关于路桥施工中桩具加固技术的研究

来源:用户上传      作者: 朱洪伟

　　
　　迄今，路桥施工中桩具加固技术已经经历了一个多世纪的发展。该技术简单、施工方便，被广泛运用于许多建筑工程中，并且在桥梁桩具的施工中发挥不可替代的作用。在下文中，本文深入探讨路桥施工中桩具加固技术。
　　
　　一、路桥施工中常见的桩具问题
　　
　　(一)桩基沉降的原因和相应措施
　　桩基沉渣清理不彻底，沉渣过厚，会引起桩基沉降。桩基沉降尚未引起上部连续梁的开裂时，由于桩基承载力不够需进行加固处理，以阻止桩基继续下沉。同时，需顶升梁体基本回复到原设计状态，减少由于沉降引起的次应力，避免梁体开裂和保证正常使用。
　　另一种情况是桩基设计体系不合理，同一连续梁下采用了不同的桩基础形式，桩基不均匀沉降容易引起梁体产生很大的次应力；同时设计时对本地区地质岩性摩阻系数取值偏大(规范中大值)，摩檫桩桩长偏短。
　　
　　(二)灌注桩常见的问题
　　路桥施工中灌注桩具使用的是混凝土灌注，常出现混凝土疏松、蜂窝、气孔等问题：浇注中桩身混凝土离析掺气，内部有疏松气孔、砂眼等；此外，桩底软、沉淀层过厚，清孔不彻底，淤泥状沉淀埋于混凝土下桩头不密实，浇注至桩顶时，超压力不足，部份泥浆混入，或桩顶不密实，强度低，使桩基础质量不能满足设计要求。
　　在浇注混凝土的施工过程中，出现的导管进水、卡管、坍孔、埋管、清孔不彻底，或灌注时间过长，首批混凝土已初凝，流动性低，而续灌的混凝土冲破顶层而上升，或灌注中局部塌壁因而在两层混凝土中夹有泥渣，甚至全桩夹有泥渣土形成断桩。
　　
　　二、路桥施工中桩具加固的特点
　　
　　(1)网状布置的微型桩群桩体系具有较好的承载能力，群桩中的单桩可以承受拉应力、压应力、剪应力和弯曲应力。
　　(2)布置灵活方便，可根据需要垂直或斜布，也可成排布置或交叉成网状布置。
　　(3)施工迅速安全，施工机具小，用普通的地质钻机甚至手摇钻就能成孔。
　　(4)承载力高，根据有关文献的研究结果，一根直径为14cm。长度为4.7m桩端进入密实中砂层的微型桩的极限承载力为835kN，完全埋入土中的微型桩，能提供910kN的安全工作荷载。当微型桩支承在岩层中时。能够承受的安全工作荷载可高达2720kN。
　　(5)所需施工场地较小，在平面尺寸为1.1m×2.5m和净空度2.5m，即可施工，且桩孔距构造物边缘最近距离，仅为35m。
　　(6)竖直受荷沉降量小，根据有关方面的单桩静载试验结果，一根桩端进入硬塑牯性土长为7m的微型桩，当荷载加至314kN时，
　　桩顶沉降仅为3.8mm；而一根桩端进入砂状强风化岩长度为11m的微型桩，当荷载加至648kN时，桩项沉降仅为2.2mm。
　　(7)能穿透各种障碍物，适用于各种不同的土质条件。
　　(8)桩孔孔径小，因而对基础和地基土产生的附加应力甚微，施工时对原有基础影响小，不干扰构造物的正常使用。
　　(9)渗透性压力灌浆对桩周土壤产生固结效果，且立竿见影。综上所述，微型桩的主要特点是：工作场地要求低，承载力高，沉降量小，施工时对构造物的正常使用影响较小，是建筑物基础加固的好方法。多年来，微型桩在土建工程中应用的成功实例不胜枚举。但是微型桩用于桥梁加固的案例尚不多见。本文试图通过对某大桥基础的加固实例，说明微型桩不仅在土建工程中能发挥效用，在路桥工程中也大有作为。
　　
　　三、路桥施工中桩具加固技术
　　
　　(一)常见的微型桩加固技术
　　微型桩是一种较小口径的钻孔灌注桩，它更适合干路桥施工中桩具加固。微型桩加固过程如下。
　　用地质钻机进行钻孔。根据不同的工程地质情况，可以采用干成孔或循环泥浆护壁成孔。如采用循环泥浆成孔，则钻至所需深度后，用冲水清孔；如采用干成孔时，则需反复提钻取土清孔。清孔完成后，须立即植入加劲钢材和注浆导管。其中加劲钢材可以根据设计使用的不同目的。而孔径较大时，采用钢筋笼；孔径较小时候，采用单根钢筋。
　　在完成上述工作后，进行压力灌浆。可以先向孔内投入粒径为1～3cm的碎石，然后向孔内灌注纯水泥浆或水泥砂浆，也可以不投入碎石而直接向孔内用压力灌注水泥砂浆。若采用套管灌浆时，在拔除套管的同时，施加压力将浆液压入土层中直到满溢为止。注浆的压力一般可采用0.3～0.5MPa，视具体的工程地质情况做适当的调整。
　　在施工中应注意下列几个方面的问题。一，技术人员认真审核图纸，及时向施工队进行技术交底。二，确保各项材料技术性能符合技术要求。三，坚持严格的工程验收检测，对施工全过程进行质量监控。四，保钢筋砼工程的监控，把好配比、振捣、养生每一关。
　　除上述问题之外，还需要从员工本身提高施工质量。要建立健全预算管理激励机制，要树立全员参与意识，尽可能满足企业员工的多种需要，要营造有利的环境，注重对企业员工的激励，推行预算管理的责任化和自主化。
　　
　　(二)桥桩加固技术
　　桥桩加固的总体施工顺序是：放线钻孔―插钢轨―灌空隙―焊接钢轨桩上部―开挖矩形孔并焊接钢轨放模板―放钢筋笼―塞木板―灌注砼―养生―周围夯填。
　　在具体的操作中，通常采用钻机钻直径为0.2m的圆孔，用吊车吊起钢轨人工配合插入孔内，然后用150#矿细石砼灌注轨与钻孔之间的-空隙，为了保证灌注砼密度，适当加入减水剂或粉煤灰及复合早强剂，或使用免振砼固定钢轨；钢轨间距为0.3m。钢轨成锋利尖型，以便容易下沉。钢轨桩正式施工前，在桥墩附近先进行试钻、试桩，掌握施工时间和施工经验，以便顺利进行钢轨桩的施工。
　　钢轨桩形成后，先将钢轨上部用钢板焊接增加一道联系梁，形成钢轨排桩，以增加整体抗倾能力。然后人工开挖矩形孔。采用一间二方法，每开挖3m深，用钢筋把根钢轨焊接在一起，为防止桥墩基础处土从两钢轨之间露出，在焊接前用木片塞住钢轨之间的缝隙，用钢筋压住木片'然后焊接钢轨以确保土体稳定。开挖矩形孔时，为防止周围土体坍塌，施工前先用钢板与钢筋做一个尺寸为1.15m×1.5m×7.5m钢模型，每开挖一段，焊钢筋后用吊车人工配合放下模型，护住土体，以防坍塌，直至开挖到规定深度。
　　挖好焊接完后，立即下钢筋笼，平行面用木板挡住，立即灌注砼，灌注时加一些早强剂，以便尽快达到要求强度。钢筋砼桩初凝后，周围夯填密实并在其上用素砼抹平夯实，厚度为20cm。
　　
　　四、结语
　　
　　路桥施工中桩具加固技术的应用历史悠久，在建筑工程中积累了不少的经验，不管是在基础托换或基坑支护，还是边坡防治，均有不少的成功实例可以借鉴。由于路桥施工中桩具加固的施工工艺并不复杂，造价也不高，在公路桥梁工程中，特别是在旧桥基础加固，高填深挖路基边坡的滑坡防治，路基挡土墙地从处理及旧墙从础加固方面，均可大有作为，值得大力推广应用。通过这项工程，我们总结了许多安全施工方法及措施，为今后类似的施工提供了经验。
　　

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