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新闻资讯:
针对施工工艺中的关键环节,提炼了施工要点或注意事项,并相应地提出了质量控制措施,希望为相关施工人员提供一点参考关键词:桥梁;深水桩基础;钻孔灌注桩 前言 随着交通需求的增长,桥梁跨度的增大以及基础入水深度的增加,尤其是近年来海湾、海峡、跨江大桥不断建设,深水基础的形式不断创新,由最初的沉箱、沉井基础,发展到管柱基础、各种组合基础,再到各类桩基 础、钟形基础、双承台管柱基础、多柱基础、地下连续墙基础等形式,以适应纷繁复杂的建设条件
国外许多国家在桥梁建设中很多采用直径2~4 m的大直径钻孔灌注桩,而且往往采用扩孔方法,直径可达3~4 m,这标 志着桥梁基础工程技术已取得了很大的发展
我国桩基础应用在世界居于首位,探索先进的深水基础施工技术更具有重要意义
本文以长湘高速湘江特大桥为例,探讨了桥梁深水桩基础钻孔灌注桩施工技术
1、冲击钻孔主要工序及要点 1.1 为防止冲击振动使邻孔壁坍塌或影响邻孔刚灌注砼的凝固,应注意:避免相邻两孔同时开孔;待邻孔砼灌注完毕,一般经24 h后,强度达到2.5 MPa方可开孔
1.2 开孔前应在护筒内投入粘土,投入方量与粘土质量有关,一般按护筒内水体积的1.1倍投入
用钻头高频率低冲程造浆
1.3 钻孔操作时要求操作人员注意察看钢丝绳回弹及回转情况,耳听冲击声音,借以判断孔底情况
要掌握“勤松绳、少松绳、勤抽查”的原则
停机时应将钻头提起,防止沉碴埋钻
墩位处应常备打捞钩,一旦掉钻或 卡钻,必须及时处理
1.4 在不同的地层,采取不同的冲程,在同一地层,为防止出现“十字槽”
应间隔一定时间有意识地改变冲程
1.5 当孔内泥浆含量增大,钻进速度明显减慢时,应清除钻碴一次
根据地层情况采用两种清碴方法
1.5.1 在砂土层中采用泥浆正循环清碴,本方法要求泥浆在排出护筒口,流入泥浆池的过程中,有足够长度的循环槽,使钻碴沉淀于槽内,并及时铲出槽外,纯净泥浆通过泥浆泵压回孔底,循环时间与钻碴数量、孔 深、孔径成正比
1.5.2 在岩层中,因钻碴颗粒较粗,为避免重复破碎,提高钻孔速度,拟用掏碴桶清碴
掏碴桶可选用球瓣活底掏碴桶,一般每钻进0.6~1.0 m掏碴一次,每次抽3~4筒,或抽至泥浆内钻碴明显减小,无粗颗粒,比重降至正常为止
1.6 在冲击成孔过程中,为提高成孔效率,应保证在冲程范围内钻头能够以最大的冲击力且保持经常性地冲击新鲜土层
必须勤于观察,做出正确判断,及时调整
1.7 注意保持孔内超压
防止塌孔最主要的办法就是保持钻孔中泥浆对孔壁有一定的向外压力
在整个钻孔过程中,任何时候都必须保持孔中有稳定的水头压力
一般孔内水位宜比孔外水位高出1.5~2.0 m,当孔外水 位发生变化时,应密切观察孔内水位变化及测量孔深,检查孔壁有无破坏,发现问题及时采取措施处理
2、清孔及检孔注意事项 终孔后及时清理,不能停歇过久,以免使泥浆、钻渣沉淀增多而造成清孔工作的困难甚至塌孔
3、钢筋笼制作、安装质量控制 3.1 钢筋笼制作:钢筋骨架保护层、钢筋笼焊接、声测管安装等应符合规范要求
3.2 钢筋笼运输、安装:钢筋笼节段在码头位置下水装船,运输至墩位附近,利用80t浮吊整体起吊直立,钢筋笼吊装应采用专用吊具,防止钢筋笼变形
3.3 钢筋笼的吊装:吊入桩孔时,动作要慢,对准孔中心,对准孔位轻放、慢放
防止刮孔壁
下放过程中,注意观察孔内水位情况,如有异样,立即停止,检查是否塌孔
钢筋笼下放到位后,应与护筒、钻机等连接 牢固,防止在混凝土灌注过程中,发生掉笼或浮笼现象
钢筋笼就位后,其底面高程与设计高程偏差±5 cm,平面中心偏差±2 cm,钢筋骨架垂直度允许偏差为骨架长度1%
4、导管设置注意事项 4.1 封孔导管使用前应预拼,并作水密试验,试压压力取最长孔深孔底水压力的1.3倍
4.2 封孔导管使用前应作预拉试验,预拉拉力取最长导管的自重及导管内充满混凝土的重量计(扣除浮力)
4.3 导管上口设储料斗,储料数量应满足首批混凝土入孔后,导管埋入深度不得小于1m,并不宜大于6 m
4.4 导管入孔后值班技术人员做好测量标记并测量孔深
4.5 导管安装完毕,检查孔底沉淀情况
若孔底沉碴厚度大于50 mm,利用水封导管采用气举法进行二次清孔
5、 灌注桩身水下混凝注意事项 5.1 混凝土灌注工作应连续不间断进行,万一发生混凝土灌注中断事故,应根据导管的埋置深度,间断、少量提升导管,并立即排除故障
5.2 灌注过程中,必须对每根桩做好灌注记录,并按规定留取混凝土试件,每100 m3应制取2组试件,且每根桩一般不少于4组试件
试件放入试验室标养池内养护,养护28 d后试压其抗压强度
5.3 钻孔桩除进行常规质量检测外,尚须进行如下质量检测:钻孔桩混凝土强度达到设计规定后,对桩进行超声波检测
6、钻孔灌注桩施工质量控制和质量分析 6.1 本工程钻孔灌注桩施工主要问题分析 6.1.1 在钻进过程中如遇洪水或高潮水位时,水位变化势必剧烈,会给钻进时带来较大的坍孔风险
6.1.2 深水环境下施工,泥浆指标下降,携渣能力差,易造成钻孔进尺慢,且根据桥址地质情况、砂层较厚,易发生坍孔现象
6.1.3 主桥桩基均为长桩,将导致钻进困难,甚至出现掉钻头现象;成孔后可能出现斜孔、偏孔等现象
6.1.4 混凝土灌注过程中,由于混凝土和易性较差、混凝土发生离析,或因导管埋深过大、导管提空等,导致断桩
6.1.5 由于本工程钻孔深度大,成孔周期长,在钻孔过程中极易出现缩径和护筒底部漏浆等现 象
6.1.6 由于本工程钻孔灌注桩具有桩长、桩径大、混凝土方量大等特点,在混凝土灌注过程中易发生混凝土堵管现象
6.2 施工过程中采取的主要保证措施 6.2.1 防塌孔措施 (1)配备大功率、性能好的钻机,选择合理的钻进参数如泥浆性能指标、钻压、钻速等
(2)由具备丰富施工经验的技术工人参与施工,强调以预防为主的指导思想,避免塌孔事故的发生
因为上游的铁路桥施工单位也是中铁大桥局,故选择在上游铁路桥的施工队伍,对桥位处的地质情况较熟悉
(3)根据不同土层选择与之相适应的钻进方法
(4)当河床水位变化时,或钻至砂砾土层漏浆严重时,及时调整孔内水头,保证孔内水头在任何时候均比最高洪水位或最高潮位高1.5~2.0 m
(5)钻孔施工过程中采用优质膨润土造浆,在钻孔壁面形成一层富有韧性的胶合薄膜,以保证孔壁的稳定
6.2.2 防掉钻头、偏斜孔措施 钻孔施工中采用加扶正圈导正、全孔减压钻进的防斜措施,扶正圈直径比设计桩径小20 cm,扶正圈的位置放在离钻头腰带5~6 m处,必要时也可每钻进20~30 m,加一个扶正圈,以保持钻具的导向性
采用减压钻 进,即钻机的主吊钩始终要承受部分钻具的重力,而孔底承受的钻压不超过钻具重力之和(扣除浮力)的80%
6.2.3 防缩径措施 (1)使用与钻孔直径相匹配的钻头以反循环工艺钻进成孔
(2)在淤泥层和淤泥质黏土层钻进时,采用小钻压、中等转速钻进成孔,并控制进尺,以防止钻孔缩径
(3)在粉质黏土层采用中等钻压、中等转速钻进成孔,并注意扫孔
(4)在粉细砂层采用大钻压、低转速钻进成孔,并控制进尺
(5)当出现缩径时,加大泥浆比重,以稳定孔壁
在淤泥层和淤泥质黏土地层钻进时,容易产生缩径问题,钻进时应注意,每进尺以定深度后,上下提放钻头,重新扫孔,确保成孔直径
(6)根据试验孔的钻进参数、孔径检测匹配情况,适当调整钻头直径及钻进参数,以期达到设计要求
6.2.4 成孔质量检测保证措施 采用超声波孔壁测定仪对孔壁形状和尺寸进行检查和量测,能较准确地发现桩孔的问题所在,然后采取补救措施,保证成孔质量
6.2.5 混凝土浇筑质量保证措施 (1)终孔前进行严格的清孔,使泥浆指标达到相应的要求
(2)尽量保证各项工序的连续性,严格控制混凝土流量和下放速度,保持均匀的流量和流速
保证灌注的连续性,尽量缩短混凝土泵送的间歇时间
如存在其他问题混凝土在短时间内(0.5~1 h)不能搅拌到位时,混凝土泵储料斗内应储备满斗混凝土,间隔10 min泵送两个行程,使混凝土减少泌水率,或放慢放料速度
应及时清理混凝土储料斗中残余干硬混凝土
混凝土导管不宜埋置过深,拆除导管应迅速及时,拆除后导管要检 查密封圈好坏,及时更换密封圈,并保证导管有足够的安全埋管深度
测算混凝土上升高度和导管埋深要勤、要准
(3)选择合理的混凝土配合比,力求和易性好、稳定性好、可翻动性好、自密性能好
6.3 钻孔灌注成桩质量检测和分析 桩基础属于隐蔽工程
为了保证基础的安全可靠,桩基的质量检测至关重要
6.3.1 钻孔质量偏差 钻孔灌注桩的孔位、孔径、倾斜度、孔深、沉淀厚度及清孔后泥浆指标控制标准间表1
6.3.2 混凝土抗压强度试件 在灌注混凝土时,每根桩应制作2~4组(每组3块)的混凝土试块
试块在标准条件下养护,标养到期应进行强度测试,经测试,所有混凝土试块强度均符合设计要求
7、结束语 施工平台搭设后,经现场的位移和沉降观测,结果与有限元分析结果十分吻合,很好地达到了预期的目的和效果,证明了施工平台设计的合理性
按照提出的质量控制措施指导施工,已施工的部分钻孔灌注桩,桩身连 续完整无缺陷,全部是I类桩;桩的倾斜度、轴线偏位等均100%控制在规范允许值范围内,桩身混凝土100%合格
表明所提出的针对本工程深水钻孔灌注桩施工技术措施是切实有效的
参考文献 【1】黄宏伟,张冬梅,杨澄宇.国内外桥梁深基础形式的现状【J】.公路交通科技,2009,19(4):11-14. 【2】左明福.公路桥梁深水桩基础施工【M】.土工基础,2005:11-13 【3】赵明华.桥梁地基与基础【M】.北京:人民交通出版社,2008:45-52. 【4】李跃穗.乌龙江大桥(新建复线桥)深水桩基础的施工技术研究【D】.福建农林大学,2009 要求建设单位有明确的制度、监理单位有明确的目标、施工单位有明确的措施,并在合同文件、监理规划和施工组织设计中有明确、具体的体现
下面对我们在多年的施工过程中常见的八项工程质量通病进行逐一分析,供有关方面参考
一、防护工程和结构物表面粗糙 混凝土结构物表面不光滑,外观不美观,应采用以下方法进行预防: (1)模板面要清理干净
(2)尽量采用刚度好的大模板,浇注混凝土前应用清水将模板湿洗干净,不留积水,模板缝应拼严,控制跑模,防止漏浆
(3)钢模隔离剂涂刷均匀,不得漏刷
(4)加强混凝土配合比设计和生产过程中的质量管理,重视外掺剂的使用研究
(5)混凝土振捣要密实,应不漏振不过振
二、高填土下沉 深填、高填、半填半挖、桥头引道高填土或立交桥互通匝道填方,往往会在通车一段时间后下沉,究其原因,一方面在于施工因素,如压实控制不好、分层过厚、冬施措施不当等,另一方面在于材料因素,如最大干容重及最佳含水量有误、材料压缩系数过大、采用高塑性指数的粘性土等,均会出现此问题,它会使路面变形、开裂或下陷
在工程中宜采用以下措施予以控制: (1)按路面平行线分层控制填土标高,按试验路路基填土厚度的90%来控制规模施工时的填土厚度
(2)在新旧填土的衔接处,严格控制填土接茬台阶的最小长度,以避免接茬处超厚,压实不足
(3)防止漏夯或夯实不足,严禁超厚填土
(4)在机械难于压实的地方,用适当的小型机具进行补充夯实
(5)冬季施工时应使土在未受冻的情况下回填压实,避免填土压实密度严重不均匀而造成土体下沉
(6)回填几种土时,不能仅用某一种土的击实试验得出的密度标准作为所有填土的压实度标准,而应按填土的不同类别,做相应土的若干组击实试验,取值应符合相应规定
三、沥青路面早期破损 是指路面在竣工后通车不久或一、两年内出现多处或大面积裂缝、破损
预防措施有: (1)不要片面追求个别指标不合理的高水平,要全面考虑基层、面层的综合强度、舒适性、安全性和耐久性
(2)在沥青混合料摊铺碾压中,严把沥青混合料进场摊铺的质量关,严格控制摊铺和初压、终压的沥青混合料温度,严格按碾压操作规程施工,防止横向裂缝的产生
(3)严格按照《沥青路面施工及验收规范》做好纵横向接缝
(4)控制沥青混合料所用沥青的延度,或采用改性沥青
拌制沥青混合料时,防止加热过度,避免沥青混合料“烧焦”
(5)在特殊潮湿、寒冷、高温地区要使用新型沥青混合料
四、桥梁伸缩缝和桥头跳车 由于桥头填土的沉降与桥台沉降有差异,以及伸缩缝、桥头搭板做得不好,在桥台处形成台阶,影响行车的舒适和安全,并对桥梁产生很大的冲击力
在施工过程中应注意以下几点: (1)桥台后背填土应选用排水和压实性能好的回填材料,以达到最好的压实度,减少路堤填土的沉降量
(2)对于桩柱式桥台,应先填方,待填方充分沉降后,再修建桩柱式桥台,从而减少结构物与填土的沉降差
(3)选用性能好的伸缩缝,并精心施工,以保证桥面伸缩缝处的平整完好
(4)采用有效措施尽量减少桥面铺装层的裂缝
(5)做好桥头搭板或采用土工格栅等新技术进行过渡
五、软土地基超限沉陷 软土具有含水量大、抗剪强度低、承载能力低的特性
在软土上修建路基或桥涵构造物基础易出现压缩沉降、滑陷、坍塌等
对软土地基主要采取以下方法: (1)采用换填渗水性良好的土,对基底进行加固
(2)设置白灰粗砂桩,此法适用于粉砂土质、含水量大的软土地基
软土地基成孔后,筛选生石灰块加水泥、粗砂拌匀后填充,用木棍捣实,当生石灰块遇地下水消解后,填充料体积膨胀,起到挤压土基作用,提高了路基承载力
(3)石灰、水泥稳定碎石法:是用于苇塘、稻田、藕池的沼泽地区路基的处理
排水、清淤、清除草根植被后,将石灰和水泥混合,再将碎石与混合料拌和均匀,然后摊铺压实养护
(4)对路基采取强夯、预压等措施或使用土工织物
六、预应力结构孔道压浆不实 由于灌浆强度低,在孔道内填充不饱满,易产生预应力钢筋的锈蚀,对于通过灌浆握裹钢材来传递预加应力给结构混凝土的作用将有所削弱
施工时应采取以下方法进行控制: (1)灌浆用的水泥应是新出厂的,标号不低于425#的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥
(2)灰浆的配合比,必须结合施工季节、使用材料、现场条件等灵活选取,并通过试配试验确定
(3)灌注前应检查灌注通道的管道状态是否通畅,对孔道应在灌注前用压力水冲洗
(4)张拉后应尽早进行孔道压浆,压浆应缓慢、均匀、连续进行
(5)每孔道应一次灌成,中途不应停顿
七、路面不平 路面不平出现的主要原因有:基层平整度控制不严,甚至出现波浪式起伏;路面施工控制不力,摊铺机及压路机的操作人员水平较低;基准线或滑靴失控,从目前路面施工情况看,滑靴已基本取代基准线但仍有其局限性
因此,施工时应从路基开始层层严格控制高程和平整度
并在保证压实度的基础上,合理控制路面面层微观构造和外观构造平整度
八、水泥路面断板、开裂 由于土基强度不够或不均匀,或在春秋两季施工的混凝土路面白天与晚上的温差大,而产生较大的翘曲应力致使板体开裂
在施工过程中应严格控制路基和基层的密实度、强度、稳定性、均匀性
控制混凝土所用原材料特别是水泥的技术指标,使用合格路用水泥和低碱含量水泥,同时禁止使用小窑水泥
另外,板块混凝土的过振,会产生分层离析,也将导致板块裂缝,所以振捣时要注意易产生不密实的部位的振捣,防止发生过振产生的混凝土分层
根据近几年的研究表明,为防止断板、开裂现象的发生,可采用碾压式干硬性混凝土,同时预留的伸缩缝必须符合要求
总之,公路工程质量通病的治理必须思想上重视、管理上及时、技术上合理、措施上得力,建设、设计、监理、施工各方面、各环节齐抓共管,才能使我们的质量有根本的改观,才能建成精品工程
因此,我们只有认真研究分析施工中的可预见因素,针对不同的影响因素抓好施工中的每一个环节,同时要加强现场管理,精心组织,以保证完成高品质的工程,避免不必要的损失
这就要求我们每一个人,从自身做起,提高质量意识,把好质量关,真正做到质量责任,重于泰山