關(guān)于軟土地基中橋梁深樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的討論
2016-06-06
一、引言
鉆孔灌注樁技術(shù)在橋梁工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用，其具有小的噪聲、高的承載力、沒有震害的可能及對(duì)各種土層的適應(yīng)性較強(qiáng)并且沒有擠土的效應(yīng)等方面的優(yōu)點(diǎn)。樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量是橋梁施工中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，特別是深樁的基礎(chǔ)稍有不注意，就會(huì)造成工程造價(jià)的增加、工程安全使用得不到保證、或是工期的延誤等的嚴(yán)重后果。
二、軟土地基中橋梁深樁基礎(chǔ)施工技術(shù)
樁基礎(chǔ)施工與地質(zhì)情況有著直接的關(guān)系，是地下基礎(chǔ)施工的范疇。本文結(jié)合某工程實(shí)例的橋梁深樁基礎(chǔ)施工，在軟土地基中對(duì)橋梁深樁基礎(chǔ)的施工技術(shù)等進(jìn)行一些必需的探討。
1.工程實(shí)例
本工程橋梁位于我國(guó)某地區(qū)的高速公路上，高速公路總里程數(shù)為3.9km，高速公路全段有兩座特大型的橋梁，總長(zhǎng)度為3.6km，共有548根樁基礎(chǔ)，最深的樁基礎(chǔ)有82m，而最淺的有45m，大多數(shù)的樁基礎(chǔ)深度也在68m以上。本工程的全標(biāo)段地質(zhì)狀況較差，大部分都為軟土層地區(qū)，砂土中液化類型的深度有12m，其軟土的厚度達(dá)到29m，本工程樁基的設(shè)計(jì)最終孔達(dá)到27m巖石風(fēng)化層的深度。本次的工程實(shí)例中橋梁的樁基礎(chǔ)從上到下依次穿過軟弱土層、黏性土層、中細(xì)砂土層及風(fēng)化的巖石層等。
2.橋梁樁的基礎(chǔ)施工工藝分析
在施工的設(shè)計(jì)中，工程的施工量大，工期較短，大部分的根樁基礎(chǔ)是深樁基礎(chǔ)，根樁基礎(chǔ)穿越的深化軟弱層達(dá)到了32m，并且樁基礎(chǔ)最長(zhǎng)的達(dá)到80m。若是某一樁基礎(chǔ)質(zhì)量出現(xiàn)問題，由于本橋梁根樁基礎(chǔ)的深度較大，就會(huì)影響后期的橋墩、蓋梁及架梁的施工，需要更多的時(shí)間來(lái)對(duì)其進(jìn)行彌補(bǔ)。根據(jù)該標(biāo)段樁基礎(chǔ)的施工特征要求施工公司從相關(guān)的施工人員，機(jī)械的具體配置，配備的原材料及有關(guān)的管理人員等方面都要嚴(yán)格的把好每一關(guān)，而且加快工作的效率。
(1)本工程實(shí)例的鉆機(jī)選擇
根據(jù)本工程實(shí)例的施工區(qū)相關(guān)地質(zhì)狀況及筆者之前的施工經(jīng)驗(yàn)，在上部的圖層上，決定使用國(guó)際上最先進(jìn)的旋挖式鉆機(jī)對(duì)其進(jìn)行鉆探及施工，從施工的工程到地下的巖石層使用的是最先進(jìn)的沖擊鉆來(lái)進(jìn)行。對(duì)使用旋挖式鉆機(jī)選擇有以下三點(diǎn)理由：首先是該鉆機(jī)的地盤能夠?qū)崿F(xiàn)伸縮及自動(dòng)的進(jìn)行調(diào)整等，塔的垂直度和鉆機(jī)的深度都是可以通過操作板顯示的。給予自動(dòng)垂直的鉆機(jī)及安裝導(dǎo)向桿的鉆桿導(dǎo)向，就會(huì)提高鉆進(jìn)的效果。其次，旋挖式鉆機(jī)有著很快的鉆進(jìn)速度，鉆孔的形成時(shí)間過短并且可以根據(jù)不同的土層來(lái)選擇適合的鉆頭進(jìn)行施工。最后，該鉆機(jī)可以放在履帶式自行移動(dòng)的安裝底盤上，使根樁之間的移動(dòng)較為容易，需要僅僅幾分鐘的時(shí)間就能夠到位，這就節(jié)約了移動(dòng)的很多時(shí)間。
當(dāng)旋挖機(jī)鉆進(jìn)至土層與石層的交界處時(shí)，根據(jù)工程實(shí)例的具體地質(zhì)情況，旋挖機(jī)在巖石層因?yàn)闆]有沖擊鉆的速度，首先一定要穿越較強(qiáng)的風(fēng)化層，然后再到比較弱的風(fēng)化層，中間穿越的巖石層的厚度比較大，最后把旋挖鉆機(jī)移到下一根的樁位，使用25t的大型汽車，配合沖擊鉆到指定的位置，使用機(jī)鉆孔用一根樁置換的方法，能夠比較有效的確保施工的安全和進(jìn)度。
(2)施工的場(chǎng)地平整
根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)地質(zhì)情況，在軟土層地基上進(jìn)行施工，要使質(zhì)量得到保障的條件之一就是場(chǎng)地的平整性。在工程施工的過程中，鉆機(jī)因?yàn)槭俏挥谲浲翆拥鼗厦娴模浲翆拥鼗某休d能力又不夠強(qiáng)，進(jìn)而就會(huì)出現(xiàn)鉆機(jī)偏移甚至下沉等的狀況，最后使鉆樁位出現(xiàn)偏移現(xiàn)象。在真實(shí)的施工當(dāng)中，樁基偏位的后果是很嚴(yán)重的，針對(duì)這種狀況，應(yīng)該根據(jù)地質(zhì)的實(shí)際情況，大于60cm的石頭碎屑對(duì)其進(jìn)行換填、填壓，需要保證頂端與底座之間處于十分平穩(wěn)的狀態(tài)。并且施工的管理人員應(yīng)及時(shí)的拔出雜草及做好排水工作，要防止發(fā)生泄漏事故。
(3)鉆孔的相關(guān)注意事項(xiàng)
在進(jìn)行鉆孔時(shí)要注意以下幾個(gè)方面：首先鑒于工程的根樁深度較大，樁的鋼絲繩為了防止斷絲現(xiàn)象特別要加強(qiáng)，并且保證要在中心距離5m之內(nèi)的每一個(gè)樁的混凝土澆筑完成24h后進(jìn)行鉆孔。然后，軟土層會(huì)較容易發(fā)生踏孔的現(xiàn)象，在最開始鉆孔時(shí)要嚴(yán)格控制好進(jìn)入的具體尺度問題，所以要放慢速度低檔的施工，輕輕地向下壓去。最后，若是當(dāng)鉆到風(fēng)化沙礫粘土巖石層時(shí)，因?yàn)檫@個(gè)土質(zhì)層特別的硬，有可能會(huì)出現(xiàn)鉆頭跳動(dòng)等情況，較為容易出現(xiàn)偏離測(cè)好的鉆孔或是鉆頭被破壞的現(xiàn)象，所以要選擇較慢的速度低檔進(jìn)行以及質(zhì)量?jī)?yōu)秀的泥漿灌注。
(4)關(guān)于超前鉆的技術(shù)
根據(jù)施工區(qū)地質(zhì)的相關(guān)狀況，一定要實(shí)施超前鉆，因?yàn)橛袀€(gè)別的鉆孔位樁低出現(xiàn)了夾層，所以鉆至空位樁徑下面的地方，根據(jù)地質(zhì)的相關(guān)狀況來(lái)確定根樁的長(zhǎng)度。如果在施工時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)這個(gè)狀況，等檢測(cè)時(shí)候才發(fā)現(xiàn)時(shí)，處理起來(lái)就會(huì)變得很麻煩。
(5)對(duì)于深樁鋼筋籠的制造
在制作鋼筋籠的過程中，因?yàn)闃痘A(chǔ)長(zhǎng)度會(huì)比較大，所以除了根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的設(shè)計(jì)進(jìn)行以外，還要加大鋼筋籠的對(duì)接以及焊接的相關(guān)工作，節(jié)與節(jié)之間使用的是雙面的焊接，對(duì)準(zhǔn)根樁的位置中心，要嚴(yán)格的控制好焊接的質(zhì)量，仔細(xì)的檢查，防止出現(xiàn)漏焊或者焊接不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象，要能夠保證設(shè)計(jì)材料實(shí)際的一個(gè)使用效果。
(6)施工中的清孔
成孔工作驗(yàn)收之后實(shí)施第一次的清孔施工工作。在進(jìn)行清孔時(shí)要采用換漿法，提升沖錘離鉆孔底部的距離在鉆孔完以后，大約20cm，然后用密度相對(duì)較低的泥漿對(duì)其進(jìn)行施壓，漸漸的就會(huì)把鉆孔里面的一些密度較大的泥漿及鉆渣給置換出來(lái)。相關(guān)的試驗(yàn)者在進(jìn)行清孔的時(shí)，為了避免加入過多的置換水，造成大量的泥漿沉淀，要及時(shí)正確的反映孔底內(nèi)部的情況。因?yàn)闃痘貏e深，清孔工作就會(huì)顯得更為重要。
(7)混凝土的澆灌
工程在進(jìn)行二次清孔時(shí)要認(rèn)真檢查泥漿沉淀的厚度，反復(fù)測(cè)量孔底的標(biāo)準(zhǔn)高度，從而判斷工程是否已經(jīng)做到了澆筑的需求。本工程實(shí)例的鉆孔樁使用的混凝土是C25型的，用導(dǎo)管對(duì)鉆孔的底部進(jìn)行擾動(dòng)應(yīng)在澆筑步驟之前，能夠更好的降低泥漿的沉淀量。由于是本工程是深樁基礎(chǔ)，因此要盡可能的減少澆筑的時(shí)間，來(lái)保證澆筑的一致性及連續(xù)性。
三、在軟土地基上的深樁基礎(chǔ)施工事故的預(yù)防
1.樁基夾層和斷樁做好預(yù)防
如果在實(shí)施軟土層灌注時(shí)泥漿的濃度沒有控制好，就會(huì)致使軟土層的塌陷，進(jìn)而工程的質(zhì)量就會(huì)得不到保證；對(duì)于深度較大的根樁基礎(chǔ)，如果是坍落度沒有得到較好的控制或者是混凝土沒有及時(shí)的實(shí)現(xiàn)供應(yīng)，澆筑的時(shí)間過長(zhǎng)都可能造成樁基的混凝土流動(dòng)性的降低減弱，從而致使灌注時(shí)翻漿不夠到位而導(dǎo)致的斷樁事故。預(yù)防事故發(fā)生需要盡量要減少在高溫的環(huán)境下施工，合理的處理好施工的安排，配置充足的運(yùn)輸機(jī)械，加強(qiáng)攪拌工作，做好混凝土的監(jiān)管試驗(yàn)工作。
2.施工中出現(xiàn)的鉆孔縮孔偏斜
導(dǎo)致鉆孔縮孔偏斜的幾方面原因有：一是鉆的過程中碰到了較大的石塊；二是打樁機(jī)的硬化達(dá)不到要求；三是在有傾斜度的軟硬土層的交界處造成了鉆頭受力不夠均勻；四是操作的不正確。預(yù)防這樣的事故的措施如這些：檢查一下鉆桿的接頭；采用減壓低速鉆入在傾斜度較大的底層鉆進(jìn)時(shí)；鉆進(jìn)的場(chǎng)地要硬化好等。
3.施工中出現(xiàn)的掉鉆
出現(xiàn)的掉鉆主要是因?yàn)樵阢@進(jìn)的過程中強(qiáng)提硬扭，鉆頭接觸不良，或是根樁基礎(chǔ)的施工深度偏大，采用的鋼絲繩的高強(qiáng)度的工作要求得不到很好的保證等。預(yù)防掉鉆事故的處理需要在鉆孔時(shí)候注意安全的操作，可以使用打撈叉、鉤等器具，按照一定的鉆孔深度進(jìn)行鋼絲繩的承受能力計(jì)算，選擇材質(zhì)較好的鋼絲繩施工裝配。
四、結(jié)束語(yǔ)
橋梁的深樁基礎(chǔ)若是在軟土地基上進(jìn)行施工，樁基質(zhì)量事故就會(huì)頻頻的發(fā)生，負(fù)面影響也會(huì)特別大。工程技術(shù)人員對(duì)這之類的問題重視的程度和施工隊(duì)伍的相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)防止在以后這之類質(zhì)量事故的發(fā)生起著十分重要的作用。只要技術(shù)人員能夠堅(jiān)定自己的科學(xué)態(tài)度，認(rèn)真對(duì)工程進(jìn)行分析探討，就能夠保證工程的順利及及時(shí)的防止之類的質(zhì)量事故出現(xiàn)。
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