市政工程中桥梁桩基施工技术的应用
摘要
关键词
市政工程;桥梁桩基;施工技术;应用
正文
前言:随着城市发展和交通需求的不断增加,桥梁作为城市交通建设的重要组成部分,扮演着连接不同区域、促进经济发展的重要角色。而桥梁的稳定性和承载能力则直接依赖于桩基的施工质量。因此,桥梁桩基施工技术的具体应用对于确保桥梁的安全运行至关重要。通过具体应用桥梁桩基施工技术,可以确保桥梁的稳定性和承载能力,为城市交通建设提供可靠保障。因此,对桥梁桩基施工技术的深入研究和实际应用具有重要意义。只有不断总结经验,推动技术的创新与提升,才能不断提高桥梁的质量和安全水平,为城市交通建设贡献更多的力量。
1工程概况
工程设计起点位于规划站前大道,起点桩号为K0+000,终点位于滨江大道,终点桩号为K1+226.929,路线全长约1.23km。路线于设计桩号K0+558.907处与引江济淮航道交叉,交叉角度84.1°,主跨中心设计桩号K0+550.5,路线于设计桩号K0+364.413处与规划滨江西路立体交叉,交叉角度85.1°,路线于设计桩号K0+752.741处与规划滨江东路立体交叉,交叉角度86.3°。主塔基础采用矩形承台,共左右两处,承台平面尺寸为13.6m(横向)×18.6m(纵向),承台高4.5m。桩基为12×ϕ2.0m钻孔灌注桩,桩长27m,桩基成3(横向)×4(纵向)行列式布置,桩间距5m,桩底标高-19.11m,桩端嵌入微风化正长岩。采用陆上施工常规方法施工钻孔桩。
图1桥梁结构下部示意图
(来源:网络)
2市政工程中桥梁桩基施工步骤
2.1施工场地准备工作
(1)在施工之前,对桩基础进行清理,以保证其足够的致密性;二是对桩位和高程进行测量。在进行测量之前,必须对测量设备进行校准、校验,对设计单位提供的测量数据进行仔细核对,并对基准基点和桩位进行检查,确定施工控制网,保证其精度达到施工要求。根据桩基设计图中的高程、坐标等参数,进行现场实测放样,以确定桩基的具体位置。测井人员按照现场坐标和经纬仪,按照桩的平面布局图,对各控制点和桩位进行测放。桩位的测量误差不能超过10mm。首先,测量现场的地表高程,然后根据这些高程来计算桩身和桩顶高度。
(2)在正式施工之前,必须提供以下几个方面的信息:①所建桥梁的工程地质条件及所需的水位地质数据;②桩基施工方案和设计方案审查记录;③现场及周边地区的管线资料;④主要工程机械和辅助设施的技术指标;⑤桩基工程的施工组织和施工计划;⑥用于桩基钢筋混凝土的质量检验报告(水泥,砂,石,钢筋)。
2.2合理选择桩基类型和参数
市政道路及桥梁设计阶段,设计人员要对桩基类型及重要桩基施工参数进行合理选择,确保桩基端承桩与摩擦桩之间的比例能形成较好配合。这要求设计人员分析土壤的性质和建筑面积,根据地质环境数据来设计桩基,进而对桩基类型及关键参数进行确定,并依据工程建设实际需要进行桩基施工。同时,端承桩及摩擦桩布置受沉降值影响较大,沉降值又与泥沙厚度有直接关系。通常端承桩厚宜限制在5cm以内。摩擦桩的泥沙强度一般可以相对较宽松地控制在20cm范围内。这也意味着,端承桩与摩擦桩之间的结构参数差异较大,因此工程设计人员应结合施工现场降雨情况,以及土壤特性等因素选择桩型。
2.3钻孔
(1)根据桩基的实际情况决定钻头的安装方式,以保证钻头的稳定性和牢固性。钻头装配完成后,启动钻头前,应在钻头盘和泥浆泵间空出一些间隙,待泥浆进入刃具再进行钻孔。(2)钻井过程中,要对钻井规模及钻井速度进行控制。实际施工中遇软土地基时需做好泥浆渗漏处理工作,先适当抬高钻锥并向孔内灌入适量黏土,再钻堵孔,以防破坏孔壁。(3)钻井过程中出现漏浆要及时处理。(4)认真记录钻孔施工信息并随时对设计方案进行比较。如有偏差应及时与设计人员沟通,并提出应对措施。(5)施工时要注意控制钻机功率,科学控制钻孔速度与深度,将孔洞内水位差控制在合理范围内,确保泥浆浓度,作业过程要连续进行,避免出现孔洞坍塌或空洞偏移等情况。
2.3清孔
现阶段桥梁工程桩基施工普遍采用的清孔工艺方式有两种,即泥浆正循环和泵吸反循环。如果泥浆正循环清孔方式运用于实际施工中,通常会涉及泥浆泵这种专业设备,这就需要其有很强的适应性,方便施工人员在合理的范围内对泥浆流量进行有效把控。如果泥浆流量过大,极有可能对孔壁产生剧烈冲刷,继而造成塌孔等严重事故。如果泥浆流量太小,沉渣上升速度将明显压低,给清孔施工作业进度带来干扰和障碍。
施工单位需要参考桩孔直径尺寸,制备合适功率、尺寸的泥浆泵,根据实际施工进度安排,定期对工作场地的沉淀池进行清理。如在桥梁桩基施工中,应用泵吸反循环二次清孔工艺技术,由于吸抽能力较强,一旦控制不当极易对孔室稳定性产生直接影响。对施工人员来说,需要在现场作业阶段对反循环的流量速度进行合理化把控,选取合适的流量,避免其在清孔作业时对砂层较厚桩孔造成损坏。在实际施工过程中,不管涉及哪种清孔方式,施工人员均需着重预防塌孔现象的发生,并以地下水位作为标杆,科学控制钻孔内水位高于其1.5m左右。以此为基础,清孔作业结束时,端承桩和摩擦桩泥浆所占比例不大于1.1,实际含砂率不高于2%,控制黏度的大小为17-20s均可。
2.4测量放线
在此基础上,按设计图纸确定各桩位,确定各桩孔与相邻的控制点。现场确定后,在现场进行现场放线,在纵、横两个方向上,以桩心为交叉点,分别埋置护桩,待桩位确认后,再进行下一阶段的施工。详见图2所示。
图2测量放线
2.5埋设护筒
护筒由10毫米厚钢板制成,护筒直径1.2米,桥台1.5米,护套2米,护筒上缘两个喷嘴。在护筒埋设时,在纵向和横向上设置4个护桩点,使护筒的中心位置与护筒的中心位置一致,误差不超过20mm,并严格控制护筒的竖直度,在护筒的安装位置和稳定后,在周围均匀的分层填压加固,护筒的深度在旱地1m以下,护筒的顶部必须在岛面0.2m-0m之间,并高于工程或地下水位1.5m-2.0m,水中墩、护筒底应在河床底不少于0.5m。
3市政工程中的桥梁桩基施工技术应用
3.1人工挖孔桩施工
人工挖孔桩是一种利用人工开挖的方式,在钻孔内设置钢筋骨架,在桩基础上,采用灌注混凝土来支承上部结构。人工挖孔桩作为一种应用广泛的桩基,其施工工艺简单、无震动、噪音低、施工效率高,对周围环境的适应性强。
3.1.1施工技术:开挖钻孔桩施工的基础工作包括:平整场地,铺设中线,埋设护简,安设起重机械,排渣路,安装通风灯具,人工开挖,护壁,检查成孔质量,安设钢筋骨架,浇筑桩身混凝土。在土壤条件较好、深度较浅的情况下,应采用孔口护套,其护壁略高于地面,防止地表积水和地表杂物从孔洞中滑出。
3.1.2施工注意事项
安全防护:现场所有的电源、电路必须由有资质的电力工人来完成,电器必须接地、接零、使用漏电保护:防止有毒气体危害人体;要采取措施防止洞中的碎石坠落伤人,如增加孔口护壁、可拆卸的开孔等。钻孔时,从桩心开始,以桩心为圆心,在桩身周围,用坚固的木桩进行标定。在一节桩孔开挖后安装护墙模板时,要用桩心点对模板进行定位,并派专人对其中心位置和护墙的厚度进行严格检查。在多个桩的同一钻孔中,为了避免彼此的干扰,防止地基滑动,采用间隔开挖的方式。如遇流动性淤泥、流砂或崩塌,应采取以下措施。对护壁淤渣、孔底残渣、浮土、杂物、积水等进行清理,并将孔底形状、尺寸、土质、岩性、入岩深度等进行检查。如图3所示
图3人工挖孔桩
钻孔灌注桩法:保证孔璧任意位置静压大于0.02MPa,保护管内水位高于天然水平2m。钻孔时,泥浆在钻孔中的流动速度相对较慢。保证钻孔的正确速度。清水钻井时,要将钻渣从沉淀槽中排出,同时要定期更换沉淀槽,同时要及时清理沉渣。在钻探过程中,最好采用多级振动筛、旋流式除砂机或其他除渣设备来进行机械清除。在钻井过程中,要仔细地观察进尺及砂石泵的排渣量;当排水量减小或出水含有大量的钻渣时,要注意控制钻井速率,避免由于循环液比重过大而影响反循环。
3.2混凝土灌注施工技术的应用
在市政桥梁工程桩基施工过程中,混凝土灌注施工是关键环节,也是确保市政桥梁工程质量的重要环节。在混凝土灌注施工前,施工单位应先对桩基周边环境进行勘察,根据实际情况选择合适的灌注方法。在灌注混凝土过程中,需保证其连续性和均匀性,避免出现断桩、漏浆等问题。
应先安装导管和导管底塞,并进行冲洗。在灌注混凝土时,应采用二次清孔的方式来保证钻孔的深度,同时在二次清孔结束后,需将孔底浮泥清除干净。在完成二次清孔后,施工单位应根据实际情况选择合理的灌注方法,并将混凝土灌注至设计位置。在完成混凝土灌注后,施工单位需对桩头进行处理,确保其与设计位置符合。此外,为保证混凝土灌注效果,施工单位需对混凝土的配合比进行严格控制。
应按照设计要求添加外加剂和外加掺合料等。在灌注过程中,应对混凝土的坍落度进行严格控制,确保其满足施工要求。同时,需确保混凝土灌注过程中,导管底部距离孔底的距离控制在100-150mm之间,并将导管底口埋深控制在1m左右。此外,为避免混凝土出现离析现象,应控制好混凝土的浇筑速度。同时,为降低混凝土离析现象的发生几率,可采用两次灌注工艺。
在完成混凝土灌注后,施工单位需对其进行二次清孔处理。在施工过程中,施工单位应做好检查工作,确保其符合施工要求。同时,为保证桩孔位置符合设计要求,施工单位需将孔口位置的泥浆抽除干净。
3.3施工质量控制要点
(1)施工单位进场后,应根据设计图纸,认真核对地形地貌、墩台里程、桩位坐标等,若发现地质情况与设计不符时,应及时与设计单位进行沟通。
(2)本桥地质情况复杂,宜开展成桩工艺试验。试验方案由承包人结合自身施工水平及机具设备自行拟定,并报监理工程师审查。
(3)钻孔桩钻孔过程中如发现实际地质情况与地质报告不符时,应及时通知设计单位,桩长需根据实际地质资料作适当调整。
(4)钻孔桩施工时应严格控制孔底沉碴厚度,钻孔桩孔底沉碴厚度不大于10cm。浇注水下混凝土前须进行二次清孔,且钢筋笼准确定位。严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。
(5)钻孔桩孔位偏差不大于10cm。
(6)钢筋笼可分段加工,吊放时接长,钢筋笼主筋直径大于等于ϕ25mm的接长采用机械连接,接头位置要满足规范要求,钢筋笼下放时应采取有效的定位措施,以便钢筋笼准确就位。钢筋笼就位后应固定牢靠,防止钢筋笼上浮。
(7)所有桩基础均布置了超声波检测管,声测管的安装工艺应满足相关规范的要求。为防止漏浆、堵管等事件发生,声测管的连接必须可靠,应采用护套式螺纹连接接头,声测管管壁及接头耐压性能(外压)不小于5.0MPa,在承受3KN轴向拉伸工况下,接头处能承受4.5MPa外压不泄漏。施工单位在钢筋笼制造安装及浇注混凝土过程中应对声测管进行保护。
(8)钻孔桩水下混凝土灌注前,应制定详细、周密的施工方案,务必保证混凝土的浇注一次连续地完成。钻孔桩水下混凝土的灌注采用导管法,导管在混凝土下的埋深不宜小于2m。钻孔桩混凝土灌注标高应比设计高度高出至少1.0m,以保证浮浆凿除后,桩头混凝土密实并达到设计强度要求。
(9)溶洞地质条件下的桩基施工时,施工单位应有应急预案,对在施工过程中可能出现的漏浆、塌孔、掉钻等情况要及时进行处理,确保桩基施工的安全。
结束语:
概而言之,桩基施工技术是市政桥梁工程施工中的关键技术,对整个工程质量有着直接影响。市政桥梁工程桩基施工技术的应用,应结合市政桥梁工程实际情况,对其施工流程进行优化,并做好相应的防护措施,以提高桩基施工质量。同时,为保证桩基施工质量,应合理应用泥浆护壁、沉渣回填等技术,以避免出现沉渣、护壁等问题。在市政桥梁工程桩基施工过程中,施工单位还应加强对桥梁桩基的管理工作,如对桩基进行检测、加强桩基施工监督管理等。只有不断提高市政桥梁工程桩基施工水平,才能保证整个工程的质量。
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