对孔的中心位置、孔径、倾斜度等进行检查, 符合要求后立即进行清孔, 清除钻渣和沉淀层。清孔过程中始终保持孔内原有水头高度高出地下水位1.5~2.0m, 防止塌孔, 并使水头高度低于护筒顶30cm。清孔后的泥浆指标:相对密度1.03~1.10;粘度17~20Pa.s;含砂率<2%, 胶体率>98%;沉淀厚度芨20cm。在灌注砼之前, 若达不到上述要求, 立即进行第二次清孔。
3.4 钢筋笼安放质量控制。
钢筋笼安放位置影响墩柱钢筋准确对接, 否则会使墩柱偏心受压或预制梁板无法按设计图纸安装就位。必须做好技术、安全交底, 加强施工人员责任心;采用透水性且强度较高的材料填筑护筒施工平台, 防止机械维修平台碰撞护筒或钢筋笼吊架, 造成钢筋笼偏位;对护筒顶高于钢筋笼顶很多导致钢筋笼被泥浆淹没的桩位, 采用四根钢筋接长至护筒顶部, 校核桩位中心是否与钢筋笼中心重合, 重合后, 在护筒顶设置环形筋, 并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于护筒和钢筋笼接长筋上。
3.5 灌注砼质量控制。
一是防止首批砼数量不足。根据设计桩径、导管管径、《桥规》埋置深度不小于1m及导管底离孔底0.3~0.4m等要求计算首批砼的数量, 首批砼数量按《桥规》要求计算;二是防止钢筋笼上浮。除采用钢筋笼定位措施外, 在砼灌注过程中, 当砼顶面上升到距钢筋笼底部1m左右时, 放慢浇筑速度, 减少砼上升的动能作用;当砼顶面上升到钢筋笼底部4m以上时, 提升导管, 使其底口高于钢筋笼底部2米以上时再恢复到正常浇筑速度;三是防止因漏管、堵管、脱管、卡管造成断桩。防止漏管, 在灌注砼前对导管做水密性检验及接头抗拉试验, 对满足要求的导管进行编号, 防止导管接头渗漏造成断桩。防止堵管, 拌和前, 配备满足桩孔在规定时间内砼灌注完毕的机具设备, 并配备一台备用搅拌机作应急之用, 保证砼连续搅拌不得中断;拌和时严格按设计配合比配制, 经工地现场调试并进行调整后在拌和站集中拌制砼;砼灌车在运输过程中确保无离析、泌水现象;砼拌合物运至灌注地点时, 检查其均匀性和塌落度, 如不符合要求 (塌落度控制在180~220mm) , 禁止使用;灌注前, 将导管内壁和表面粘附的灰浆和泥砂冲洗干净;灌注中, 在首批砼落入导管后, 灌注过程要紧凑、连续地进行, 中途不停顿, 做到灌注时间不超过首批砼初凝时间。防止脱管。灌注中, 始终保持导管的埋置深度控制在4~6m, 并随时用测绳测探桩孔内砼的位置, 及时调整导管埋深, 避免盲目提升导管, 形成断桩。防止卡管。导管采用16t吊车吊放, 吊放过程中做到稳步沉放, 使位置居孔中央, 轴线顺直, 防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。
4 存在的主要问题及处理措施
在施工中出现了质量通病, 表现为堵管和钢筋笼偏位。21~1#桩钢筋笼偏位20cm, 严重超过了施工规范要求。根据现场施工情况分析, 认为是在施工过程中由于机械维修平台时碰撞悬吊钢筋笼的枕木引起。在下凿2m米后经测量钢筋笼偏位在规定范围内;18~1#桩在距桩顶部3m处断桩, 分析认为主要是堵管造成的。对2根桩进行了接桩处理, 措施是:人工用空气压缩机凿除砼至断桩或钢筋不偏位处, 并深凿0.5m, 在原钢筋笼内部植入同型号主筋后, 将钢筋表面附着砼清净, 清扫砼面小块砼及沙粒, 用高压水枪冲洗干净, 并用棉纱将表面积水和细小石粉清净, 然后浇筑比原砼高一级标号的砼。
5 施工体会
钻孔灌注桩的整个过程属隐蔽工程项目, 质量检查比较困难, 要保证桩基的施工质量, 必须选择熟练的施工队伍;必须配足满足施工能力的机械设备;必须控制好砼配合比、坍落度、均匀性;必须增强施工人员的责任心;必须加强现场管理, 精心组织、严格操作。
结束语
北河大桥桩基施工采用上述施工组织和质量控制措施, 通过声波透射法检测, Ⅰ类桩占98%, 没有发生质量事故, 质量、工期控制达到了预期的目标。
摘要：湖北省谷竹高速公路北河大桥墩台基础施工采用了钻孔灌注桩。通过北河大桥桩基施工实践, 阐述了桩基施工工艺、施工组织、质量控制措施。
关键词：桩基施工,组织,质量控制
参考文献
某大桥岩溶地区桩基施工技术研究 篇6
某大桥全长600.50m, 设有20个墩 (台) , 70根桩, 桩基均为柱桩, 嵌入弱风化灰岩。根据设计地质钻探资料显示, 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、大型溶洞, 以充填溶洞为主。
2 施工方案
由于桥址所处地质岩溶发育, 溶洞充填物为少量砾石及粘性土, 所以钻孔施工过程中容易出现漏浆、塌孔、卡钻、掉钻等事故, 造成施工困难, 所以在施工中必须熟悉各孔位处的具体地质情况, 选择合适的施工方法, 以保证施工安全和顺利的进行。
2.1 施工前注浆处理
根据设计地质资料, 在桩基钻进前对有溶洞的孔位进行注浆处理。对于无填充物的岩溶空洞先用级配密度达到90%以上的砂石进行回填, 然后往回填的级配砂石中压注水泥-水玻璃浆液, 使回填的砂石进一步密实;对于有填充物的岩溶空洞直接往填充物内压注水泥-水玻璃浆液, 使充填物土体密实。水泥-水玻璃浆液的配比按设计要求参照现场压注效果而定。压注浆液时压力不宜太大, 应控制在0.5MPa～1.0MPa范围内, 具体压力值应由现场试验确定。压浆时为了防止浆液流失太远造成浪费, 采用间歇注浆方式, 使得先注入的浆液初步达到胶结后再注浆, 循环注浆多次注完一个孔后, 继续对其余孔注浆, 后注浆的压力必须提高, 最后封孔。
2.2 施工准备
注浆工作完成后, 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, 泥浆池应尽量能满足储备单根桩的泥浆量, 并在附近备好漏浆回填所需的黏土、片石、水泥, 以便漏浆时能迅速补给避免孔内发生大面积坍塌。
2.3 钻机选择
桩基成孔目前常用方法有人工挖孔, 回旋钻机成孔, 冲击钻进成孔 (图1) 。
(1) 人工挖孔:无需钻孔设备, 造价低, 灵活方便, 但局限性大, 只适合于无水或地下水量不大, 孔深较浅, 岩溶发育强度较弱的情况下采用。 (2) 回旋钻机:成孔速度快、清孔快, 护壁效果好。但钻头提起较慢, 漏浆后容易埋钻, 穿过溶洞时容易偏孔。适用于黏性土、砂类土、含少量砂砾石的土。 (3) 冲击钻机:钻头提起快, 纠偏孔容易。但穿过溶洞时容易卡钻, 过黏土层容易糊钻。适合于所有岩层。综合分析本桥地质情况, 经比选, 采用冲击钻机成孔, 对溶洞的处理也较方便。
2.4 护筒埋设
一般桩位, 护筒长度达到2.0m即可, 位于河沟边缘或河道内的护筒须穿过河沟基床, 对塌孔回填后重新开钻的桩, 护筒长度应相应加长, 埋设护筒时护筒外缘应用黏土回填密实。
2.5 泥浆制备
泥浆一方面起到护壁作用, 另一方面起到浮渣作用, 针对该桥位处岩溶地质的特殊情况, 泥浆密度应适当加大。在钻进过程中, 由于存在溶洞和溶蚀, 泥浆极易流失, 应及时补充, 并采取必要的措施。
2.6 成孔
开始钻孔时, 应采用小冲程, 使成孔坚实、竖直、圆顺, 对继续钻孔起到导向作用。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2.0m～3.0m为宜。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, 应投黏土并掺入小片石, 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会存在斜面开孔问题, 因此必须采取相应措施。
2.7 成孔过程中泥浆流失导致塌孔处理措施
当钻进遇到较大的溶洞时, 孔内护壁泥浆会因为溶洞的原因造成部分或者全部流失, 而此时仅采取回填黏土和片石的方法又无法及时补充泥浆, 随着孔内泥浆的流失, 上部非岩石层孔壁会在周围地下水的作用下迅速坍塌, 造成埋钻等事故, 针对上述问题, 须采用必要的措施。
(1) 钢护筒跟进:开孔后, 采用直径大于设计值10cm的冲击钻头钻进, 随着钻进的进行, 在泥浆护壁的同时, 跟进直径大于设计值5cm的钢护筒护壁。在遇到溶洞发生泥浆流失时, 上部孔壁会因为钢护筒的护壁作用免于塌孔, 然后再往孔内回填黏土和片石, 小冲程冲击, 封闭溶洞。但该方案在现场操作的过程中, 在钻孔深度超过1 0 m时, 钢护筒跟进较为困难。 (2) 灌注水下混凝土:开孔后, 采用直径大于设计值50cm的冲击钻头钻进, 钻进的过程中, 调整好孔内泥浆的比重。当钻进至进入岩石层1m时, 采用水下混凝土灌注工艺将桩孔灌注至孔口钢护筒下缘位置, 待混凝土强度达到一定要求后, 采用设计直径的冲击钻头二次钻进, 在二次成孔的同时, 上部非岩石层周边形成20cm厚的混凝土护壁。
2.8 清孔
在钻进至距孔底设计标高10cm时开始清孔, 第一次清孔时须清干净岩样, 待下完钢筋笼后进行二次清孔, 二次清孔要做到快速, 以能感觉到孔底岩石为准。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。
2.9 安装钢筋笼
清孔完成后, 要迅速进行钢筋笼的安装。钢筋笼的制作应符合设计及相关规范的要求, 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。
2.10 灌注水下混凝土
水下混凝土应连续灌注, 不得中间停顿。岩溶地区水下混凝土的灌注数量一般超过设计量较多, 对此, 应加大首盘混凝土数量;灌注过程中加大导管埋深, 灌注时勤于量测混凝土面高程, 对灌注过程中混凝土面出现的缓慢下降要有准确的判断;灌注时, 应加大混凝土的灌注高度, 避免在灌注完成导管拔出后混凝土面下降造成短桩, 确保成桩质量。
3 结语
梅花店乾佑河大桥桥位处地质情况复杂, 施工前通过仔细研究设计地质资料, 分别采取了高压注浆、抛填黏土加片石、混凝土护壁等措施, 很好的解决了施工过程中出现的问题, 并在施工过程中不断的总结和调整施工方案, 保证了钻孔及混凝土灌注的顺利进行。
摘要：某特大桥桩基施工区域地质条件复杂, 地层上部为人工填筑粗角砾土、粗圆砾土及卵石土, 下部为弱风化灰岩, 岩石节理裂隙强烈发育, 溶洞和溶蚀较多、较大且多层分布。在桩基施工过程中经常出现卡钻、掉钻、串孔、护壁泥浆流失, 造成护壁坍塌或孔口塌陷等现象。针对出现的不同情况采用提前高压注浆处理、回填材料填充、护筒跟进、水下灌注混凝土等不同的施工方法, 使得钻孔顺利进行, 混凝土灌注数量及质量得到有效控制。
关键词：岩溶地质,注浆,钢护筒,桩基,施工
参考文献
[1]刘永平.浅谈桩基施工中常见问题的处理[J].公路, 2008 (2) .
某特大桥钻孔桩基础施工方案研究 篇7
随着我国交通现代化建设的迅猛发展, 我国高速铁路建设取得了举世瞩目的成就, 当然, 随之发生的一些工程质量问题也引起了社会各界的高度重视。近几年国家对高速铁路工程建设项目也加大了管理力度, 从设计、施工、监理等各环节采取了相应措施, 但是, 目前高速铁路工程施工技术在一定程度上仍然存在值得注意之处。我国进入WTO以后, 铁路工程建设项目即也进入国际市场, 我们必须更加提高高速铁路工程的施工建设水平, 使其达到与发达国家高铁建设项目同等水平建设领域。
施工现场建立健全各项生产规章制度;落实定期学习、检查、分析制度, 确保各项制度建设严密、完整、有序。其主要有施工进度控制措施、施工过程质量控制措施、安全及文明施工措施、环境保护措施。加强对施工人员的文明施工宣传, 加强教育, 统一思想, 使广大干部职工认识到文明施工是企业形象、队伍素质的反映, 是安全生产的保证, 增强现场管理和全体员工文明施工的自觉性。这些都是良好的施工建设方案的要点。本文在此基础上, 结合了某特大桥工程, 对如何安排钻孔桩基础施工建设方案做出了研究。
2 施工前的组织安排工作
2.1 建设总体目标
坚持以科学发展观为指导, 全面落实和谐铁路建设要求, 牢固树立铁路建设新理念, 以标准化管理为主线, 以打造精品工程、安全工程为目标, 全面落实“安全、质量、工期、投资、环保水保、创新六位一体”的管理要求, 充分调动我单位的积极因素, 确保高标准、高质量、低成本地完成该客运专线建设任务。
2.1.1 质量目标
1) 按照验收标准, 各检验批、分项、分部工程施工质量检验合格率达到100%, 单位工程一次验收合格率达到100%;争创部优工程。
2) 在合理使用和正常维护条件下, 桥梁工程结构的施工质量, 满足不少于100年设计使用寿命期内正常使用维护时的运营要求。
2.1.2 安全生产目标
杜绝重大施工安全事故、无重大交通责任事故、无重大火灾事故;职工年轻伤率控制在3‰以内;年重伤率控制在0.5‰以下。
2.1.3 环保、水保、节能目标
环境污染控制有效, 土地资源节约利用, 工程绿化完善美观, 节能、节材和水保措施落实到位, 努力建成一流的资源节约型、环境友好型客专铁路。
2.2 管理组织机构
组织机构:根据项目部施工任务划分, 设置作业队分别负责不同方向的施工, 对日常工作进行全面管理和日常的工作安排和施工进度的控制。
2.3 总体施工安排和主要阶段工期
遵循“高标准起步, 严施工组织, 强过程控制, 创精品工程”的建设方针, 贯彻“统筹安排、科学组织, 重点先行、分段展开、均衡生产、有序推进”的组织原则, 桥梁施工前做好征地拆迁工作、系统策划合理布局, 统筹安排。
3 某大桥钻孔桩基础施工方案
钻孔桩的施工做到合理组织, 即成即灌注的原则。
钻孔桩施工前需平整场地, 挖设泥浆池等后进行施工。
钢筋笼由钢筋加工厂集中制作, 现场吊装。混凝土由拌和站集中搅拌, 混凝土输送车运输, 导管法灌注混凝土。
3.1 施工准备
1) 定位
场地在旱地时, 按要求将施工场地整平, 清除杂物, 换除软土夯打密实。现场放线定出桩位, 做好桩位的轴线标记和桩位的测量放样, 并进行复核报验, 作出复核记录, 经复核确认桩位的轴线正确无误, 开挖探槽探明无管线埋在地下时, 方可埋设护筒。
2) 护筒埋设
埋设的钢护筒内径比桩径大40cm, 护筒顶面在旱地或筑岛时高出施工地面0.5m。护筒埋置深度符合下列规定:粘性土不小于1m, 砂类土不小于2m。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒, 坑底应整平, 护筒中心与钻孔中心位置重合, 在护筒四周回填粘土并分层夯实, 夯填时要防止护筒偏斜护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm, 倾斜度不大于1%。
3) 泥浆制拌
泥浆性能指标, 应按钻孔方法和地质情况确定并应符合下列规定:
泥浆比重:冲击钻机使用管形钻头钻孔时, 入孔泥浆比重为1.1~1.3;冲击钻机使用实心钻头钻孔时, 孔底泥浆比重砂粘土不宜大于1.3, 大漂石、卵石层不宜大于1.4, 岩石不宜大于1.2。反循环旋转钻机入孔泥浆比重可为1.05~1.15。
4) 钻孔
(1) 安装钻机前, 底架垫平, 保持稳定, 不得产生位移和沉陷。钻机顶端用缆风绳对称拉紧, 钻头或钻杆中心与护筒中心偏差不得大于5cm。
(2) 开孔的孔位必须准确, 使初成孔壁竖直、圆顺、坚实。
(3) 钻孔时, 孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.5~2.0m。在冲击钻进中取渣和停钻后, 及时向孔内补水或泥浆, 保持孔内水头高度好泥浆比重及粘度。
(4) 钻孔时, 起、落钻头速度宜均匀, 不得过猛或骤然变速, 孔内出土不得堆积在钻孔周围。
(5) 钻孔作业连续进行, 因故停钻时, 将钻头提离孔底5m以上, 将钻头提出孔外, 孔口加护盖。钻孔过程中每进尺1m检查并记录土层变化情况, 并与地质剖面图核对。钻孔到达设计深度后, 对孔位、孔径、孔深和孔形进行检验, 并填写钻孔记录表。孔位偏差不得大于10cm。
(6) 在碎石类土、岩层中采用十字形钻头;在砂粘土、砂和砂砾石层中采用管形钻头。冲击法钻孔, 钻头重量考虑泥浆的吸附作用好钢丝绳及吊具的重量, 使总重不超过卷扬机的起重能力。
(7) 开始钻孔时采用小冲程开孔, 待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后方可进行正常冲击钻孔。钻进过程中, 勤松绳和适量松绳, 不得打空锤;勤抽渣, 使钻头经常冲击新鲜地层。每次松绳量应按地质情况、钻头形式、钻头重量决定。
(8) 吊钻头的钢丝绳必须选用同向捻制、柔软优质、无死弯和无断丝者, 安全系数不少于12。钢丝绳与钻头间需设转向装置并连接牢固, 钻孔过程中经常检查其状态及转动是否正常、灵活。主绳与钻头的钢丝绳搭接时, 两根绳径相同, 捻扭方向必须一致。
(9) 钻孔工地设备用十字形钻头和管形钻头各一个, 检查发现钻孔钻头直径磨耗超过15mm时及时更换修补。更换新钻头前, 先检孔到孔底, 确认钻孔正常时方可放入新钻头。
5) 清孔及安装钢筋笼应符合下列规定
钻孔至设计高程, 经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后, 应即进行清孔。浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应满足设计要求, 设计无要求时:柱桩不大于5cm;摩擦桩不大于20cm。
清孔时及时向孔内加注清水或新鲜泥浆, 保持孔内水位。
清孔应达到以下标准:孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3mm颗粒, 泥浆比重不大于1.1, 含砂率小于2%, 粘度17~20s;浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度, 本桥桩基均为摩擦桩, 沉渣厚度不大于20cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。
清孔达标后应抓紧安装钢筋笼和浇筑水下混凝土。
柱桩在浇筑水下混凝土前, 应用射水或射风冲射钻孔孔底3~5min, 将孔底沉淀物翻动上浮, 射水或射风压力应比孔底压力大0.05MPa。
6) 水下混凝土灌注
(1) 钢筋笼制作、安装
钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊, 每一截面上接头数量不超过50%, 加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和安装, 符合规范要求。钢筋骨架的保护层厚度由耳朵形钢筋来保证, 按竖向每隔2m设一道, 每一道沿圆周设4个呈梅花型布置。
制好的钢筋笼必须放在平整、干燥的场地上, 存放时, 每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的方木, 每个钢筋笼节段上都要挂上标示牌, 写明墩号、桩号、节号。在运输的过程中避免使钢筋笼变形, 必要时采用人工抬运。
钢筋笼的材料、加工、接头和安装, 符合《客运专线铁路桥涵工程质量验收标准》, 钢筋笼主筋与加强箍筋必须全部焊接。钢筋笼吊装入孔后不影响清孔时, 在清孔前进行吊放。吊装时, 严防孔壁坍塌。钢筋笼入孔后位置准确、牢固定位, 平面位置偏差不大于10cm, 底面高程偏差不大于±10cm。
(2) 安装导管
导管采用φ300钢管, 每节2~3m, 配1~2节1~1.5m的短管。导管吊装前先试拼, 并进行水密性试验, 试验压力不小于孔底静水压力的1.5倍也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1.3倍。
导管接口应连接牢固, 封闭严密, 导管接头应清洁无杂物, 密封胶圈无破损老化, 同时检查拼装后的垂直情况与密封性, 根据桩孔的深度, 确定导管的拼装长度, 吊装时导管位于桩孔中央, 并在浇筑前进行升降实验。
(3) 灌注水下混凝土
混凝土拌和物运至灌注地点时, 应检查其均匀性和坍落度等, 如不符合要求, 应进行第二次拌和, 二次拌和后仍不符合要求时, 不得使用。混凝土的初存量应满足首批混凝土入孔后导管埋至深度大于1m。漏斗底口处必须设置严密、可靠的隔水装置, 该装置必须有良好的隔水性能并能顺利排出。
水下混凝土应连续浇筑, 中途不得停顿。并尽量缩短拆除导管的间断时间, 每根桩的浇筑时间在8h内浇筑完成。混凝土浇筑完毕, 位于地面以下及桩顶以下的孔口护筒在混凝土初凝前拔出。
在浇筑混凝土过程中, 测量孔内混凝土顶面位置, 保持导管埋深在1~3m范围。当混凝土浇筑面接近设计高程时, 用取样盒等容器直接取样确定混凝土的顶面位置, 保证混凝土顶面浇筑到桩顶设计高程1m以上。
7) 泥浆清理
钻孔桩施工中, 产生大量废弃的泥浆, 为防止对周围环境造成不利影响, 这些废弃的泥浆, 经沉淀处理后, 运往指定的废弃泥浆的堆放场地, 并做妥善处理。
8) 凿桩头及质量检测
凿桩头采用空压机及风镐配合施工, 先在桩头外露的钢筋上放出桩顶标高, 然后用风镐将桩头以上的部分凿除;凿除后, 桩头必须平整密实, 如出现松散的部分, 应充分凿去, 随后按设计要求采用低应变或超声波检测, 对质量有疑问的桩, 采用混凝土钻取芯样检验。
4 结论
钻孔桩基础是目前铁路混凝土桥梁施工中的一项重要技术, 如何安排合理的施工方案, 对于施工过程的优化和施工质量的保证具有重要的意义。本文结合了某大桥工程, 对该桥梁钻孔桩基础施工方案做出了详细的分析, 希望本文能为以后该方面的工作起到一定的指导作用。
摘要：随着我国经济发展水平的增长, 我国高速铁路建设对施工水平的要求越来越高, 其中铁路大桥施工技术是一个很重要的部分。本文总结本单位多年的施工经验, 结合某特大桥工程, 对铁路桥梁钻孔桩工程的施工方案进行了阐述。
关键词：铁路特大桥,施工技术,钻孔桩
参考文献
[1]铁道部.铁路桥涵工程施工安全技术规程.北京.中国铁道出版社.2009
弯腰树大桥右幅桩基冲刷加固设计 篇8
关键词：桩基,冲刷,高速公路,加固,设计
1工程概况
弯腰树大桥位于高原山区的斜坡地带,大桥横跨冲沟。全桥上部构造左幅桥分为4×30+5×30米两联,右幅桥分为4×30米一联。设计荷载:汽超-20,挂-120。桥面宽度组成:净-11.5+2×0.5m(护栏),桥面铺装采用8 cm厚现浇C50聚丙烯纤维混凝土垫层,10 cm厚沥青混凝土面层,防水混凝土。
冲刷沟沿该桥1#墩、2#墩之间穿过,上方接高速铁路修建的拦水坝,下方延伸至桥位下游山谷,冲刷沟最大宽度约25 m。右幅1#墩桩基处于冲刷范围内,右幅1#墩1#桩基冲刷深度2～4 m,2#桩基冲刷深度8～9 m。桩基附近有重大危险源,如大孤石、塌方等,且砂土、碎石皆有松散现象。
2冲刷沟形成分析
2.1冲刷沟测量
本桥1#墩2#桩基冲刷严重,冲刷深度为8～9m,采用徕卡全站仪对冲刷沟范围进行测量,同时为今后加固设计提供便利。
2.2形成原因分析
冲刷沟的形成主要原因是由于桥位上方地表植被破坏,导致地表土石层不稳定,且该桥处于多雨地区,降雨量较大,降雨冲刷桥位上方土石层,裹带了不稳定孤石、砂土的雨水加剧了桥位处冲刷沟的形成。
3加固施工工艺及要点
加固处治方法主要是沿冲刷沟冲刷线位置修建泄洪沟和在右幅1#墩上游修建防撞墩,主要施工步骤详细说明如下:
3.1桩基冲刷沟回填
桩基冲刷处地基土回填前应首先进行放样,按泄洪沟底面高程进行回填。回填土应采用和原地基同类土,并分层夯实,必要时可采用洒水的方式进行密实处理。
3.2冲刷沟地基整平、重大危险源清理
在砌筑泄洪沟前,首先应按泄洪沟布置示意图,对地基进行整平,同时可对重大危险源进行清理,例如大孤石、潜在塌方等,其中大孤石危险源应妥善处理,禁止置于桥位上方,且应防止对其它建筑物造成危险。
3.3修建泄洪沟及防撞墩
泄洪沟修建前应根据实地情况进行放样,可按冲刷后地面线坡度进行设置。泄洪沟在出水端口处设置跌水坝,防止雨水对泄洪沟基地冲刷;沿冲刷沟平坦处修建泄洪台,降低水流速度并防止泄洪沟纵向滑移。
4加固效果分析
4.1加固前桩基验算
1)模型的建立
对右幅1#墩使用有限元法进行受力分析,采用桥梁专用分析计算程序MIDAS CIVIL建立计算模型。模型共57个节点,56个单元。
2)主要材料
(1)混凝土:盖梁和桥墩采用C30钢筋混凝土;桩基础采用C25混凝土。
(2)钢筋:盖梁、桥墩和桩基础采用Ⅰ级和Ⅱ钢筋。
3)计算荷载
(1)自重:混凝土容重取26 kN/m3,MIDAS程序
按墩柱实际截面自动计算自重。
(2)上部结构自重引起的支反力和汽车荷载
由本桥桩基检测结果可知:1#墩墩柱整体纵向向小桩号侧偏移,1#柱纵向偏位5.3 cm,2#柱纵向偏位5.4 cm;1#墩墩柱整体横向向右侧偏移,1#柱横向偏位1.4 cm,2#柱横向偏位1.5 cm。
上部结构自重产生的绕纵向弯矩为59.8 kN·m,绕横向弯矩为219.27 kN·m;汽车荷载产生的绕纵向弯矩为25.06 kN·m,绕横向弯矩为91.89 kN·m。
(3)汽车制动力、支座摩阻力、风荷载
根据规范规定:
考虑同向行驶两列车的情况,计算得到1#墩墩顶汽车荷载制动力为110 kN。
计算得到支座摩阻力为239.2 kN。
设计基本风速值取25.6 m/s,计算得到墩身横桥向风荷载为18.14 kN,墩身顺桥向风荷载为12.70 kN,主梁受横桥向风荷载对桥墩产生的横向力为31.62 kN。
4)稳定性验算
对桩基及盖梁整体结构进行稳定性验算,其一阶屈曲分析结果计算可知,实际状态下该桥一阶失稳发生在顺桥向,失稳系数为7.12,该墩柱还能保持一定的稳定性。
4.2加固后桩基验算
采用回填地基土的方式对桩基冲刷处进行回填。由于现场检测发现1#墩1#桩基冲刷深度2～4m,2#桩基冲刷深度8～9 m,故在模拟桩基的桩土效应时,对1#墩1#桩桩顶5 m范围内和1#墩2#桩桩顶10 m范围内的桩土效应,应通过对桩基础各节点定义节点弹性支撑来模拟桩土效应。
由于1#墩墩柱存在横向和纵向偏移,故在模型中添加上部结构自重引起的支反力和汽车荷载时,采用竖向集中力、绕顺桥向的弯矩和绕横桥向的弯矩共同作用在盖梁上的方式来计入墩柱偏位的影响。
通过MIDAS CIVIL对桩基及盖梁整体结构进行稳定性验算。
该桥一阶失稳发生在顺桥向,失稳系数为10.76,该墩柱设计稳定性较好。
4.3加固前、后桩基验算对比分析
桩基加固后失稳系数验算比加固前的失稳系数提高了1.5倍,使得桩基的安全性得到了一定的提高,说明桩基冲刷处地基土回填有效的提高了桩基的稳定性。
5结论
1)桥墩周围的冲刷现象,直接影响桥墩的稳定与安全,应及时对冲刷采取有效措施进行加固处理。
2)本桥1#墩处桩基冲刷严重,本文采取的桩基处冲刷沟回填,有效的解决了这一安全问题,使得桩基加固后失稳系数验算比加固前的失稳系数提高了1.5倍,有效的提高了桩基的稳定性。
3)针对本桥冲刷特点提出了相应的加固处治方法,包括桩基冲刷处回填、冲刷沟地基整平、重大危险源清理、修建泄洪沟及防撞墩,其中最主要的是桩修建泄洪沟、防撞墩。
4)本文采取的加固方法不仅对现有的桥墩冲刷病害提出了整治措施,更为后期预防措施做好了准备。
参考文献
[1]王国民.铜陵长江公路大桥桥墩冲刷与防护研究[A].第二十一届全国桥梁学术会议论文集(下册)[C].2014
大桥桩基 篇9
关键词：桩基,局部冲刷,潮流作用,韩海骞公式,冲刷深度
近年来, 随着我国交通事业以及海洋经济飞速发展, 更多的跨江跨海特大型桥梁得以兴建, 这些特大型桥梁部分桥墩一般都处于水流当中, 桥墩基础受到水体冲刷, 严重时还将影响到桥梁的结构安全, 因此桥梁的桩基冲刷状况须进行经常性的检测与评估, 本文以舟山大陆连岛工程中的金塘大桥桩基冲刷状况为依托, 研究和分析金塘大桥重点桥墩在遭遇300年一遇大潮时的不利床面高程。
1 工程概况
1.1 地理位置
舟山大陆连岛工程是国家高速公路网甬舟高速公路 (G9211) 的主要组成部分, 起自舟山本岛329国道鸭蛋山环岛公路, 经舟山群岛中里钓岛、富翅岛、册子岛、金塘岛至宁波镇海区, 与宁波绕城高速公路和杭州湾跨海大桥相连接。工程共建岑港大桥、响礁门大桥、桃夭门大桥、西堠门大桥和金塘大桥5座跨海大桥, 全长49.96km。金塘大桥是连岛工程的第五座也是最长的一座跨海大桥, 连接舟山市金塘岛与宁波市镇海区, 全长21.029km, 其中海上桥梁长18.415km, 由主通航孔桥、东通航孔桥、西通航孔桥、非通航孔桥、浅滩区引桥、金塘侧引桥、镇海侧引桥及接线工程组成。金塘大桥为双向四车道高速公路特大桥, 设计行车速度为100km/h, 地震基本烈度7度、最大波高为6.26m。主通航孔要求通航5万吨级海轮, 净宽544m、净高51m;东通航孔通航3000吨级油轮, 净宽121m、净高28.5m;西通航孔通航500吨级杂货船, 净宽126m、净高17m。大桥2005年11月开工建设, 2008年7月合拢, 工期约2年7个月, 2009年12月25日大桥正式对社会车辆开放。
金塘大桥位于杭州湾口南部宁波镇海新泓口至舟山金塘岛沥港之间, 横跨灰鳖洋, 桥长约18.5km, 地理位置见图1-a、图1-b。大桥所在海域平面形态呈喇叭型, 宽度从5km放宽到21km, 放宽率约为1∶1。该海域为杭州湾经金塘水道与外海域相通的潮夕通道, 涨潮流由金塘水道进入海区, 流向灰鳖洋、杭州湾;落潮流则由杭州湾、流经灰鳖洋海区, 纳入金塘水道。
1.2 大桥海域地形地貌
大桥所在灰鳖洋海域, 下与金塘水道连接[1], 该海域的地形地貌见图1和图2-a。金塘水道窄而深, 狭窄处宽度约为3km, 平均高程-50m, 最低高程可达-110m。出金塘水道后, 沿西北方向海床渐渐抬高, 至灰鳖洋水域宽阔平坦, 高程仅-5~-8m, 深水区窄小, 且紧贴在大鹏山边缘, -10m等高线以下的宽度在大桥建之前约3km, 大桥建后因建桥引起普遍冲刷, 目前桥位断面附近-10m高程范围向西扩大46km, 深水区-12m以下的宽度仍约为3km。大桥海域地貌主要有潮流冲刷槽、边滩和水下浅滩。冲刷槽自金塘水道始, 在水道的西出口分成两股, 西股冲刷槽连接甬江出口外游山深潭;东股贴金塘山岸线向北伸展, 和大鹏山深潭贯通, 尖灭于大鹏山北端。海岸边滩主要存在于灰鳖洋西海岸新泓口一侧, 这一带边滩为粘土质粉沙, 宽度为1km至3km, 与杭州湾南岸庵东及海王山边滩形成一体, 是工程海域淤积的主要场所, 随着围垦的进行, 岸线和边滩逐渐外推。工程海域的水下浅滩发育于七里屿以北的灰鳖洋海域, 水深较浅, 地形平缓, 略有起伏, 为杭州湾湾口水下平原的一部分。由于当地经济的发展需要, 提高区域防潮能力, 大桥周边涉及到以下的3个围垦工程, 如图2-b图所示, 现罗列如下:
(1) 新泓口围垦工程。新泓口围垦工程位于杭州湾南岸出海口, 项目围涂面积约0.74万亩, 堤线由南、北隔堤和顺堤组成, 长度分别为1.2 km, 1.7km和3.5km。围涂工程于2006年2月28日开工, 2008年4月围堤合龙。
(2) 泥螺山北侧围垦工程。泥螺山北侧围垦工程位于新泓口围垦工程北部, 总面积1.88万亩, 堤线总长8.7km。泥螺山北侧围垦工程于2010年12月开工, 计划五年完工, 2012年2月28日项目组现场踏勘时, 围堤已出水。
(3) 新泓口东侧围垦工程。新泓口东侧围垦工程位于新泓口围垦工程东侧, 外侧顺堤西部基本沿-2m等高线布置, 并向东逐步过渡至0m高程, 拟围面积约3600亩。
2 局部冲刷计算
2.1 局部冲刷计算公式选择
金塘大桥设计使用年限100年, 除常规条件下桥墩局部冲刷安全外, 还需考虑遭遇不利潮流工况时的桥墩局部冲刷安全。因此, 首先必须研究潮流作用下桥墩的局部冲刷规律, 利用测量资料及数学模型推求设计条件下桥墩的可能最大局部冲刷深度, 通过与桥墩局部冲刷设计值的对比分析桥墩局部冲刷的状况。
由于潮流作用下的桥墩局部冲刷深度计算公式较少, 且适用的局限性很大;大量的局部冲刷深度公式为单向流冲刷工况, 不太适合在潮流的双向流作用下的强潮河口地区使用。因此, 通过比选, 本文采用通过量纲分析及多变量相关的方法得到的潮流作用下桥墩局部冲刷深度计算的韩海骞[2]公式, 可以用来估算金塘大桥不利条件下桥墩局部冲刷深度。该公式得到了包括金塘大桥在内多座大桥实测或物理模型试验资料的验证, 通过在杭州湾跨海大桥桥墩局部冲刷评估项目中的应用, 表明了良好的合理性和适用性。
公式如下:
式中:
hb为潮流作用下桥墩的局部冲刷深度 (含一般冲刷和局部冲刷) ;
h为全潮最大行进水深;
B为全潮最大水深条件下按水深加权的阻水宽度;
d50为河床泥沙的平均中值粒径;
k1为基础桩平面布置系数, 条带型k1=1.0, 梅花型k1=0.862;
k2为基础桩垂直布置系数, 直桩k2=1.0, 斜桩k2=1.176;
上式所有单位均以m、s计。
公式利用杭州湾跨海大桥在内的多座大桥的试验数据进行率定, 并经杭州湾大桥试桩、栈桥以及南岸滩涂上施工过程中桥墩的实测局部冲刷坑深度资料[3,4]以及汕头妈屿跨海大桥、江苏苏通长江大桥潮流作用下桥墩局部冲刷试验值进行验证, 见图3, 吻合情况均较好, 表明该公式可以反映在径、潮双向流、泥沙及桥墩等各因子作用下的桥墩局部冲刷深度。利用杭州湾跨海大桥2008年度六个代表墩不同季节涨急、落急时刻的相应条件计算局部冲刷坑深度, 并与实测值进行对比, 如图4所示, 除北通航孔主墩处由于施工等因素使其下部海床难以冲刷、实测冲刷坑深度明显小于计算值外, 其余各墩各季节的冲刷坑深度计算值均与测量值基本一致, 体现了公式的合理性和适用性。
河海大学张玮教授在“淤泥质海岸近海风电塔基局部冲刷计算研究”一文[5]的结论中明确指出经与胜利油田埕岛油田海上采油平台桩基局部冲刷实测资料比较, 认为韩海骞公式较为适宜用来计算淤泥质海岸潮流作用下的桩基局部冲刷深度, 推荐该公式进行计算。
据此可知桥墩在双向流作用下的局部冲刷深度主要与水流的行进流速和水深、桥墩的阻水宽度、河床泥沙的抗冲特性和墩形等参数有关[4]。以下为双向流作用下桥墩局部冲刷的一般规律:
(1) 冲刷坑深度随流速的增加而增大, 随着水流流速的增大, 水流的挟沙能力不断增强, 同时, 桥墩周围的马蹄形漩流相应增强, 桥墩周围泥沙起动概率增大, 桥墩局部冲刷坑深度相应增大。
(2) 冲刷坑深度随桥墩阻水宽度的增加而增大, 随桥墩阻水宽度增加, 桥墩两侧的水流加强, 桥墩局部冲刷坑深度相应增大。桥墩的局部冲刷坑深度还与墩台下桩群的布置型式有关。此外, 在杭州湾大桥及金塘大桥的设计中广泛采用了钢管桩, 根据受力要求, 钢管桩多按照不同角度设置为斜桩, 试验表明, 采用斜桩后的桥墩局部冲刷坑较灌注桩 (直桩) 深, 主要是由于斜桩阻水后, 部分本来向上的水流由于斜桩的导水作用转而向下, 使得下降流强度加大, 冲刷坑深度加深。
(3) 桥墩的局部冲刷坑深度随河床泥沙起动流速的增大而减小, 河床泥沙起动流速较大, 则抗冲能力较强, 桥墩局部冲刷深度因而较小, 反之则大。
2.2 金塘大桥桩基局部冲刷计算
根据公式 (1-1) 的简化形式, 变化后的设计局部冲刷深度与设计最大流速的变化相关, 如所示, 其中, h设为设计局部冲刷深度, h'设为流速变化后的设计局部冲刷深度, u设为设计潮周期最大流速, u'设为变化后的最大设计流速。根据二维潮流数学模型计算结果, 部分桥墩附近单宽潮量有所增加, 但同时水深也随之增加, 垂线平均流速略有减小, 可认为其流速基本不变, 从而设计局部冲刷深度基本不变。不受局部冲刷影响的地形高程取为桥轴线800m处的床面高程 (包含现状条件下的自然冲刷值) 。
重点桥E51、E16及G20在设计不利条件下, 估算床面冲刷高程计算结果列于表1。由表可知, 在大桥工程水域遭遇300年一遇设计大潮时, 所选择的3个重点桥墩的最不利冲刷高程可能会略低于设计床面高程值。但由表2中所示, 重点桥墩所在的整个桥梁段的平均富余深度均大于重点桥墩的富余深度, 可见所选择的重点桥墩所在的重点桥梁段冲刷高程基本包络在设计冲刷高程之内。
3 结论
本文选择了韩海骞的潮流作用下桥墩局部冲刷公式, 该公式得到了包括金塘大桥在内多座大桥实测或物理模型试验资料的验证, 并获得了相关专家的肯定, 在杭州湾跨海大桥桥墩局部冲刷评估中的应用也表明其良好的合理性和适用性。运用该公式复核了金塘大桥所选择的重点桥墩在遭遇300年一遇大潮时的不利床面高程, 所选择的3个重点桥墩的不利冲刷高程可能会略低于设计局部冲刷高程值, 但所在重点桥梁段的平均富余深度, 基本包络在设计冲刷高程之内, 不会对桥梁的安全运营造成影响。
参考文献