桥梁桩基础施工技术与局部缺陷的处理方法.doc

桥梁桩基础施工技术与局部缺陷的处理方法
摘要：桩基质量将直接影响桥梁的整体质量本文针对对桥梁桩基混凝土施工技术问题及桩基础施工中存在一些局部缺陷问题进行了探讨。
关键词：公路桥梁 桩基础 施工技术 缺陷处理
bridge pile foundation construction technology and local defect of the processing method
yang ling
anhui province road &bridge group engineering limited liability company
abstract: the quality of pile foundation will directly affect the overall quality of bridge based on the concrete construction of the bridge pile foundation of pile foundation construction technical problems and defects existing in some local problems were discussed.
key words: the highway bridge pile foundation construction defects treatment technology
公路交通的大发展为公路桥梁建设带来了良好的机遇。而在公路桥梁基础选择时，桩基础以其承载力高、稳定性好、沉降量少、用料省、施工简便和改善劳动条件等优点得到了广泛应用。桥梁桩基由于深埋在地表下,而且多数施工区域地下水较高,因此桩基的质量一直都较难以控制。
一、 桥梁工程桩基施工混凝土中的技术问题
1、桩孔定位:施工前,根据桩的轴线,引出每个桩位的十字中心线,中心线用小钉钉牢在桩孔附近的木桩上,桩位偏差控制在10mm以内,且标桩埋设牢固有醒目标记。
2、护筒埋设:护筒一般应用工具式钢护筒,采用回转钻时,内径比钻头直径大100mm,上部开高设1～2个溢浆孔,护筒的位置埋设准确和稳定,护筒与坑壁之间用粘土填实,护筒排浆口与泥浆沟相通,护筒中心线与桩位线偏差不大于50mm,护筒在粘性土中埋深1.0米,护筒上口高出地面100～200mm,为避免泥浆面上下浮动,冲刷孔壁引出引起坍孔,保持孔内浆面高出地下水位1.0m以上。
3、钻机就位:钻机就位保持平衡,在钻进作业时,不发生倾斜移位,事先在两个方向用经纬仪测定钻杆垂直度,使钻杆垂直度偏差控制在0.2%以内,钻头对孔准确,钻头中心与护筒偏差不大于15mm。
4、制备合格泥浆:泥浆材料用塑性指数i p≧17的粘土,自来水如井水、河水时,其ph值为7～9,加适量的膨润土,分散剂和增粘剂搅拌而成,泥浆循环系统设置循环池、储浆池和沉淀池,其布置按三倍的出土量计算现场安排一辆车,随时外运泥浆,泥浆在存放过程中不断地用泵搅拌循环池泥浆,使之保持流动状态,由专职检查人员每天按规定时间对泥浆进行检查,每天检查不少于两次,现场检查两个指标:比重和含沙率,泥浆的技术指标符合:比重:1.1～1.3;含沙率不大于4%;胶体率95%以上;粘度:18～22s;ph值≥6.5。
5、成孔与清孔:可根据具体工程情况选用泥浆正循环和反循环方法作业,不同类型的土层采用不同的钻头,一般粘性土、淤泥和淤泥质土及砂土,选用鱼尾钻或笼式钻头,穿过不厚的砂夹卵石或在风化岩石层钻进时,选用镶焊硬质合金刀头的笼式钻头,锥角可小些,必要时采用组合牙轮钻头或冲式钻头,在钻孔过程中,每前进5米左右,测量一次孔壁的垂直度。直到设计孔底标高,经常对孔深、孔径、桩孔垂直度进行检查,确保能够满足设计要求,即进行清孔,清孔时要保持孔内泥浆面不降低,防止缩孔、塌孔,在钢筋笼入孔与安放导管后,混凝土灌注前,对孔底用优质泥浆二次清孔,使沉淀物漂流溢出,灌注前孔底沉渣厚度不大于100mm。
6、钢筋笼吊放:钢筋笼预选按设计图纸制作成型,为保证钢筋笼在运输、吊装过程中不发生变形,用螺旋或焊接环形箍筋,每隔2米加设一道加强箍筋,并逐点与主筋焊牢,钢筋的保护层用预制混凝土小圆盘套在加强箍盘上,既可防止下放钢筋碰撞孔壁,又起控制钢筋笼保护层作用,钢筋笼吊起并垂直扶正后,沿导向钢管缓缓下放,不得碰撞孔壁,如下放困难应查明原因,不得强行下放,成孔后尽快安放钢筋笼,以减少孔底回淤,顶面和底面标高符合设计要求,误差不大于±50mm。
7、桩基混凝土配合比,应在施工前选择取料场对原材料进行检测合格后,分人工挖孔桩和钻孔桩进行配合比设计,一般情况下,钻孔桩水下混凝土的坍落度比人工挖孔桩混凝土坍落度要大,但无论何种混凝土都应满足施工工艺的具体要求,如混凝土坍落度、初凝时间、终凝时间等,其中最重要是混凝土粘聚性和保水性一定要好。
二、几点注意事项
1、灌注桩混凝土制备关 原材料必须经过严格的试验检测,特别是粗集料的粒径不能大于40mm。在拌制过程中,按配合比要求,盘盘过称计量,控制混凝土的水灰比(0.55)坍落度(18-20cm),对坍落度达不到要求或拌和后出现离析的混凝土,必须重新拌制或作废料处理,混凝土的输送严防漏浆。
2、灌注混凝土导管检查关 灌注混凝土导管口径根据粗集料最大粒径确定,导管口径不小于最大粒径的8倍。导管在使用前,必须严格经过水密、承压和接头抗拉试验,避免由于水密性差,在灌注过程中产生高压气囊或导管接头质量差,在拉拔过程产生导管断裂等现象。导管底排泄端离孔底的距离,采取导管先探底后回拔的方法,控制在高度25～40cm之间。
3、混凝土灌注过程检查关 在混凝土灌注过程中,首先应控制混凝土的初灌数量,为保证首批混凝土能满足导管初次埋置深度和填充导管底部间隙的需要,要求承包商经计算确定漏斗的最小容量外,用备用漏斗先准备一斗混凝土,让两斗混凝土同时灌入,确保首批混凝土数量。
1）若采用超声波透射法检测桩基质量,首先应进行声测管的预埋。超声波透射法检测桩基质量的工作机理一般情况下就是一个发射,一个接收,两个探头从桩底按一定规定的高度上利用发射探头所发射的超声波通过混凝土再到接收探头,其间根据某些声学参数如幅度、频率等的不同变化,从而反映出混凝土内部情况如孔洞、强度、离析等。而声测管就是探头运动的通道。声测管埋设时应按设计图要求绑缚于桩基的钢筋笼上,由于此工作方式,因此超声波透射法检测桩基质量不受桩长,桩径的影响,成为目前我国较受欢迎的桩基检测方法,声测管的埋设应采用如下方式作业:
2）声测管一般应该采用钢管,而塑料pvc管虽然价格便宜,但由于施工中绑扎和水泥水化过程中发热等因素影响而容易变形,最终造成探头的上下运动无法进行检测,所以一般在工程中不采用塑料pvc管。
钢管声测管在进行联结时,一般采用螺丝口连接或焊接,焊接过程中应注意不要烧坏钢管,也免出现洞口导致混凝土浇筑时水泥浆体渗入而堵塞管道;螺丝口连接应在丝口处采用麻丝紧缠,目的以是为了防止水泥浆体渗入而堵塞管道。
三、桩基础局部缺陷的处理方法
1、压力注浆法
压力注浆是在桩基础检测完成后，通过地质钻机在缺陷部位钻取的取芯孔或桩基础原有的预埋注浆管，将水泥或其它化学浆液采用高压注入桩中或桩侧（底）。这些浆液经过渗透、压密、固结的方式，对缺陷桩体进行补强，使桩的整体性和受力状况得到不同程度的提高以达到设计要求。本方法适用于各种直径、地层和成孔工艺的局部缺陷桩基础，在砂砾石层中尤其比较理想，处理效果也较好。
2、反套护筒法
护筒反套根据地层情况可采用水泥护筒或钢护筒，水泥护筒主要用在粘土中，钢护筒可用在各种地层中，护筒外径与桩径一样大，厚度根据需要选择，护筒压采用锤击、振动或葫芦反拉法下沉到位。
3、人工挖孔法
人工挖孔即是采用桩基成孔工艺中的人工挖孔成孔法处理局部缺陷桩基的方法。适用于在无水、少水且较密实地层中的桩基础。可处理缺陷深度在20米以内的各种直径桩基础。采用此种办法处理过的有代表性桩是金丽温高速公路二期工程溪口特大桥28-4#桩，此桩采用人工挖孔工艺成孔，混凝土灌注采用干浇法，在浇筑过程中，发生停电事故，造成距桩顶18米处断桩，后经此方法进行处理后，桩基检测为ⅰ类桩，达到设计要求。
4、大开挖法
在地开较开阔，地表与地下水能排除的地方，如机械设备比较齐备，可采用在原桩位处大开挖，在缺陷部位处理完毕，经检测合格后，再用原状土回填捣实。采用此类方法处理，一般深度不超过10米，覆盖层较厚，有条件的桥梁基本都能采用，但一般情况下不能开挖到持力层，否则会改变地层结构，影响桩的受力。
5、补强法
在经过处理后，经过复检桩基础质量仍不能达到设计要求时，则只能采取补强，即在原桩位处重打捞成桩或在原桩周围补桩进行补强，此法是最终处理办法，不到万不得已时轻易不使用，否则，造成的代价与时间损失是相当巨大的。上例大桥5-1桩由于位于主河槽内，采用筑岛、改移河道的方法进行施工，在灌注水下混凝土过程中，由于遇上游暴发洪水，水流速度增大，筑岛底部泥砂被水冲走，造成桩身严重离析，经分析后确定在原桩位重新补桩的方法完成本桩的事故处理。