论某桥梁桩基工程的施工要点.pdf

'交通建设建向国蓑商2012年5月论某桥梁桩基工程的施工要点林贻银(福建省五洲建设发展有限公司厦门分公司)摘要：本文作者结台多年工作经验。主耍阐述了菜桥粱桩基工程在软土地基中的施工工艺控制要素、施工设备配置．事故的颅防及处珥|措施等．供同行参考。关键词：桩基工程；施工技术；事故分析；预防措施引言钻孔灌沣桩技术，因其对各种t：层的适应性强，无挤土效应，无震害，噪卢小，承载力岛等优点，在桥梁丁程施工中得到r广泛的应用。桩基础施工质每，尤其是深擗基础，足桥梁施1=中最重要的一环，稍有不慎，就会造成质鼍事故，扶ffl)影响1二枉的安全使用、工程造价及工期。桩基础施工足地F基础施工．与地F地质情况密切相关。笔者拟结合对某桥梁深枇基础施工的实例，谈有关桥梁深桩螭础在软土地犟中的施工技术及施工沣意事项。1工程概况福建某地区快速路，全长3633m，其中2座特大桥，总长3040．53m，530根桩摹础．最深桩80m，最浅桩45m。大部分桩基为65m以上的深桩基础。伞标段地质蓐，为软{：地区，软卜厚度达到26．9m，液化砂土lOm，桩摹础依次穿过软弱地层，黏卜层，中、细砂层及岩石风化培，设计桩摹终孔要求入令风化花岗片岩25m，强风化往岗片岩15m或弱风化花岗片岩3m。2桩基础施工技术该标段桩皋施工特点：桩基础要穿越30rn的深化软弱层+且大部分为深桩基础．最长为80m，同时工稃量人，工期短。故要求施1=单位从机械设备、场地平整、原材料，施工人员，管理人员等各方面加大力度，严格把关。由下桩摹深，一旦一根枷出现质量事故，则返工时间长，间时后面墩柱、盖粱、絮粱等一系列旌T将受刮影响。该工稃树基础从第一根栅施工开始垒全部完工，历时147d，经试验检测．一娄柑85．3％，其余全为二类桩，保证了项目总体工程的顺利进行。1午施工过程中，项日部针对国内很少出现的这种在软土地基上施工的深析基础，专门成立r科研小组，做到有预见性，处理削题及时。2．1钻机选择根据地质情况及以律的施下磐验．决定在P部土层用目前世界上最先进的旋挖式钻机进行施工，F部岩石层采用冲击钻机施工。2．1．1旋挖式钻机之所以选用旋挖式钻机是基于以下4个方面的考虑：①该钻机冒于可自行行止的履惜式底盘上，桩之间移位非常方便，一般仪需几分钟即町移机就位，大大铮省r移机的时间。②该钻机底微可伸缩凡lⅡ以自动整平，钻塔垂直度及钻机深度均宵仪表显示。钻机自动乖直。且有导向杆对钻杆进行导向，钻进时非常稳定，成孔的桩位偏蕞、垂直度都非常理想，若采取冲击钻机，凶为机庵置丁．软七地基上，施工时容易K缩地基产生晃动，造成桩位偏移。③该钻机速度快，成孔周期短，并叮选用4if司形式的钻头适应软弱土层、砂层、风化岩层等．使钻孔快速穿过复杂地层。经过比较，相㈦条件下，旋挖式钻机完成的数量相当于一般箱卧式钻机6—10倍。④该钻机钻进过程中通过挤压孔壁挖掘成孔，凼此，孔壁稳定坍塌擞少，解决了在软土层中施工时容易坍孔的问题。2．1．2冲击钻孔旋挖钠机钻至土石分界线后．将旋挖钻机移走到下一撤桩，采并j25t汽车配合冲击钻机就能。冈为冲击钻孔在岩层中施J二比旋挖机要快，且根据该工稃地质情况．要先穿越全风化层，强风化层，再到弱风化层，穿越岩层厚度较长，故采用一根桩换机钻彳L方式保证施工质茸，同时也保证了旌工进度。2．2场地平整根捌现场情况。在软弱地基上进行柿基施工，场地平整是控制工程质磕较重要的⋯环。因为钻机半l辫存软t地基E，在施T时，由于软弱地基承载力不够，会造成钻机下沉、偏移，从而导敛桩位偏移。实际施上中，桩基偏住情况是很严重的。对此类地基，采段的措施是消除杂草、耕植土，根据地质情况，换填，>60cm的右屑并胜实，使底座和顶端平稳，同时，作业场地应有利J：排水。防止渗、降水和雨水而影响施_亡，采用排水沟或集水坑排除基坑存水。2．3护简埋设对软弱地基，钢护筒埋设也是很晕要的一环：因为软弱地基流埙性大，在钻孔过程中，易破坏土体平衡．软弱十层向冲孔处滑移，引起缩颤、塌落王见象，尤其在灌fE混凝七时．出现这种情况，擞易造成桩基夹层，出现3类桩及尽合格桩，故最好把护筒穿过淤泥层。打到黏土层处。护筒采用钢护筒，钢板厚I>6mm，直径比桩径大10—20cm，护筒用振动锤打入，护简顶标岛比地面标商高20--30em。为防止护筒存打入和成孔过程【{】发生卷151、压扁等现象，护筒顶端、底端以及筒身每陷2m处采用lOmm厚的钢板条加强。护简周隔填L必须分层雎实，使其存钻孔过程中不能位移，同时护简中心竖直线应与桩的中一15线蓐合，平面误筹捧制在30mm内．竖直线倾斜不大于0．5％。护筒叫周埋没好护桩，以便及时检查桃孔中心的情况，护桩要放在比较稳定的地方，尽鼙减少桩基施工时对护桩的·4-*+*+-+一w+一+一+斗—+—+—+-斗斗—+．一+-+—+-+·+-+-+-+-+·+-+呻-+呻-+-+-+·+-‘卜+-+-+-+-+-+·‘卜-■p-+-+-+斗呻-+。。卜‘长转动时上=部摆动过大的问题，通过钻杆上提引水龙头的挖制，使得钻孔沿导向架对中销进；接着梭部就班柃台钻杆接头，发现=E动钻杆弯曲等情况，虚该马上诟整或者调直：在软、硬地层倾斜地段，通过吊着钻杆控制进尺，利用fol填片或者卵钉冲平，再低缓钻进；存孔偏斜的位置吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔IE直，如果偏斜情况一般严重的，nr以将砂枯土}口1填到偏斜处。等到砂粘t况秘密实后再继续钻进。如果偏斜情况相当严重的，可考虑设胃少星炸药进行爆破，然后回填砂类土和砂砾石到爆破化置，进行革新冲钻。(2)钢筋笼上浮原因：钢筋笼r浮于桥梁钻孔灌注桩旋工的混凝土浇筑，上烀的原冈很多，除了一些类似导管提升挂钩等显而易见的嗯因，主要原因还有钢筋笼底LJ与混凝土表面过于接近，当导管底口在钢筋笼底口的2。3m位置以F，过快的混凝土灌注速度导致混凝n}：下落并冲出导管底L1，向上反冲，崮此钢筋笼上浮。另外当混凝土的黾过多，导致导·220·管埋深过大，这样钢筋笼在较大反冲力作用下，会出现E浮现象。防范措旌：将草物加压j：钢筋笼I-，根据T程实际需求，在钢筋笼上端焊接比较辊的钢筋，使钢筋笼固定律铡护筒顶部施1=平台上：钢筋笼上片j细钢筋加焊防浮倒刺；小步提升导管，保持埋管深度大于等于1．5m，以防止在混凝士上升军钢筋笼底部附近时出现的钢筋笼上浮，同时还要逐步减缓涩凝七的灌注速度。5结束语桥梁钻孔灌注桩工序繁多，因此在施工过程中每道下序都必须从严要求．严格把握每道工序质晕，本文对桥粱钻孔灌注桩施工中存在的问题进行分析，做好施工各项技术的检测，及时发现各个施工环节可能出现问题，针对性采取相应的防范捎施，j{育这样桩基的质鲢控制才能得到保证。 影响．必要时请测量组校核。2．4泥浆调制和使用技术钻孔泥浆南水、黏土或膨润土和添加剂按适当配比溶制而成，其性能指标为：相对密度1．2．I．4，黏度22。30，含砂率≤2％，胶体率≥95％，失水率≤20％(mL／min)，泥皮厚≤3mm／30min，静切力3-5MPa，酸碱度DH为s～11．该杯段桩径为150era和130cn两种，桩基很深，对泥浆要求很高，故在成孔过程中，试验人员要经常检查泥浆的各项指标，并根据4；同地质情况调整指标，保证泥浆质量浓度1．2t／m3以上，以保iJf!成孔质量。2．5钻孔钻孔时．应注意以下几点：(1)只有在中心距离5m以内的任何桩的混凝j=浇筑完毕24h以后，才能开始钻孔，同时，由于为深桩基础，静f钢丝绳一定要加强，以防断缝。(2)开始钻进时应适当柠制进尺，软弱地层钻进时易塌孔，应轻压，低挡慢速，大泵量稠泥浆钻进。(3)在业黏士、沙砾及风化岩中钻进时，因土层较硬．会引起钻头跳动，会出现钻杆摆动较大和钻头偏斜等现象，易使钻头超倚向损坏，此时，宜使用低档慢速并选用优质泥浆。(4)在钻孔过程中，为了加快旌工速度，在进入岩面时可换冲击钻施工。(5)在钻孔过程中，发现斜孔、弯孔、缩颈、塌孔、胃浆等情况时，应立即停止钻进，采取有效措施后方可继续施工。(6)经常检查孔内泥浆面的高度，要保证孔内泥浆面高出地下水位不少于50cm。(7)钻孔过程中，应随时检查护桩，根据护桩检查孔位、桩位及垂直度是否正确。(8)钻进过稃中，应连续钻进，不能中途无故停钻，确实因机械故障需要停机．孔内泥浆仍璺做循环。以防止塌孔。(9)终孔，因为该标段终孔有3种情况，故进入全风化、强风化、弱风化界面时都必须现场取样，若实际地质情况与设计院提供的资料不符时。应及时报监理工程师进行现场处理．按实际地质资料重新确定桩长。2．6超前钻根据现场地质情况，个别孔位桩底有夹层出现，故必须进行超前钻，钻至孔位3D(桩径)以下，根据地质情况确定桩长。而相邻施工单位由于没注意这个问题，在抽芯检测时发现桩底下部有夹层，承载力不够，再处理起来时很麻烦的，基本上会报废重钴，这是值得记取经验的教iJII。2．7清孔成孔工序验收合格后，进行第一次清孔工序的施工。清孔采用换浆法施t，即钻孔完成后，提起冲锤至距孔底约20cm，然后，以相对密度较低的泥浆堆力，逐步把钻孔内浮悬的钻渣和相对密度较大的泥浆换出。清孔时试验人员应如实、及时反映孔底深层情况，做到心中有数，避免加入过晕清水，泥浆比重迅速降低『向造成人量沉淀，尉为擗基较深。清孔要认真操作，不得用加深来代替清孔，在我标段，因为泥浆中含砂较多，采取了隔砂机隔砂，加快了施工进度，郊果很好。2．8钢筋笼制作钢筋笼除按图纸施工外。蕈点是因为桩基础较长，故钢筋丰筋与加强筋、箍盘要全部采用点焊，下管时要对准桩位中心．节与节之间采用双面焊，要仔细榆奁，以防漏焊或焊缝不饱满，达到设计标岛时四周固定4根吊轩(吊杆采用直径28ram的钢筋JJN-E)，防止钢筋笼下沉或浇筑混凝土时上浮，严格控制管顶标高。2．9混凝土灌注钻孔桩采用C25混凝土。灌注前应用导管对孔底进行扰动，减少泥浆沉淀。二次清孔复测孔底标高．检查沉渣的厚度，判断是含达到设计要求及满足滞沣要求．混凝十采用商品混凝1：泵送。要求坍落度18。20cm．2h析出的水分不大干混凝_士：的1．5％。因为足深桩。浇筑应尽罱缩妞时间，连续作业，浇筑工作应控制在首批浇筑的混凝土仍具有塑性的时段内完成。导管安装时，虑注意：对于深桩，采用直径280mm的导管，用吊车将吊管吊入孔内，位置应保持居中，导管下口与孔底距离保留30。50cm左右，导管使用前及浇筑4．5根桩后要检查导管及其接头的密}}{性。确保密封良好。2．10水下浇筑混凝土的技术要求(1)首批灌注的混凝土数景应能保证将导管底部埤入1m深，即可连续灌注。灌注过程中经常检测混凝土面岛度，控制导管埋置深度在2。6m内，以防水涌入导管。(2)灌注过程要连续进行，并边灌注混凝土边提升和反插导管边拆除上节导管．使混凝土经常处于流动状态，拆导管时间要快速，时间不超过15min。(3)在灌注过程中。当导管内混凝土不满，含有空气时，后续的混凝土应徐徐灌入漏斗和导管．不得将混凝土整斗从上面下倾入管内，以免在管内形成高压气囊．挤H{管节的橡胶密封垫。(4)混凝十灌注时如果天气炎热，为"广降温．可采取加冰措施，经该标段试用，效果很好。(5)水下混凝士灌}丰到桩顶标高时．要增加1．0，2．0m厚，在接入承台之前拆除部分松散的桩头。3深桩基础施工常见的事故及预防措施3．1坍孔坍孔顶防处理原则如下：(1)保证钻孔泥浆各项指标满足规范要求。(2)保证钻孔时有足够的高度，在不蚓覆盖层选用不同的转速进入。(3)回填砂和黏土的混合物到坍孔以上l。2m重钻。3．2钻孔偏斜和缩孔钻孔偏斜和缩扎可能由下列原因所致：①因置于软土地基上，打桩机基础硬化4i够，导致机身移动或产生不均匀沉陷；②钻孔中遇到较大的孤石或探头石，扩孔较大处钻头摆动偏向一方；③在有倾斜度的软弱地层交界处，钻头受力不均；④凶桩基础比较深，钻杆弯曲接头不JE；⑤在软十地层钻进过快，水头压力差小。预防处理原则如下：(1)场地必须硬化好。钻进时委经常检查钻头中心、孔位中心是否在一条线上，如有偏差要及时校正。(2)在有倾斜的软弱地层中钻进时，采取减压低速钻进。(3)钻杆、接头逐个榆奁，及时调整，遇有偏斜和缩孔时，用检孔器探明位置情况，反复扫孔，严重时，回填黏土重钻。3．3掉钻主要原因是桩摹础比较深，钢丝绳的强度满足不了要求出现断裂，或钻进时强提强扭、钻杆接头不良等。预防处理原则：根据孔深计算钢丝绳承受能力，选择优质材料。在钻孔过程中注意操作，处理方法有采用打捞叉、打捞钩等器具，该工程因地质情况特殊，施1=过程中还采用了潜水员入水打捞技术。3．4断桩和桩基夹层对于深桩基础，浇筑时间较长，如混凝土供应不及时，或坍落度控制不好，水化热过高，都会使桩基混凝土流动性减少，灌注时翻浆不起来而出现断桩；灌注到软土层时，如泥浆浓度控制4i好，会导致软土层塌陷。形成夹层，质景满足不了规范要求。预防处理原则：合理安排施工，尽量避免在白天高温时施工。加强与搅拌站联系，配备足够的运输设备，混凝士运到施工现场时试验人员必须对坍落度严格把关。在该工程施工中，我们采用了加冰降温的办法，很可取。4结语综上所述，桥梁深桩基础在软土地摹上进行施工，桩基质量事故屡见不鲜，且负向影响很大。技术人员对此问题的重视程度和施工队伍的施工绎验对杜绝此类质量事故的发生是很重要的。只要技术人员呼持科学的态度。认真分析、共Ji4探讨，就能杜绝质量事故的发生，就能保证工程的顺利进行。．221·'