关于桥梁桩基施工设计优化质量的探讨

'关于桥梁桩基施工设计优化质量的探讨摘要：随着社会经济的快速发展，桥梁工程也成为了人们关注的重点，桥梁工程桩基对施工环境及地质有着严格的要求，所以，加强桥梁工程桩基设计是至关重要的。基于此，本文就桥梁桩基施工设计优化质量进行分析与研究。关键词：桥梁桩基；施工设计；优化质量中图分类号：K928文献标识码：A一、桥梁桩基的设计（一）桩基设计内容桥梁工程桩基设计的内容，主要包括：桩型选择及方案对比、择、桩基几何参数的选定、单桩桩基结构型式选（轴向及横向）承载力的确定、桩基础地基应力计算、桩顶传递荷载结构形式的选定、地基变形分析、桩身与桩帽结构设计、地基梁及承台的配筋及构造设计、桩位平面布置设计、群桩效应分析、桩身强度验算、环境对桩的侵蚀、腐蚀及磨损作用及相应的防护措施的考虑、对桩基施工时不良环境效应的预估。（二）桩基设计原则1.桩基荷载的选用作用于桥梁桩基础上的荷载由基础本身及基础以上的建（构）筑物和其它自然力荷载组成，设计中常分为永久荷载 （恒载）、可变荷载和偶然荷载。永久荷载通常指上部结构的自重以及经常起作用的其他荷载；可变荷载则指车辆制动力，牵引力，车轴横向摇摆力，流水压力以及浮冰压力等；偶然荷载指船撞力、地震力、特殊情况产生的塌方、滑坡、泥石流等的推力和爆炸力等。桥梁桩基所受的荷载多种多样，设计桩基应针对具体情况，按计算目的不同，将荷载组合分为以下两种情况：（1）承载能力极限状态：对应于桩基迖到最大承载能力或整体失稳或发生不适于继续承载的变形。计算应采用作用效应的基本组合和地震作用效应组合。（2）正常使用极限状态：对应于桩基达到正常使用时所规定的变形限值或迗到耐久性要求的某项限值。1.侧向承载力侧向承载力的检核系考量：A）上部结构所容许之变形；B）桩体本身所能提供之水平抵抗力；C）地盘所能提供之侧向承载力。目前大多数规范皆以桩头容许水平变位量�定义基桩之容许侧向承载力。基于防止桩基础发生过大之残留变位量，建议桩头之水平变位量应低于1%桩径或1.5cm（取大值）。目前工程界最常用于估算桩头水平位移的方法为线弹性地基反力法被广泛地应用于计算基桩承受侧向力之变形与桩身内力。2.负摩擦力 若基桩周边地层，因地表填土或抽取地下水等情形以致桩周边地层发生大量压缩或沉陷时，地层相对于桩体产生下移，土壤会拖曳桩周面，产生向下之拉力，使桩轴向之作用力增加，此摩擦力即称为负摩擦力。常�的负摩擦力计算方式有（A）静力学法；（B）贯入试验值经验公式（SPT-N）。此外，建议于考虑地震力、风力、冲击力、车辆等短期载重情况时，可不计负摩擦力之影响。1.基桩间距基桩会有最小间距的规定，主要系考量：（A）减少邻近基桩施工之影响；（B）减少群桩效应之影响等因素。因基桩受载重时，相邻桩间之应力影响圈重迭，将会造成群桩效应，若间距不足，可能导致施工困难或引起承载能力明显降低。若要使群桩受力时各桩彼此不互相影响，其间距通常需迗6〜8倍桩径以上，在工程实务应用上较难接受。世界各国许多规范规定基桩之最小间距约为桩头直径的2至3.5倍。建议最小间距为桩头直径的2.5倍，否则须将水平地盘反力系数进行折减。二、桥梁工程桩基施工工艺及质量控制（一）钻孔灌注桩1.施工工艺施工工艺。钻孔灌注桩的施工流程如下。桩位放样一装设护筒一钻机进场一钻孔一清孔、泥浆检测-*装吊钢筋笼- *下导管4灌注混凝土前的准备工作4钻机移位一汽车吊就位一浇筑水下稔4拆、拔护筒一清理桩头。1.质量控制措施1）施工前准备在桥梁的施工建设中，需要就相应的地理特征以及桥梁的特点进行了解，从而制定出适合于桥梁施工应用的钻孔灌注桩设计。施工前的准备工作包括：①对桥梁的水文地质资料进行了解，并且结合相应的纸设计出能够合理施工的施工方案；②除了合理的施工方案之外，公路桥梁施工前准备包括挂历方式的制定，包括文明施工的规定、安全生产的注意事项以及应对突发事件的应急预案等；③对测量的仪器进行验证以及校正，并且就施工周围的水源以及排水通道进行勘测，观察是否能够满足钻孔灌注桩施工的要求。钻孔灌注桩的原材料以及相应的机械进行检查，确保准备工作万无一失。2）在进行清孔时要根据工程需要和设计要求科学调整孔内泥浆的相对密度，同时，一旦清孔工作基本结束，要注意后续的检测检查工作，着重对位于孔口，孔中部，孔底部的泥浆进行化验，发现问题及时改正，保证工程的质量。3）导管埋深要符合规定，及灌注时间不宜过长，否则会造成混凝土的初凝失去流动性。导管不能漏水、机械要定 期维修和保养，停电等使施工不能连续进行，施工人员应使用发电机是灌注桩连续进行，否则都可造成钻孔灌桩断桩现象的发生。4）当导管堵塞或者拔导管时钢筋笼卡住导管时，在这种情况下，当导管堵塞，我们用吊车吊起一节导轨冲击导管内混凝土使其疏通，然后用高压水冲洗导管后重新浇筑混凝土，同时还可在导管外壁安设附着式振捣器；当导管被钢筋笼卡住时，我们可使导管始终保持在混凝土内上下抖动导管使其脱离钢筋笼。5）试验室要严把原材料进料关。混凝土拌制前，试验室要调整好集料的级配，每次拌制前要测定细集料的含水率，调整好施工配合比，必须用混凝土罐车运输混凝土，以免出现混凝土离析现象；钢筋一定要符合国家规定，符合设计要求，钢筋笼的主筋尽量采用对焊，若采用搭接焊，使其焊口平顺，不得形成错台，以免卡住导管。（二）人工挖孔桩1.施工工艺施工工艺。施工现场中采用人工挖孔桩一般有如下几个步骤：现场准备一释放中线一定位护筒一提吊设备安装一制定出渣路线人工挖掘一护壁一成孔质量检测一下钢筋笼-＞混凝土浇筑。在进行人工挖孔桩之前。应根据桩的轴线向引出四个桩心控制点。并钉牢在桩孔附近的木桩上。 1.质量控制措施1）施工准备。桥梁工程桩基开挖前，人工挖孔桩挖孔之前，需要桥梁工程孔桩中心先进行侧放，从在桥梁工程桩基施工中而形成有一定斜度的排水坡，来保证及时排除桥梁工程施工现场地面积水，最后按照“骑马桩”的形式把桥梁工程施工现场位于挖孔桩中心的十字控制线和高程控制点置于锁口顶面。2）桩孔开挖。挖孔的主要步骤是通过施工人员将桩孔挖开，用吊篮将桥梁工程桩孔开挖后孔内弃土运出，最后采用人工轱辘的方法将桥梁工程桩基进行一定的提升。桥梁工程桩基施工时，桥梁工程挖孔工作与桩孔混凝土护壁交替进行，每挖1.0m就要浇筑一次混凝土对桩孔进行保护，要求混凝土护壁厚度达到25cm且上下尺寸保持一致并与桥梁工程中桩身强度保持一致。在桥梁工程桩基施工过程中，要随时挂线检测桥梁工程桩孔的垂直度、直径等参数，避免在桥梁工程桩基施工中出现误差。3）孔内爆破。首先布孔和对位，再钻孔，进行炮孔检查与装药，堵塞炮眼，最后启动爆破。4）定位护筒时为了保证钢护筒的位置埋设准确、稳固，不出现偏差，应在护筒上部开设广2个溢浆孔，用粘土填实护筒与坑壁之间的空隙。有多个桩孔同时成孔，邻近的孔尽量交错事故，避免桩基之间相互影响，导致周围地基变形土 体划移。5）终孔检查。挖孔到达设计深度后，清除孔壁及孔底浮土、松散层，符合设计要求。6）灌注桩基混凝土。根据地质勘测报告，采用水下混凝土灌注，施工工艺同钻孔桩混凝土灌注方法。7）承台施工桩孔施工完毕后，进行承台的基坑开挖，凿净桩头，地基验槽，砼垫层施工，绑扎钢筋及预埋墩身主筋。侧模采用大块钢模，拼装快，支撑牢固。砼采用砼输送车输送入模，插入式振捣密实。8）钢筋的加工及安装对桥梁桩基工程钢筋加工处理前，要对其进行清洁处理，确保将污渍及铁锈等处理干净，并且要将桥梁桩基工程钢筋调直。桥梁桩基工程施工图纸是作业施工的核心与关键，因此根据桥梁桩基工程图纸上对钢筋型号、结构等的要求来确定所使用的钢才，并且在对桥梁桩基工程钢筋进行加工处理时要严格遵守施工图纸的要求，严把质量关。为保证对所用桥梁桩基工程钢筋合理有效地利用，相关操作人员要认真仔细计算下料尺度。总之，桥梁桩基是桥梁的重要部位，它的质量好坏直接影响到整座桥梁的工程质量。因此，在桥梁桩基的设计和施工中，不仅要依靠先进的科学技术进行设计和施工，还要根 据丰富的施工经验对在施工中出现的问题进行及时处理，避免工程质量事故的发生。参考文献：[1]王荣华.岩溶地质桥梁桩基设计探讨[J].广东土木与建筑，2011，11:33-36+61.[2]宁夏元，尹平保，谢上飞.高陡横坡段桥梁桩基设计计算方法及工程应用[J].公路工程，2012,04:56-61.[3]沈建章，俞勤仙.公路桥梁桩基设计应注意的问题[J].现代商贸工业，2008,02:290-291.'