[12-11 16:59:19] 来源:http://www.tmgc8.com 桥梁工程 阅读:3938次
摘 要:山区因为特殊的地形地质条件,桩基础很难采用钻孔灌注桩,本文系统介绍了山区挖孔灌注桩的施工要点和难点,并给出了详细的解决方案。
关键词:挖孔灌注桩 钢筋笼制安 混凝土浇注 施工
1 前言
随着社会的发展,科学技术的不断进步,我国社会各个领域都取得了突破性进展,交通事业更是突飞猛进,特别是近几年国家为促进消费大规模进行基础设施建设,公路建设迎来了前所未有的大发展。高速公路由东部修到西部,由平原修到山区,由于山区地形、地势的特殊要求,山区高速公路的设计和施工都发生了很大的变化。其中桥梁桩基础施工就遇到困难,平原区通常采用的钻孔灌注桩不适用于山区桩基础施工,因为钻孔灌注桩所需钻机很难就位于悬崖峭壁或特殊地形的山区而且西部山区水资源较为紧张,故在地形地质复杂、水资源缺乏的山区,桥梁桩基础施工不宜采取钻孔灌注桩,比较适合挖孔灌注桩。
如山西省祁临高速公路第九标段的石村沟特大桥,全桥共有78根桩基,主桥墩桩基直径为2m,引桥墩桩基直径为1.5m。主桥墩大都分布在山沟底,引桥墩分布于山坡上。施工队伍进场后决定山沟底的主桥墩桩基础采用钻孔灌注桩施工,但由于地质情况变化,钻孔过程中出现大量砂砾石和大漂石,钻孔1~2m后即出现坍孔,使钻孔难以进行。而山坡上钻孔灌注桩施工所需钻机又无法就位,针对这种情况决定采用挖孔灌注桩的施工方法。
2 挖孔灌注桩施工技术
2.1测量放样
首先应对所有桩位进行测量放样,其位置偏差群桩应控制在100mm的范围内,单排桩应控制在50mm的范围内。当桩位定好后,即可进行挖孔,挖孔直径比设计桩径大30cm。
2.2护壁施工
在挖孔的过程中,为防止塌孔,应对孔壁四周进行支护,在一般情况下可以采用木框架、竹篱、柳条、荆芭、预制混凝土或钢板制成的井圈进行支护,也可以采用现浇混凝土或喷射混凝土护壁。石村沟特大桥桩基挖孔采用与桩基同标号的25号混凝土进行永久性护壁,护壁混凝土与周围土体紧密结合,磨擦力强,并与桩基础形成一个整体,有利于摩擦桩力学性能的充分发挥。护壁结构示意图如图1所示。
2.2.1护壁模板制作与安装
采用现浇混凝土进行支护时,首先应该制模,石村沟特大桥挖孔灌注桩护壁采用圆形钢模,由四块相等的模板组成。模板高1m,其上口直径与桩基设计直径相等,底口直径比设计桩径大10cm。桩基开挖到一定的位置后,在孔的四周绑上钢筋(Ø6.5)网片,钢筋网片间距为20cm×20cm,然后将圆形钢模立好,并使其中心与桩基的设计中心相符,使四周护壁混凝土厚度均匀。当第一节护壁混凝土浇完后,以后进行每一节支护时,均要用垂球检查圆形模板的中心位置,从而保证桩基的垂直度。
2.2.2护壁混凝土浇筑
模板立好后,即可浇筑护壁混凝土,浇筑混凝土时要用震捣棒进行捣固,使混凝土密实,并与四周土体紧密接触,形成一个整体。按照这种方式逐节下挖,逐节支护。开始进行第一节支护时,护壁混凝土应高出地面30cm,以防止四周杂物掉入孔内伤人,下班或挖孔停止时必须将井口覆盖,以防出现安全事故。如地下水较大或遇流砂时,可改为0.5m高的模板加快支护速度。
2.3特殊情况的处理
在挖孔时往往会遇到大漂石,需要进行放炮时应放小炮,以防止损坏护壁混凝土。在放炮以后必须向孔内送风,将烟排出后方可下井继续开挖。在井深10米以下或井内二氧化碳含量超过0.3%时,必须有一定的通风设备,采取通风措施,使井内空气流通,保证挖孔人员的人身安全。
挖孔穿过地下水层时,就会从四周向井内进水,给挖孔工作带来困难,必须及时利用水泵排水。在浇筑护壁混凝土之前,必须埋设4~6个直径2cm~2.5cm的塑料软管(视渗水量的大小而定),然后开始浇筑护壁混凝土,在混凝土浇筑完毕后,护壁混凝土四周的水就可通过塑料管排进井内。等上一层混凝土凝固后,继续进行开挖、绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土等工作。为了便于操作,将所埋的塑料管回迭扎紧,使水不再流进井内。
3 桩基钢筋笼的制作与安装:
3.1钢筋笼的常规制作方法及弊端
桩基挖好后,开始向井内安装钢筋笼,在平原地区施工的常规方法是,先将钢筋笼在平地绑扎好后,用吊车将钢筋笼吊入孔内。但在山区地形比较复杂,吊车及钢筋笼难以运到现场,这种做法是难以实现的,那么就要采取井口现场制作的方法进行施工。在晋交和神延的高速公路桥梁桩基也是采用挖孔灌注桩,安装钢筋笼时,先将钢筋放到井内,在井内进行钢筋焊接、绑扎。但桩基直径毕竟较小,井内范围有限,在井内进行钢筋焊接、绑扎等工作,操作起来十分困难。而且在井内焊接形成的烟雾造成空气污染对施工人员人体有害,钢筋焊接的质量及速度难以保证,而且检查起来也比较困难。因此我们对这种方法进行了改革,在井口上将钢筋笼分段制作,然后将钢筋笼陆续分段放到井内。www.tmgc8.com
3.2钢筋笼制作及安装
在井口上制作钢筋笼前,要先将井口盖住,在井口四周搭设脚手架(如图2所示),利用脚手架进行钢筋焊接、绑扎工作。脚手架高9m,在脚手架的上方摆设横梁,并挂上手拉倒链葫芦,以提升或下降钢筋笼。
在制作钢筋笼时,要严格把关,使加强箍筋和主筋必须相互垂直,主筋间距不超过±20mm的范围,螺旋筋间距不超过+0~-20mm的范围。每节钢筋笼制作好后,用手拉倒链葫芦将焊接好的钢筋笼逐渐放入井内。在钢筋笼的四周按规定焊上定位钢筋,使钢筋笼的中心位置与图纸设计位置相吻合。当钢筋笼放到设计位置后,将钢筋笼悬挂于井内,并在井口用钢管将钢筋笼固定于井内,防止浇筑桩基混凝土时的冲击力造成钢筋笼上浮。
4 浇筑桩基混凝土
挖孔桩内浇筑混凝土时,可能会遇到不同的地质情况,就得根据实际情况,采取不同的混凝土浇筑方法。
4.1混凝土干浇法
在一般情况下,挖孔桩如若是旱桩,孔内比较干燥时,就可以采取“干浇法。”所谓干浇法,是相对于“水下浇筑”而言,即利用串筒或导管直接浇筑混凝土。从井口向下接串桶或导管至距井底1~2m处,并在串桶或导管上面安装一个漏斗,以此将混凝土通过导管或串桶浇进井内。但是,在浇筑混凝土之前必须拌一盘砂浆进行封底,然后再根据混凝土配合比拌制混凝土,并连续、一次性浇筑完毕。在浇筑混凝土时,必须有人在井内用震捣棒逐层震捣,使混凝土密实。随着混凝土的不断上升,逐渐拆除串桶或导管,直到混凝土浇筑至设计标高。
如若井底有少量积水,并难以排出时,就应该根据井底积水的多少,采用干水泥进行封底,然后逐层浇筑混凝土。如石村沟特大桥,主桥墩桩基直径为2m,部分挖孔桩井底有少量积水难以排出,在浇筑混凝土之前,向井底投放一定数量的干水泥将井底封住,然后开始浇筑混凝土,逐层浇筑逐层震捣。有时在浇筑混凝土的过程中,井壁仍有水渗出,这时应不断调整混凝土的坍落度,来控制混凝土的浇筑质量。
在浇筑混凝土时,如遇特殊情况混凝土不能一次性浇筑完毕,就应按施工缝来处理。在施工缝处应埋设上下连接钢筋,所有连接钢筋的截面必须超过桩径的1%。在继续浇筑混凝土之前,必须将混凝土表面凿毛,清理干净后方可浇筑混凝土。
4.2水下浇筑混凝土
当地下水位丰富,渗水量过大难以将水抽干,采用“干浇法”浇筑混凝土比较困难时,就必须采取“水下浇筑法。”采取水下浇筑混凝土必须按程序进行,浇筑过程中,导管埋入混凝土始终不能小于2m,并不大于6m。所浇筑混凝土应高出设计标高0.8m~1m,以利于破桩头后保证混凝土的质量。石村沟特大桥共78根挖孔灌注桩,有6根采用水下浇筑混凝土,其余全部采用旱桩浇筑法。
目前祁临高速公路石村沟特大桥下部结构已全部完成,其中78根桩均采用挖孔灌注桩施工,桩基检测均符合设计要求,无论在技术上还是在经济上都收到很好的效果。
参考文献:
公路桥涵施工技术规范JTJ041—2000 北京 人民交通出版社,2001.
作者简介:郝中海(1972。2)男(汉族)北京,交通部公路科学研究所,工程学士,助理研究员,从事公路工程研究