谈路桥桥梁桩基施工
2015-05-21
1、工程概况
以某工程大桥为例：桥位处地势平坦开阔，桥梁大部分位于水田上。桥区场地地层单一，下伏粉砂质泥岩，无不利岩体结构面；本桥受路线高程及被交道路净空控制设计，最大桥高13m左右，结合桥高和平面地形，设计采用7×25 m简支璨方案。全桥共设2联，在两岸台口及4号墩顶处设置伸缩缝，下部结构采用半幅双柱式桥墩、桩基础；后退岸桥台为柱式台、桩基础；前进岸为肋板台、桩基础。全桥桩基础按嵌岩桩设计，施工根据开挖后的实际地质情况酌情调整桩长。地下水丰富，施工工艺采用水下混凝土施工。水下混凝土桩基施工：采用钻孔机械，或人工开挖，将地基土钻挖成设计的孔径和深度的孔径后，将预制制成一定形状的钢筋放入孔内，安装就位，然后向孔内灌注流动混凝土，待混凝土硬化后而形成桩基。
2．准备工作
2．1钻孔桩
2．1．1场地准备
施工场地或工作平台的高度应高出施工期可能出现的高水位0．5―1．0 m。施工场地先进行平整，清除杂物，理顺排、供水渠道，场地为旱地时，换除软土，夯实。力保钻机就位在坚实的地基上，清除机座可能产生的不均匀沉陷。场地为陡坡时，可用枕木垛或木架搭设坚固稳定的工作平台。场地为浅水时，且流速不大，可采取截流或改河方案，改水中钻孔为旱地钻孔方案。场地为深水或淤泥层较厚时，可搭设工作平台，工作平台必须要有足够的刚度，保持稳定，并考虑洪水季节能使钻机顺利进入和撤出场地。
2．1．2埋设护筒
护筒有固定桩位，引导钻头方向，隔离地面水免其流入井孔，保护孔口不坍塌，并保证孔内水位(泥浆)高出地下水位或施工水位一定高度，形成静水压力，进而保护孔壁免于坍塌等作用。护筒内径比桩径大20一30 cm。护筒根据实地进行安设，在旱地或浅水处，对于粘质土埋人深度不小于l。1．5 m．对于砂类土，应将护筒周围O．5～l m范围内挖除，重新夯实，填粘质土至护筒底0．5 m以下。在冰雪地中，应埋入冻土0．5 m以下。河床为软土、淤泥、砂类土时，护筒底埋置深度，要能防止孔内产生涌砂现象，导致护筒内静水压力降低，进而使护筒倾斜。护筒平面位置的偏差一般不得大于5 cm，护筒倾斜度的偏差不大于l％，要及时进行检测，超出规定，及时纠偏。
2．1．3制备泥浆
在钻孔中，由于泥浆相对密度大于水的相对密度，故护筒内同样高的水头，泥浆的静水压力比水大。由于静水压力的作用，泥浆在井孔壁形成一层泥皮，阻隔孔外渗流，保护孔壁免于坍塌。泥浆还起浮悬钻渣的作用，使钻孔正常进行。不同的钻进方法，泥浆起的作用也不一样，对泥浆性能的要求也不同。在制备泥浆过程中，要注意泥浆的性能；同时也要重视粘土的选择，粘土以水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土为好，但应尽量就地取材。制浆前，应先把粘土块尽量打碎，使在搅拌中易于成浆，缩短搅拌时间，提高泥浆质量。
2．1．4安设钻架
钻架是钻孔的工作架。钻架应能承受钻具和其它辅助设备的重量，同时要稳定性好，具有一定的刚度，在钻进中或其它操作时，不产生移动和摇晃。除有些配有专用钻架的机具外，其它都需配置钻架。钻架应对准桩孔中心。
2．2挖孔桩
平整场地，清除坡面危石浮土，坡面有裂缝或坍塌迹象者应加设必要的保护，铲除松软的土层并夯实。砌筑孔口围护，高出地在25―30cm。孔口四周挖排水沟，做好排水系统；及时排除地表水。安装出碴提升设备，布置好出渣道，合理堆放材料和机具，使其不增加孔壁压力，不影响施工。
2．3配备人力及供应材料
在同时进行几个项目和施工时，要注意它们之间的密切配合．避免相互干扰和冲突，并尽可能地作到均衡使用机具和劳动力。使用水泥、钢材等应有质保书，并进行试验检测，不合格的材料不得进入施工现场；砂石料从指定的场地进料，并根据检查频率要求进行试验检测。
3、桩基支盘桩施工技术要点
3．1钻孔灌注桩
(1)砂砾土层采用冲抓式锥钻头钻孔。进入岩层后换用冲击锥钻头，钻头直径比桩径小2 cm，钻孔过程中经常随班检查桩径、垂直度和泥浆比重，并做好地质状况记录。嵌岩桩基础须嵌入弱风化岩层深度大于3．5 m，且桩岩层天然湿度下的饱和单轴极限抗压强度不小于10 MPa。孔桩检查及偏差要求：平面位置+50 mm；倾斜率小于或等于l％；深度：超深不小于5 cm。
(2)在钻孔时，要及时将孔内残碴排出，以免孔内残碴太多，扰动孔壁，造成坍孔、扩孔、卡钻和掉钻，甚至埋钻现象。同时，冲击成孔过程中遇到斜孔、弯孔、梅花孔、坍孔，护筒周围冒浆情况时，应停止施工，采取措施纠正后再施工。必须及时将清出的钻碴运出现场，防止污染施工现场及周围环境。
(3)钻孔异常处理：钻孔中发生坍孔后，先查明位置，进行原因分析，提出处理方案。坍孔不严重者，可加大泥浆比重接着钻进，严重者可回填重钻。弯孔不严重时，可重新调整钻机或卡杆，接着钻进。发生严重弯孔、梅花孔、探头石时，应回填修孔，必须反复几次修孔，冲击法修孔，先回填硬质带角棱的石块，并多填0．5 m高度。出现缩孔时，可提高孔内泥浆标高或加大泥浆比重采用上下反复扫孔的方法，恢复孔径。发生卡钻时。不宜强提，先查明原因和钻头位置，采取晃动大绳或钻头以及其他措施，使钻头松动后再提起。发生掉钻时，先及时摸清情况，查明原因，采取措施，尽快处理。如钻头被卡住，首先清除泥砂，再进行打捞。
3.2支盘
挤扩支盘桩承载力60％以上是由它的支盘提供的，成盘的好坏直接影响桩的质量，所以挤扩成盘是挤扩支盘桩的关键。现场监测成盘表1土层物理力学指标与挤扩首压参考质量，并根据实际情况调整盘位，加盘或加支来保证挤扩支盘桩的承载力。在实际施工中总结了一套行之有效的监测成盘质量的方法。
(1)支盘成型机挤扩之后将在土体中形成盘腔，如果事实如此，将使孔内水泥浆面下降，理论上讲泥浆下降的高度乘以钻孔的截面面积所得体积等于盘腔的体积。因此，通过测得每次挤扩后泥浆面下降的高度就可以检验盘腔的成型效果。考虑到在挤扩过程中要形成一部分沉渣以及挤扩后土体要有一部分回弹。因此，测得的体积会略小于理论值，要求I>50％。
(2)支盘成型机的挤扩过程实际上就是弓压臂挤压其周围的土体从而形成孔腔的过程，在这一过程中，土体和弓压臂之间存在着作用力与反作用力的关系，因此遇到挤扩承载力高的土体时需要较大的推动力，通过设备表现出来就是挤扩首压值高，这样，在支盘桩受力时盘所可以承受的端阻力就大，支盘桩的承载能力就高。因此，观察设备首次挤压值就可以判定盘体所在土层情况，从而判定支盘桩的承载力情况。施工中挤扩首压参考值如表1所示。
(3)设备的结构特点和力学特征也决定成盘质量。支盘成型机在施工过程中会发生设备向上或向下移动的现象，施工中统称为“上浮”或“下窜”，设备的移动与支盘所在的土层性状有关，承压支盘桩施工往往出现上浮现象，抗拔支盘桩则有可能出现下窜现象。通常在较软土层中挤扩，其上浮或下窜量偏小甚至根本不出现上浮、下窜；在较硬土层中挤扩，其上浮或下窜量偏大。例如：如果在砂卵石层进行挤扩，YZJ．800A设备上升高度>400mm；在粉土层进行挤扩，上升高度大约在250～350mm。因此只要测得支盘成型机的上升高度即可知成盘所在土层情况和成盘情况。
(4)应用网络技术确保支盘桩质量，挤扩成盘的质量是支盘桩质量的关键，而挤扩成盘的质量可以在施工过程中，通过泥浆面下降、挤扩首压值以及设备上浮反映出来，并可以通过井径仪或声波孔壁测定仪确定盘径。综合分析这些数据就可判断支盘桩的质量，若发现支盘桩承载力不能满足要求，即可通过支盘桩特有的调控承载力的方法――加支或加盘，在施工过程中确保承载力。利用施工现场的网络条件或笔记本的无线上网技术，将这些现场的施工数据通过Intemet网络实时地传送给设计单位、监理、甲方等相关单位，并可建立安全稳定的交流平台。施工各方将可实时地掌握施工现场的情况，将支盘桩的质量控制完全透明化。通过以上手段就能在施工过程中监测施工质量，做到随时施工、随时调整，从而确保支盘桩达到设计承载力。
结束语
由于挤扩支盘灌注桩比普通钻孔桩多一道挤扩盘工序，不仅增加了一道挤扩工序，还增加了施工人员、机械和工序作业的复杂性。所以，对工艺流程各环节(钻孔、清孔、挤扩支盘、沉放钢筋笼、吊放导管、浇筑混凝土、凝固后成桩)必须严格控制，才能保证桩的质量。
