新時(shí)期高速公路橋梁樁基施工要點(diǎn)研究

劉超 朱鑫萌 裴濤

中建七局安裝工程有限公司 河南 鄭州 450000

現(xiàn)階段，在高速公路橋梁建設(shè)過(guò)程中，通常使用樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。為了讓樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量得到充分保障，要求結(jié)合工程實(shí)際確定科學(xué)可行的施工方案，同時(shí)結(jié)合實(shí)際問(wèn)題，采取科學(xué)的預(yù)防及處理手段，在最大程度上降低工程事故風(fēng)險(xiǎn)。以促進(jìn)高度公路工程施工質(zhì)量提升。

1 橋梁樁基施工技術(shù)研究

樁基一般設(shè)置于土中，是一種十分重要的豎直基礎(chǔ)構(gòu)件，也是一種擁有悠久歷史的基礎(chǔ)構(gòu)件。在史前便已經(jīng)有了關(guān)于樁基工程方法的記載，在河谷地區(qū)應(yīng)用樁基工程方法，并發(fā)揮出了良好的應(yīng)用效果。至今為止所發(fā)現(xiàn)的最早的寧波市河姆渡文化遺址發(fā)掘樁已經(jīng)有超過(guò)七千年的歷史，樁基自身具有許多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，我國(guó)古代建筑多建筑于軟基結(jié)構(gòu)上，直到水泥問(wèn)世前，樁基經(jīng)歷了十分漫長(zhǎng)的歷史，并將樁型作為主要的天然材料予以制作。直到19世紀(jì)，隨著鋼筋混凝土在建筑工程中的廣泛運(yùn)用，逐漸出現(xiàn)了一種新的結(jié)構(gòu)--鋼混樁。二戰(zhàn)以后，鋼基理論技術(shù)也隨著現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)的發(fā)展而得到了相應(yīng)的發(fā)展。

樁基具有十分復(fù)雜的種類，可以結(jié)合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)將樁基分成多種不同的類型。由于受到樁基承臺(tái)地面位置不同程度的影響，對(duì)樁基的受力性能造成了一定限制，結(jié)合地面的實(shí)際位置一般可以將樁基分成高樁和低樁承臺(tái)基礎(chǔ)兩種結(jié)構(gòu)。對(duì)于不同的成樁方法而言，所導(dǎo)致的土層擾動(dòng)也存在一定的差異。一般可以分成基礎(chǔ)樁和非基礎(chǔ)樁兩種形式。由于成樁中周邊土體發(fā)生了一定的擾動(dòng)作用，使得相應(yīng)基礎(chǔ)樁的工程性質(zhì)難以出現(xiàn)明顯的變化。同時(shí)，結(jié)合樁的豎向荷載傳遞機(jī)理，可以將其分成摩擦樁和端承樁兩種形式，而結(jié)合樁的材料性質(zhì)可以將其分為復(fù)合樁和混凝土樁，在復(fù)合樁高度發(fā)展的背景下，以樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為依托，在其上部施加以相應(yīng)的荷載量，可以發(fā)揮出良好的承載優(yōu)勢(shì)。樁基礎(chǔ)是一種出現(xiàn)概率較高的深基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，如果使用淺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，則通常難以適應(yīng)結(jié)構(gòu)物對(duì)地基強(qiáng)度的需求。如果樁基礎(chǔ)需要承受大量的豎向荷載，則可能因摩擦阻力作用而導(dǎo)致上部荷載向深部土層之中傳遞，為樁基提供不同的優(yōu)勢(shì)作用，以充分改善地基的基礎(chǔ)動(dòng)力性能，讓機(jī)械設(shè)備得以維持良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。同時(shí)讓樁基側(cè)面和泥土進(jìn)行深入接觸，以促進(jìn)荷載向深層巖層之中的傳遞，實(shí)現(xiàn)良好的承載效果[1]。

2 工程概況

以某工程第一合同段K0+000—K8+500的施工為例，該段全長(zhǎng)為8.5km，位于許昌市內(nèi)。在該工程段中共有22座不同規(guī)格的橋梁，13道通道，12座涵洞，同時(shí)，取土場(chǎng)四處，互通立交2處。該工程全線范圍內(nèi)總共包含176片預(yù)制箱梁、105片空心板梁等，所有的橋梁基礎(chǔ)都采用了樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)，全段工程共使用542根樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，最長(zhǎng)的一根樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)約31m，樁徑在D1.2m～D1.8m范圍內(nèi)。該工程段的樁基一般位于第四系粉土、卵石、碎石及三疊系板巖等地層之中，少量樁基下部存在地下水。筆者將結(jié)合這一工程，淺析橋梁樁基施工中的要點(diǎn)及常見(jiàn)問(wèn)題，并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

3 樁基施工要點(diǎn)

3.1 機(jī)械成孔

首先，可以借助沖孔機(jī)實(shí)施成孔操作，表現(xiàn)出一定的自動(dòng)化水平。

其次，要求在機(jī)械入場(chǎng)前針對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整處理，以促進(jìn)機(jī)械設(shè)備承載力提升。在存在軟質(zhì)地基的情況下，需要針對(duì)地基予以換填處理。

第三，通過(guò)厚度為10mm的鋼板，將其進(jìn)行卷制，可以形成鋼護(hù)筒結(jié)構(gòu)，并將其高度控制在2m～4m以內(nèi)。同時(shí)，將其直徑調(diào)整為樁徑+30cm，在進(jìn)行開(kāi)孔處理前，要求利用沖錘進(jìn)行鋼護(hù)筒設(shè)置，并將其中心及孔樁中心之間的偏差調(diào)整到5mm內(nèi)。

第四，依據(jù)1.2～1.3的比重，進(jìn)行泥漿制備，將泥漿中的膠體率調(diào)整到95%以上，以保障其良好的膨脹效果，提升其粘度和造漿水平。借助泥漿的形式，可以在井壁外表面位置處建立泥皮結(jié)構(gòu)，以降低孔外滲流的風(fēng)險(xiǎn)，為井壁提供充足的保護(hù)措施，以降低塌孔的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，還可以切實(shí)提升鉆渣的懸浮效果。

第五，在實(shí)施沖孔操作時(shí)，通常借助1.5t～2.5t的沖錘實(shí)施操作，要求在護(hù)筒范圍內(nèi)保持較小的速度予以沖擊，以降低護(hù)筒偏移的風(fēng)險(xiǎn)。在完成常規(guī)沖孔操作后，需要相應(yīng)提升沖程，并調(diào)整其頻率。要求每隔1m～2m沖程展開(kāi)對(duì)于成孔垂直度的檢查，如若發(fā)現(xiàn)偏斜問(wèn)題，要求立即停止沖擊，并采取相應(yīng)措施予以糾正[2]。

3.2 鋼筋籠制安

第一，要求以鋼種、規(guī)格、等級(jí)和生產(chǎn)廠家為依據(jù)，針對(duì)鋼筋實(shí)施分批驗(yàn)收，將其堆放于施工現(xiàn)場(chǎng)之中，并設(shè)定好相應(yīng)的標(biāo)識(shí)，以免出現(xiàn)鋼筋混雜的問(wèn)題。此外，要求針對(duì)鋼材的外觀予以全面檢查，以確保其中不存在油污、銹蝕、起皮等質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)于沒(méi)有進(jìn)行外觀檢查或外觀檢查未通過(guò)的鋼材，不允許將其應(yīng)用于施工實(shí)踐之中。

第二，要求在專門的加工場(chǎng)所進(jìn)行鋼筋籠制作，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)輸條件展開(kāi)對(duì)于鋼筋籠的分段加工，將其運(yùn)輸于現(xiàn)場(chǎng)，并借助焊接技術(shù)予以連接。要求以設(shè)計(jì)規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)，不斷調(diào)整鋼筋接頭的實(shí)際錯(cuò)開(kāi)量，并借助吊車的形式展開(kāi)對(duì)于鉆孔的吊裝安裝。要求盡量保證鋼筋籠下端結(jié)構(gòu)的整齊度，并借助箍筋的形式予以封存，讓導(dǎo)管可以自由升降。

第三，為了有效降低鋼筋籠吊裝變形的風(fēng)險(xiǎn)，要求以2m為一個(gè)間隔，進(jìn)行三角形支撐布置。借助電焊的形式，促進(jìn)縱向主筋和箍筋之間的連接，針對(duì)其他箍筋，可以通過(guò)電焊的形式予以處理，同時(shí)適當(dāng)進(jìn)行綁扎操作，以提升其牢固性。要求采取雙面焊的形式實(shí)施鋼筋籠連接，并借助單面焊的形式進(jìn)行分段接頭連接。

第四，在實(shí)際制作及吊放階段，要求將各個(gè)結(jié)構(gòu)之間的距離控制在合理范圍內(nèi)。

第五，應(yīng)盡量避免鋼筋籠在吊放時(shí)與孔壁發(fā)生碰撞，同時(shí)，將主筋混凝土保護(hù)層的厚度控制在設(shè)計(jì)要求值的指定范圍內(nèi)。

3.3 混凝土灌注

第一，針對(duì)混凝土實(shí)施澆筑需要針對(duì)具體的坍落度和灌注溫度予以細(xì)致檢查。將溫度控制在5℃以上，同時(shí)將坍落度調(diào)整到180mm～220mm左右。

第二，要求在結(jié)束混凝土運(yùn)輸后，借助泵車的形式予以泵送。為了充分保障灌注過(guò)程的有效性，要求在實(shí)施灌注操作前，針對(duì)混凝土灌注方量予以明確，并借此確定導(dǎo)管的實(shí)際埋置深度，將其控制在1m以上。

第三，在灌注的初始階段，要求針對(duì)關(guān)注速度進(jìn)行合理管控，直到混凝土頂面和鋼筋籠底部之間的距離超過(guò)1m后，可以將其灌注速度調(diào)整到每分鐘0.2m左右。同時(shí)，針對(duì)液面高度予以測(cè)量，以降低鋼筋籠上浮的風(fēng)險(xiǎn)。在混凝土的液面高度達(dá)到鋼筋籠底口上部4m后，針對(duì)導(dǎo)管予以拆除，讓導(dǎo)管的底口高度得以稍高于鋼筋籠底部，并通過(guò)正常的速度予以灌注處理。

第四，要求將導(dǎo)管埋深控制在4m～6m范圍內(nèi)，應(yīng)盡量確保灌注操作的連續(xù)性。同時(shí)，提前備好拆卸機(jī)具，在最大程度上縮短導(dǎo)管拆除時(shí)間，以降低塌孔的風(fēng)險(xiǎn)。

第五，要求在即將完成混凝土灌注操作時(shí)，針對(duì)灌入水量予以細(xì)致核對(duì)，以確定灌注的實(shí)際高度。在結(jié)束灌注后，要求采取插入式振搗器，針對(duì)樁頂位置處2m以內(nèi)的混凝土實(shí)施振搗處理，并利用1.5倍半徑的規(guī)格調(diào)整振搗器的移動(dòng)間距，以充分保障振搗過(guò)程的均勻性，降低漏振和過(guò)振事故的風(fēng)險(xiǎn)，以提升樁頂處混凝土的密實(shí)程度[3]。

4 樁基施工常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題及預(yù)防

4.1 鉆孔偏斜

如果在沖擊過(guò)程中遇到了探頭石或漂石，則可能導(dǎo)致鉆孔偏斜，要求在發(fā)現(xiàn)探頭石的第一時(shí)間進(jìn)行碎石回填操作，并將鉆機(jī)調(diào)整到探頭石的其中一側(cè)，通過(guò)高沖程的形式針對(duì)探頭石進(jìn)行猛擊，在擊碎探頭石結(jié)構(gòu)后，一旦面臨基巖問(wèn)題，則需改用低沖程裝置，讓鉆頭得以維持自由轉(zhuǎn)動(dòng)，不斷調(diào)整沖擊頻率，并在進(jìn)入基巖后調(diào)整到高沖程的狀態(tài)之中；其次，如果孔徑很大，但是鉆頭相比之下過(guò)小，則可能導(dǎo)致鉆頭出現(xiàn)偏斜，為此，需要立即更換鉆頭，同時(shí)，在發(fā)現(xiàn)孔斜的第一時(shí)間進(jìn)行回填，并重新實(shí)施鉆孔操作；此外，如果土層的軟硬程度分布不均，則也會(huì)帶來(lái)鉆孔偏斜問(wèn)題，要求及時(shí)做好各項(xiàng)檢測(cè)工作，針對(duì)地質(zhì)土層予以及時(shí)調(diào)整，一旦發(fā)現(xiàn)土層的軟硬結(jié)構(gòu)不一致，則可以借助低錘實(shí)施密擊操作，以提升孔底位置的平整度[4]。

4.2 孔壁坍塌

一旦發(fā)生了孔壁坍塌的問(wèn)題，則需綜合利用砂和粘土的混合物實(shí)施回填處理，要求在將回填物調(diào)整到密實(shí)狀態(tài)后方可重新實(shí)施沖孔操作。同時(shí)，需要結(jié)合地層土質(zhì)的實(shí)際情況確定泥漿的相對(duì)密度，并不斷提升泥漿表面的高度。如果塌孔較為嚴(yán)重，則需要向其中投入一定量的黏土泥膏。待孔壁逐漸趨于穩(wěn)定后，以較低的速度繼續(xù)實(shí)施鉆進(jìn)操作。如果地層表現(xiàn)出十分明顯的變化，則可以針對(duì)泥漿的相對(duì)密度予以調(diào)整，待完成清孔和漏漿處理后，向其中補(bǔ)充充足的泥漿，讓泥漿表面可以始終維持在護(hù)筒范圍之內(nèi)。待結(jié)束成孔后，要求盡快實(shí)施混凝土灌注操作，同時(shí)應(yīng)保持樁基在鋼筋籠安放全程中的豎直狀態(tài)，以免和孔壁發(fā)生大面積碰撞[5]。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，對(duì)于橋梁工程建設(shè)而言，樁基施工有著十分關(guān)鍵的作用，其質(zhì)量將在一定程度上影響后續(xù)施工工程的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響橋梁建設(shè)工程的整體質(zhì)量?；诖?，需要相關(guān)人員積極提高對(duì)于這一工程施工的關(guān)注，明確此過(guò)程中存在的問(wèn)題并予以及時(shí)解決，以推動(dòng)橋梁建設(shè)工程的整體發(fā)展。