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桥梁桩基声测管施工常见方法

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桥梁桩基声测管施工常见方法

桥梁桩基施工常见方法:
一、工程概况
火星北路浏阳河特大桥位于长沙市北部,自芙蓉区火星村跨越浏阳河至开福区鸭子铺。主桥为中承式类双层钢箱拱桥,上部结构:主拱为悬链线钢箱拱肋无绞结构,通过64根柔性吊杆,每一吊点采用双杆自主拱吊住16道钢箱型横梁,横梁间设4道钢箱型纵梁,桥面荷载通过钢筋混凝土双肋板梁结构传递给钢横梁;下部结构:拱桥两侧主承台为两个42.4*26.04*4.5的大体积钢筋混凝土承台,基础为钻孔灌注桩基础。共有桩长为59m,桩径为2m的桩60根据工程地质状况,决定采用φ200冲击钻机在枯水季节冲击成孔,钻孔过程中根据地质变化情况选择泥浆和冲程。
二、冲击钻机成孔施工工艺流程
该桥钻孔施工的工艺流程为:1.测量定位;2.加固钻机底座;3.埋设钢护筒;4. 冲击钻机安装就位;5. 冲击成孔;6.成孔检查;7.清孔;8.钢筋笼制作、吊装、就位;9.二次清孔;10.灌注混凝土;11.待砼终凝后拔出钢护筒。
(一)测量定位
建立施工测量控制网,校核测量仪器,桩位放样座标、高程计算,根据测量控制网用全站仪定出桩位。
(二)加固钻机底座
桥位地势较平坦开阔,属冲积堆积区,砾岩裂隙较发育,局部溶蚀强烈,为岩溶发育区,由于地质情况复杂,因此在钻机就位前,对钻机底座进行支垫和加固,防止钻机在冲击成孔过程中下沉和倾斜。
(三)埋设钢护筒
为固定桩位,保护孔口不坍塌,保持孔内水头以维护孔壁,用10t振动锤将钢护筒压入,入土深度根据河床土质情况来确定,一般应埋入河床冲刷线以下1.5m并穿过软土、粉沙层,钢护筒采用10mm厚的钢板卷制成筒状,直径为2.3m, 护筒保证有足够的强度和刚度且不漏水。
(四)冲击钻机安装就位
钻机就位时,垫平钻机,保持平稳,严防在冲击过程中移位、沉陷;钻机就位后,进行桩位校核,保证就位准确。
孔前除保证“三通”外,应储备一定数量的粘土、片石,以备调配泥浆比重,处理斜孔和穿越溶洞时使用。
(五)冲击成孔
开孔一般投入大比例粘土,造浓浆(相对密度1.41.6),采用小冲程进行底打紧击造孔,以上述方式穿过覆盖层、粉沙层24m后,再按正常的冲击成孔工艺成孔,钻进过程中要严密观察护筒内的水头,保持比施工水位高出1.52m, 并派专人检查地质变化情况及泥浆指标。根据不同的地质状况调整不同指标的泥浆,当通过漂石层时,如表面不平整,应先投放粘土或小片石将表面垫平,再冲击钻进,防止发生斜孔、塌孔现象。
冲锤击穿溶洞顶板后,无论溶洞是否填充、半填充、未填充,也无论是否漏浆,均向孔内投入片石,同时视情况亦可加适量3125px的碎石、袋装粘土和水泥,然后采用小冲程冲击,如此反复操作,达到挤塞溶洞通道、加固孔壁,以便顺利通过溶洞。
为防止钻架使用时间过长,可能会产生位移;孔内有探头石,会造成偏孔, 因此每个台班检查钻机不少于一次。
(六)成孔检查
当孔深达到设计要求后,应对孔深、孔径、垂直度进行终孔检查。检查方法是:用φ25的钢筋焊成直径为2m,长为9m的检孔器,吊入孔内直放到孔底检测,如检孔器放不到孔底,则说明桩孔有缩径或局部偏孔现象,在检孔器沉入孔底的过程中,根据悬挂着检孔器的钢丝绳的倾斜程度可判断孔壁是否倾斜:倾斜度用铅垂线、钢尺检测。
(七)清孔
当钻孔达到设计深度,经建设各责任主体方确认后,开始清孔。清孔采用换浆法进行,以已净化的、相对密度较低的泥浆压入,把相对密度较大的泥浆和悬浮钻渣换出孔外,保持孔内液面稳定,直到孔内泥浆的各项指标及沉渣厚度符合规范及设计要求为止。
(八)钢筋笼的制作、吊装、就位
钢筋笼就近成型。钢笼主筋搭接采用闪光对焊,箍筋与主筋采用点焊,主筋与加劲箍应100%焊接牢固。由于钢筋笼直径比较大,采用在钢筋笼加劲箍内加焊三角形撑,以加强钢筋笼结构的整体性,防止钢筋笼在吊装过程中变形。钢筋笼制作时安装声测管,声测管上下管口用木塞封口。在每个加劲箍外周焊接8175px厚钢筋笼保护层“耳环”,钢筋笼制作完成后,按程序通过验收后采用50T吊车吊放。钢筋笼采用分2段制作和吊装,两段钢筋笼的主筋错开搭接、焊接长度应符合设计、规范要求,三角形撑在钢筋笼下放过程中割除。
导管的安装:导管直径为φ300mm, 壁厚5mm,每节长2~5m, 另配1m长导管各一节,接头由丝扣连接,并用橡胶圈密封。导管使用前经过接头抗拉试验和不小于孔内水深1.3倍的水密承压试验。混凝土灌注开始时,导管底部距孔底的距离约为1000px
(九)二次清孔
钢笼安放完毕后,孔内泥浆各项指标、孔内沉渣如超出要求,应采用二次清孔方法,直到泥浆各项指标、沉渣符合要求为止。二次清孔后及时组织实施灌桩工作。
(十)灌注水下混凝土
各项准备工作完备应及时组织实施灌桩工作,一般情况下导管及漏斗、储料斗安装完毕灌注工作随即开始它包括两个部分拌和及运输、 现场浇注。混凝土的拌和主要控制配合比、 拌和时间、 坍落度、和易性等几个指标。施工时要根据设计配合比材料当时的含水量调节成施工配合比并依此认真计量加强现场监督、 现场检查并随机留取规定组数的试件。
混凝土运输采用混凝土输送泵,混凝土的运输能力与拌和能力一样要与灌注速度相适应充分保证灌注工作的不间断。混凝土的现场灌注工作安排有统一的指挥且各工种分工明确协调配合快速连续施工做好现场的各种有关记录,在施工过程中注意下面几个关键问题:
1
.初灌时一次性投料数量确保混凝土埋置导管大于1m , 孔口自然返水导管内与外部水隔绝处于正常工作状态。尽量缩短导管拆卸时间做好灌注记录。
2
.灌注过程中根据操作进展定时测量混凝土面高度并与灌入的混凝土量的折算值相比较以确定是否有坍孔等情况发生以测定埋深来控制提升、拆卸导管导管的埋置深度宜在26m , 最小埋深大于2m, 最大埋深不得大于6m,提升导管时应轻提轻放并尽量居中垂直以免挂笼、损坏或超提。注意导管是否漏水渗水发现问题及时处理。拆下的导管及时冲洗检查,以利于再次使用。保证导管内混凝土上下连续当含有空气时后续混凝土要缓缓灌入避免在导管内形成高压气囊影响工程质量。
3
.导管外混凝土上升过程中对钢筋笼有向上的浮力要采取适当的措施加以避免比如在钢筋笼顶部适当加压;当孔内混凝土顶面距钢筋笼底部约1m,降低混凝土的灌注速度等。
4
.灌注后期接近桩顶时要尽量做到混凝土落差在6m 以上以增加混凝土下落的冲击力。因为此时导管外泥浆稠度增加比重增大上升阻力也大,且混凝土落差已相对减小很多容易出现顶升困难。为此可向孔内加水稀释泥浆掏出部分沉淀物必要时可适当小幅转动提放导管。最后的测深工作尤其要细、认真充分考虑浮浆及混合杂物的厚度,确保有效的桩顶标高。
5
.在施工中做好原始数据的记录检测混凝土的相关指标制作混凝土试件。
三、混凝土灌注桩施工过程的常见问题及处理方法
(一)孔壁坍塌
原因:泥浆稠度小,护筒埋深不够,松软地层进尺速度太快,孔内泥浆水位高度不够,在地质不好的情况下处理不及时。
技术措施:在松散砂土钻进时,控制进尺速度,选用高粘度、不分散的优质泥浆,如PHP泥浆;确保护筒埋设已穿过软土、粉沙层;钻进时及时补充孔内泥浆,保证孔内水头相对稳定。
(二)斜孔
原因:当遇到岩面倾斜、大孤石、探头石或土层软硬不匀时,稍有不注意就会造成斜孔。
技术措施:如有探头石、大孤石,低速将石打碎;当遇到岩面倾斜,采用片石填平后再冲击;遇到土层软硬不匀,致使锤头受力不均时,往孔内填入底标号混凝土,待混凝土凝固到一定强度再用锤低速打进。
(三)卡锤
原因:钻进速度太快,地质情况不明,岩面倾斜、遇有孤石、溶洞或被坍孔落下的石块卡住等。
技术措施:应严格按操作规程进行钻孔作业。当遇有岩面倾斜或溶洞时,应采取前述有关措施先期进行处理后,再按常规进行钻孔;卡锤后不宜强提,只宜轻提,采用冲、吸等方法将锤周围松动后再提出。
(四)沉渣过厚
原因:泥浆指标不符合要求,含砂率过大;下放钢筋笼时间过长或钢筋笼碰撞孔壁,造成塌方。
技术措施:清孔时严格控制泥浆指标,保证清孔后,孔内泥浆各项指标符合设计要求;尽量缩短下放钢筋笼的时间,但下放时应徐徐下放,不得快速冲下。如钢笼安放完毕后,孔内沉渣仍超出要求,应采用二次清孔方法,直到沉渣符合要求为止。
(五)灌注混凝土时钢筋笼上浮
原因:灌注混凝土时,埋管过深;或混凝土供应不上,混凝土已初凝,混凝土抱死钢筋笼。
技术措施:经常上下提动导管,控制埋管深度在2-6m 范围内。砼的供应要连续均衡。
(六)断桩与夹泥层
原因:混凝土坍落度太小,骨料不符合要求,粒径太大;灌注过程未及时提升导管,造成导管堵塞;混凝土供应不及时,间歇时间过长;提升导管时碰撞钢筋笼,使孔壁土体混入混凝土中;超提导管。
技术措施:混凝土要经常测定坍落度,检查骨料是否符合规范要求;边浇灌混凝土边提升导管,并勘测混凝土顶面高度,随时掌握埋管深度,避免塞管及导管拔出混凝土面;做好混凝土的供应工作,保证混凝土浇灌的连续进行;提升导管要使导管垂直上升,并注意观察钢筋笼有否上升或移动。灌注水下砼前检查导管是否漏水、弯曲,发现问题及时更换。
五、结语
水下灌注桩的施工过程是人们无法直接能观察到,而河床中桩基础的施工存在的困难更大,它还需要克服河床底土层的结构变化与水流的影响,因此,其桩基础的质量是否能达到要求,需要技术人员预先制定严谨的施工方案,多方面了解现场实际情况,遇到问题及时处理。要多借鉴以往的经验,结合实际情况去进行施工,以杜绝质量隐患减少经济损失。

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