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摘要:在当前的公路桥梁建设过程中,涌现出了大批先进的施工技术和施工材料以及施工设备,而随着这些施工技术和施工材料在公路桥梁施工中的发展应用,使得公路桥梁的施工水平得到了大幅度提升,从而为我国道路交通事业的发展创造了有利条件,同时也为我国的经济建设起到了不可估量的作用。本文对桥梁桩基础局部缺陷的处理方法进行了分析探讨。
关键词:公路桥梁;桩基础;局部缺陷;处理方法
中图分类号: U448 文献标识码: A
一、公路桥梁桩基础的局部缺陷
1、断桩
公路桥梁桩基础的施工要首先进行护筒的埋设,进行钻孔、成孔和清孔,并在孔内放置钢筋笼和灌注混凝土,形成基础稳定的桩基础。桩基础的施工环节众多,受技术和施工条件的限制,在施工的过程中很容易出现一些问题,对桩基础的整体稳定性造成影响,断桩就是桩基础局部缺陷的表现之一。在灌注混凝土的过程中,导管提漏很容易导致断桩和夹泥问题,而导管提漏主要是由导管堵塞和泥浆过稠造成的,导管提漏的速度过快会导致导管与混凝土表面的分离,引起断桩问题。此外,混凝土灌注应连续不断地进行,严格按照灌注的时间进行灌注,避免下部混凝土的凝结,混凝土表面的沉淀物很容易对混凝土的进一步灌注造成影响,导致断桩问题的发生。
2、钢筋笼上浮问题
施工人员在放置钢筋笼的过程中要对钢筋笼的位置进行固定,混凝土的灌注应连续不断地匀速进行,避免混凝土灌注过程中产生的顶托力对钢筋笼造成冲击,使钢筋笼的位置发生变化。钢筋笼的底部构造细节对钢筋笼有重要作用,在施工的过程中,为了避免钢筋笼的上浮,主筋不应设置在同一平而上,主筋之间的位置应按照施工要求进行间隔。此外,如果混凝土的和易性没有达到施工的要求,混凝土骨料过粗,混凝土灌注的过程中也会产生浮笼,影响桩基的整体稳定性。
3、吊脚柱问题和灌注坍孔
混凝土灌注之前要进行导管的下放,在混凝土灌注完毕之后还要将导管拔出,形成密实的桩基,导管拔出应随着混凝土的灌注进行。吊脚桩在长期的使用过程中会对周围的土质造成影响,吊脚桩附近容易出现软土土质,对桩基的稳定性造成影响。此外,坍孔是公路桥梁桩基础比较容易出现的局部缺陷,造成坍孔的原因有很多,包括地下的水压过高、护筒脚漏水和孔口周围的压力过大等。施工人员要针对坍孔的严重程度采取措施,坍孔严重的要进行清孔,提高周围土质的稳定性。
4、混凝土中的技术问题
桩孔定位:施工前依据桩的轴线,将每个桩位的十字中心线引出,用小钉把中心线钉牢在桩孔附近的木桩上,桩位偏差控制在10mm以内,且标桩埋设牢固有醒目标记。护筒埋设:通常,护筒应用工具式钢护筒,采用回转钻时,内径比钻头直径大100mm,上部开高设1~2个溢浆孔,护筒的位置埋设准确和稳定,护筒与坑壁之间用粘土填实,护筒排浆口与泥浆沟相通,护筒中心线与桩位线偏差小于50mm,护筒在粘性土中埋深1.0米,护筒上口高出地面100~200mm,为防止泥浆面上下浮动,冲刷孔壁引出引起坍孔,保持孔内浆面高出地下水位1.0m以上。钻机就位:钻机就位保持水平,钻进时不出现倾斜移位,事先用经纬仪在两个方向测定钻杆垂直度,钻杆垂直度偏差保持在0.2%以内,钻头对孔准确,钻头中心与护筒偏差小于15mm。成孔与清孔:可依据工程实际情况采用泥浆正循环和反循环方法,不同类型的土层采用不同的钻头,通常粘性土、淤泥和淤泥质土及砂土,选用鱼尾钻或笼式钻头,穿过不厚的砂夹卵石或在风化岩石层钻进时,选用镶焊硬质合金刀头的笼式钻头,锥角可小些,必要时采用组合牙轮钻头或冲式钻头,在钻孔时,每前进5米左右,对孔壁的垂直度测量一次。直至设计孔底标高,常常检查孔深、孔径、桩孔垂直度,保证符合设计要求,即开始清孔,清孔时要孔内泥浆面不能降低,避免缩孔、塌孔,在钢筋笼入孔与安放导管后,灌注混凝土前,用优质泥浆对孔底二次清孔,溢出沉淀物漂流,灌注前孔底沉渣厚度小于100mm。
二、公路桥梁桩基础施工中存在局部缺陷的处理方法
1、压力灌浆法施工
在桩基础完成以后,采用水泥或其他化学浆液,在缺陷部位采用钻地机所钻取的取芯孔及桩基础原有的预埋注浆管内运用高压灌注的方法对桩内及桩侧进行注入。促使浆液实现压密、渗透及固结,从而达到对桩基础中存在的缺陷进行补强。提升桩基础的整体性及受力状况,进一步满足设计要求。该方法通常在各种直径、地层及成孔工艺的桩基础中存在的局部缺陷进行适用,特别是在砂砾石层中使用,其效果尤为显著。
2、反套护筒法施工
应结合地层的实际情况进行水泥护筒或钢护筒的施工。一般在粘土中对水泥护筒进行应用。而钢护筒的应用范围相对较广,在各种地层中都可以适用。通常护筒的外径和桩径的大小相同,应结合需要对厚度进行选择,运用锤擊、葫芦反拉法及振动的方式对护筒压进行下沉作业。在对20米以内的各种直径桩基础进行处理时,应采用反套护筒法进行施工。例如:某高速公路三期工程,沿某大桥5-3#桩进行施工。该桩的设置主要在河槽边部,具有较大的渗水量。在灌注的过程中,当有停电现象发生时,会促使距离桩顶14.8m位置形成断桩。通过对锤方案的对比,最终确定运用钢护筒下压法对5-3桩的断桩进行处理。具体操作方法如下:钢护筒采用8mm的钢板卷制构成,是护筒的内径保持在1.8m,外径保持在1.816m,采用分节的方法对护筒进行制作,总长度保持在15.1m。采用高12cm,厚1.2mm的钢护圈对每节护筒的上下口分别进行设置,促使护筒的刚度得到提升。在压入的过程中,运用两条25号的工字钢在护筒上口进行设置,再采用2条26号工字钢在工字钢上进行设置。根据圆周等距对四只10吨的手拉葫芦进行悬挂,并对桩基础的钢筋笼上进行4个吊环的焊接。在吊环上对葫芦进行倒挂。采用人员对葫芦进行拉动,将护筒在孔内压入。在钢护筒压入的过程中,应确保护筒上口处于水平位置。其次对第二节护筒进行连接,采用点焊焊接的方式对护筒连接位置实现固定,确保不会有渗水出现。然后采用对第一节护筒的方法对第二节护筒进行压入,直至全部护筒压至指定的位置。在护筒压入的过程中,若有护筒刚度出现不足的现象发生时,会有变形现象出现。可以通过采用千斤顶的方式对工字钢下进行设置,从而实现护筒的压力减少。在护筒压实到位以后,应采用泥浆泵对孔内存在的泥浆进行抽出,并清除桩头存在的浮浆,直到新的混凝土面露出即可。在对混凝土济宁凿除的过程中,应采用边抽水边对钢护筒进行压入。应使混凝土路面的开凿形成凹形,其次在对孔壁及钢筋旁的泥膏进行清除。运用橡皮圈对钢护筒四周实现嵌入,从而达到止水效果。并运用干浇法对混凝土进行灌注,直到达到桩顶标高即可。使其凿桩头的高度保持在不低于50cm,并运用振捣棒对其压实。
3、人工挖孔法的施工
运用桩基成孔工艺中存在的人工孔的开挖,对桩基础中存在的局部缺陷得到整治,该方法则被称之为人工挖孔。通常在无水、少水且地层较密实的桩基础中适用。能够对缺陷深度在20m以内的各种直径桩基础进行处理。通过人工挖孔的应用,结合干浇法对混凝土进行灌注。在混凝土浇筑的过程中,若有停电事故发生,会促使与桩顶距离18m的位置出现断桩,该方法的应用以后实现桩基的检测达到Ⅰ类桩要求。
4、大开挖法的施工
对于地面广阔、且能对地表及地下水进行排除的位置,若有齐全的机械设备存在时,应大开挖的方式对原桩位进行施工。当缺陷位置处理结束以后,若达到检测要求,运用原状土进行回填压实。该方法的应用,通常深度不高于10m,具有较厚的覆盖层。条件较好的桥梁工程中,该方法的应用都能满足。通常情况下,在开挖的过程中,避免开挖至持力层,否则会导致地层结构发生改变,从而对桩的受力造成影响。
5、补强法的应用
当通过处理以后,通过复检桩基础的质量仍未满足设计要求,则应通过补强措施进行处理。也就是在原桩位进行重新成桩或对原桩周围的补桩实施补强处理,该方法作为最终处理方法,不是在特殊情况下是不能轻易使用。否则,则会导致出现较大的代价以及时间的浪费。例如:某大桥5-1桩在主河槽内设置,在进行施工的过程中采用筑岛、河道改移的方法,在对水下混凝土进行灌注的过程中,若有上游出现洪水发生时,由于较大的水流速度,洪水会导致筑岛底部的泥沙出现冲刷,导致桩身有较为严重的离析形成。通过分析对桩基础的补桩方法进行确定,最终实现桩基础中存在的局部缺陷进行改善。
结束语
从处理过的桩基础所取得的效果来看,在一定条件和环境下所取得的作用是显著的。但有两点值得注意,一是处理前后均需进行低应变、声波或取芯检测等非破坏性试验,以测定处理前后桩身的变化;二是必要时采用高应变检测,以验证桩基础处理前后承载力的变化。
参考文献
[1]张科军.浅谈公路桥梁的桩基础局部缺陷与处理措施[J].科技创新与生产力,2013,01:60-62.
[2]孙志国.浅谈公路桥梁桩基础局部缺陷的处理方法[J].黑龙江科技信息,2013,07:255.
[3]郑阳.浅谈公路桥梁桩基础局部缺陷的处理方法[J].黑龙江科技信息,2013,09:311.
[4]张娜娜,王纪伟.浅析公路桥梁桩基础局部缺陷的处理方法[J].科技致富向导,2013,32:304.
关键词:公路桥梁;桩基础;局部缺陷;处理方法
中图分类号: U448 文献标识码: A
一、公路桥梁桩基础的局部缺陷
1、断桩
公路桥梁桩基础的施工要首先进行护筒的埋设,进行钻孔、成孔和清孔,并在孔内放置钢筋笼和灌注混凝土,形成基础稳定的桩基础。桩基础的施工环节众多,受技术和施工条件的限制,在施工的过程中很容易出现一些问题,对桩基础的整体稳定性造成影响,断桩就是桩基础局部缺陷的表现之一。在灌注混凝土的过程中,导管提漏很容易导致断桩和夹泥问题,而导管提漏主要是由导管堵塞和泥浆过稠造成的,导管提漏的速度过快会导致导管与混凝土表面的分离,引起断桩问题。此外,混凝土灌注应连续不断地进行,严格按照灌注的时间进行灌注,避免下部混凝土的凝结,混凝土表面的沉淀物很容易对混凝土的进一步灌注造成影响,导致断桩问题的发生。
2、钢筋笼上浮问题
施工人员在放置钢筋笼的过程中要对钢筋笼的位置进行固定,混凝土的灌注应连续不断地匀速进行,避免混凝土灌注过程中产生的顶托力对钢筋笼造成冲击,使钢筋笼的位置发生变化。钢筋笼的底部构造细节对钢筋笼有重要作用,在施工的过程中,为了避免钢筋笼的上浮,主筋不应设置在同一平而上,主筋之间的位置应按照施工要求进行间隔。此外,如果混凝土的和易性没有达到施工的要求,混凝土骨料过粗,混凝土灌注的过程中也会产生浮笼,影响桩基的整体稳定性。
3、吊脚柱问题和灌注坍孔
混凝土灌注之前要进行导管的下放,在混凝土灌注完毕之后还要将导管拔出,形成密实的桩基,导管拔出应随着混凝土的灌注进行。吊脚桩在长期的使用过程中会对周围的土质造成影响,吊脚桩附近容易出现软土土质,对桩基的稳定性造成影响。此外,坍孔是公路桥梁桩基础比较容易出现的局部缺陷,造成坍孔的原因有很多,包括地下的水压过高、护筒脚漏水和孔口周围的压力过大等。施工人员要针对坍孔的严重程度采取措施,坍孔严重的要进行清孔,提高周围土质的稳定性。
4、混凝土中的技术问题
桩孔定位:施工前依据桩的轴线,将每个桩位的十字中心线引出,用小钉把中心线钉牢在桩孔附近的木桩上,桩位偏差控制在10mm以内,且标桩埋设牢固有醒目标记。护筒埋设:通常,护筒应用工具式钢护筒,采用回转钻时,内径比钻头直径大100mm,上部开高设1~2个溢浆孔,护筒的位置埋设准确和稳定,护筒与坑壁之间用粘土填实,护筒排浆口与泥浆沟相通,护筒中心线与桩位线偏差小于50mm,护筒在粘性土中埋深1.0米,护筒上口高出地面100~200mm,为防止泥浆面上下浮动,冲刷孔壁引出引起坍孔,保持孔内浆面高出地下水位1.0m以上。钻机就位:钻机就位保持水平,钻进时不出现倾斜移位,事先用经纬仪在两个方向测定钻杆垂直度,钻杆垂直度偏差保持在0.2%以内,钻头对孔准确,钻头中心与护筒偏差小于15mm。成孔与清孔:可依据工程实际情况采用泥浆正循环和反循环方法,不同类型的土层采用不同的钻头,通常粘性土、淤泥和淤泥质土及砂土,选用鱼尾钻或笼式钻头,穿过不厚的砂夹卵石或在风化岩石层钻进时,选用镶焊硬质合金刀头的笼式钻头,锥角可小些,必要时采用组合牙轮钻头或冲式钻头,在钻孔时,每前进5米左右,对孔壁的垂直度测量一次。直至设计孔底标高,常常检查孔深、孔径、桩孔垂直度,保证符合设计要求,即开始清孔,清孔时要孔内泥浆面不能降低,避免缩孔、塌孔,在钢筋笼入孔与安放导管后,灌注混凝土前,用优质泥浆对孔底二次清孔,溢出沉淀物漂流,灌注前孔底沉渣厚度小于100mm。
二、公路桥梁桩基础施工中存在局部缺陷的处理方法
1、压力灌浆法施工
在桩基础完成以后,采用水泥或其他化学浆液,在缺陷部位采用钻地机所钻取的取芯孔及桩基础原有的预埋注浆管内运用高压灌注的方法对桩内及桩侧进行注入。促使浆液实现压密、渗透及固结,从而达到对桩基础中存在的缺陷进行补强。提升桩基础的整体性及受力状况,进一步满足设计要求。该方法通常在各种直径、地层及成孔工艺的桩基础中存在的局部缺陷进行适用,特别是在砂砾石层中使用,其效果尤为显著。
2、反套护筒法施工
应结合地层的实际情况进行水泥护筒或钢护筒的施工。一般在粘土中对水泥护筒进行应用。而钢护筒的应用范围相对较广,在各种地层中都可以适用。通常护筒的外径和桩径的大小相同,应结合需要对厚度进行选择,运用锤擊、葫芦反拉法及振动的方式对护筒压进行下沉作业。在对20米以内的各种直径桩基础进行处理时,应采用反套护筒法进行施工。例如:某高速公路三期工程,沿某大桥5-3#桩进行施工。该桩的设置主要在河槽边部,具有较大的渗水量。在灌注的过程中,当有停电现象发生时,会促使距离桩顶14.8m位置形成断桩。通过对锤方案的对比,最终确定运用钢护筒下压法对5-3桩的断桩进行处理。具体操作方法如下:钢护筒采用8mm的钢板卷制构成,是护筒的内径保持在1.8m,外径保持在1.816m,采用分节的方法对护筒进行制作,总长度保持在15.1m。采用高12cm,厚1.2mm的钢护圈对每节护筒的上下口分别进行设置,促使护筒的刚度得到提升。在压入的过程中,运用两条25号的工字钢在护筒上口进行设置,再采用2条26号工字钢在工字钢上进行设置。根据圆周等距对四只10吨的手拉葫芦进行悬挂,并对桩基础的钢筋笼上进行4个吊环的焊接。在吊环上对葫芦进行倒挂。采用人员对葫芦进行拉动,将护筒在孔内压入。在钢护筒压入的过程中,应确保护筒上口处于水平位置。其次对第二节护筒进行连接,采用点焊焊接的方式对护筒连接位置实现固定,确保不会有渗水出现。然后采用对第一节护筒的方法对第二节护筒进行压入,直至全部护筒压至指定的位置。在护筒压入的过程中,若有护筒刚度出现不足的现象发生时,会有变形现象出现。可以通过采用千斤顶的方式对工字钢下进行设置,从而实现护筒的压力减少。在护筒压实到位以后,应采用泥浆泵对孔内存在的泥浆进行抽出,并清除桩头存在的浮浆,直到新的混凝土面露出即可。在对混凝土济宁凿除的过程中,应采用边抽水边对钢护筒进行压入。应使混凝土路面的开凿形成凹形,其次在对孔壁及钢筋旁的泥膏进行清除。运用橡皮圈对钢护筒四周实现嵌入,从而达到止水效果。并运用干浇法对混凝土进行灌注,直到达到桩顶标高即可。使其凿桩头的高度保持在不低于50cm,并运用振捣棒对其压实。
3、人工挖孔法的施工
运用桩基成孔工艺中存在的人工孔的开挖,对桩基础中存在的局部缺陷得到整治,该方法则被称之为人工挖孔。通常在无水、少水且地层较密实的桩基础中适用。能够对缺陷深度在20m以内的各种直径桩基础进行处理。通过人工挖孔的应用,结合干浇法对混凝土进行灌注。在混凝土浇筑的过程中,若有停电事故发生,会促使与桩顶距离18m的位置出现断桩,该方法的应用以后实现桩基的检测达到Ⅰ类桩要求。
4、大开挖法的施工
对于地面广阔、且能对地表及地下水进行排除的位置,若有齐全的机械设备存在时,应大开挖的方式对原桩位进行施工。当缺陷位置处理结束以后,若达到检测要求,运用原状土进行回填压实。该方法的应用,通常深度不高于10m,具有较厚的覆盖层。条件较好的桥梁工程中,该方法的应用都能满足。通常情况下,在开挖的过程中,避免开挖至持力层,否则会导致地层结构发生改变,从而对桩的受力造成影响。
5、补强法的应用
当通过处理以后,通过复检桩基础的质量仍未满足设计要求,则应通过补强措施进行处理。也就是在原桩位进行重新成桩或对原桩周围的补桩实施补强处理,该方法作为最终处理方法,不是在特殊情况下是不能轻易使用。否则,则会导致出现较大的代价以及时间的浪费。例如:某大桥5-1桩在主河槽内设置,在进行施工的过程中采用筑岛、河道改移的方法,在对水下混凝土进行灌注的过程中,若有上游出现洪水发生时,由于较大的水流速度,洪水会导致筑岛底部的泥沙出现冲刷,导致桩身有较为严重的离析形成。通过分析对桩基础的补桩方法进行确定,最终实现桩基础中存在的局部缺陷进行改善。
结束语
从处理过的桩基础所取得的效果来看,在一定条件和环境下所取得的作用是显著的。但有两点值得注意,一是处理前后均需进行低应变、声波或取芯检测等非破坏性试验,以测定处理前后桩身的变化;二是必要时采用高应变检测,以验证桩基础处理前后承载力的变化。
参考文献
[1]张科军.浅谈公路桥梁的桩基础局部缺陷与处理措施[J].科技创新与生产力,2013,01:60-62.
[2]孙志国.浅谈公路桥梁桩基础局部缺陷的处理方法[J].黑龙江科技信息,2013,07:255.
[3]郑阳.浅谈公路桥梁桩基础局部缺陷的处理方法[J].黑龙江科技信息,2013,09:311.
[4]张娜娜,王纪伟.浅析公路桥梁桩基础局部缺陷的处理方法[J].科技致富向导,2013,32:304.