公路橋梁樁基施工問題及承載力測試探討

許冠軍

【摘要】我們國家的交通運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展的極為迅速，城市之中的車輛數(shù)量迅猛的增加，日益增大的車流量對于城市的道路建設(shè)來說是一個巨大的挑戰(zhàn)。在城市的建設(shè)之中道路橋梁的工程項(xiàng)目越來越多，這就需要有對于道路橋梁工程施工的特點(diǎn)有所了解。本文對公路橋梁樁基施工問題及承載力測試進(jìn)行分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁;樁基施工;承載力

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.02.171

道路橋梁的工程施工存在的主要特點(diǎn)是，工程量大、內(nèi)容復(fù)雜，對于施工的質(zhì)量要求較高，因此的需要進(jìn)行全面的施工質(zhì)量管理。要想保證橋梁工程的整體質(zhì)量，最為重要的一個部分就是確保施工建設(shè)使用的材料質(zhì)量達(dá)標(biāo)，施工使用的材料質(zhì)量直接關(guān)系到橋梁建成之后的使用質(zhì)量，尤其的是對于混凝土來說，其質(zhì)量高低直接的決定著橋梁工程的質(zhì)量。

1、橋梁水毀的原因與特點(diǎn)

橋梁水毀形式復(fù)雜多樣，主要有：①橋梁孔徑過小，泄洪能力不足，造成橋前水位過高排水不暢，橋下沖刷嚴(yán)重，橋（墩）臺、引道位置等被沖毀。②橋（墩）臺基礎(chǔ)埋深不夠而產(chǎn)生下沉或坍塌。③漂浮物堵塞橋孔，造成橋梁上游水位高，對橋梁產(chǎn)生很大的推浮力，使橋梁被推倒或沖走。④導(dǎo)流設(shè)施被沖毀。⑤冬春季因水流結(jié)冰堆積造成橋梁毀壞。⑥河槽內(nèi)長期亂采亂挖，河床天然形態(tài)被破壞，造成橋梁基礎(chǔ)埋深減小，洪水時產(chǎn)生旋渦、水位高差大產(chǎn)生的跌水、急彎等，造成破壞。

2、公路工程橋梁樁基施工問題

2.1樁基施工中的問題

樁基的施工除了與所處的地質(zhì)環(huán)境密切相關(guān)，還受到各方面因素的制約，比如建設(shè)單位缺乏完善的管理機(jī)制，未督促監(jiān)理單位做好對施工單位的管理，沒有按照施工規(guī)范對施工單位進(jìn)行技術(shù)交底工作，施工圖紙審核出現(xiàn)問題，對施工人員的管理不當(dāng)，施工人員技術(shù)水平不達(dá)標(biāo)，樁基施工機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障等問題。

2.2樁基工程鋼筋籠吊裝過程中的問題

樁基工程鋼筋籠吊裝過程中發(fā)生的主要問題有變形、偏位、下沉，其中鋼筋籠變形問題產(chǎn)生的主要原因在于隨意疊加堆放和加勁箍筋的直徑、間距不滿足要求，導(dǎo)致鋼筋籠剛度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，產(chǎn)生變形。偏位下沉的主要原因在于沒有做好保護(hù)措施，沒有采取措施固定鋼筋或者鋼筋籠就位后發(fā)生傾斜、下沉等問題。

3、橋梁樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)常見病害及防治

①問題：樁基礎(chǔ)尺寸不合理;樁長控制不合理;樁基礎(chǔ)有的配筋率不合理;樁基礎(chǔ)鋼筋籠主筋分段不合理;承臺底不設(shè)防裂鋼筋網(wǎng)。②措施：參照類似工程經(jīng)結(jié)構(gòu)計(jì)算，合理取用樁基礎(chǔ)構(gòu)造尺寸;鉆（挖）孔灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時樁長原則上按不超過40倍樁徑，否則可考慮按增加樁的根數(shù)或樁徑處理;一般根據(jù)樁身強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果進(jìn)行配筋，建議一般常規(guī)橋梁橋墩樁基礎(chǔ)配筋率按0.6%左右面積率控制，橋臺樁基礎(chǔ)配筋率應(yīng)根據(jù)橋頭填土高度進(jìn)行驗(yàn)算（因水平力一般較橋墩大，橋臺樁基礎(chǔ)一般宜適當(dāng)提高配筋率），合理確定樁基配筋率;摩擦樁鋼筋配置應(yīng)根據(jù)樁身內(nèi)力沿樁長的分布情況不同分段配置;承臺底應(yīng)設(shè)防裂鋼筋網(wǎng)，并在樁頂不得斷開。

4、關(guān)于橋梁樁基施工技術(shù)的分析

在橋梁樁基施工技術(shù)中，旋挖鉆孔使用的設(shè)備是正反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)，該鉆機(jī)適用于多種土層，其實(shí)際的施工步驟如下：在進(jìn)行正式的鉆進(jìn)之前，要在鋼護(hù)筒之中存入適量的泥漿，使用低檔緩慢鉆進(jìn)，直到鉆進(jìn)至護(hù)筒下的1.0 m之后，就可以使用正常的速度進(jìn)行鉆井作業(yè)了。如果土層較為松軟，為了防止塌陷，就應(yīng)該使用低速鉆進(jìn)，并且要提高泥漿的比重，加大孔內(nèi)水頭;如果是對于砂類土層進(jìn)行鉆進(jìn)時，可以使用平底鉆頭，而且要嚴(yán)格控制進(jìn)尺。在對于礫石類型的土層進(jìn)行鉆進(jìn)之時，為了防止鉆頭跳動，影響成孔質(zhì)量，要使用低檔、慢速、大泵量、優(yōu)質(zhì)泥漿進(jìn)行鉆進(jìn)。在進(jìn)行正反循環(huán)旋挖鉆孔的過程中，應(yīng)該使用減壓鉆進(jìn)的方法，這樣才可以使得鉆桿一直是豎直方向的受拉狀態(tài)，鉆頭在孔內(nèi)會平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。在進(jìn)行鉆進(jìn)的過程中，要實(shí)時的對于孔深進(jìn)行測量，要結(jié)合工程狀況進(jìn)行鉆孔參數(shù)的實(shí)時優(yōu)化，當(dāng)完成設(shè)計(jì)的孔深打鉆之后，及時的進(jìn)行孔內(nèi)清理。

5、水中樁基施工

5.1泥漿鉆孔

施工現(xiàn)場設(shè)置泥漿池，要求位置應(yīng)臨近鋼護(hù)筒，準(zhǔn)備足夠的造漿黏土，控制好鉆孔泥漿頂高程，相較于外部水應(yīng)高出2.0、m，并要滿足泥漿壓力超過靜水壓力的要求。工程經(jīng)驗(yàn)表明，施工中易出現(xiàn)孔壁坍塌現(xiàn)象，在持續(xù)性孔隙滲流之下，將在孔壁上產(chǎn)生泥皮。對此，需要做好鉆機(jī)就位前的準(zhǔn)備工作，確保各配套設(shè)備的性能足夠良好。注重安裝工藝，向護(hù)筒中置入鉆錐，要求鉆機(jī)足夠穩(wěn)定。合理調(diào)節(jié)鉆錐位置，使其與樁孔中心達(dá)到完全共線狀態(tài)。不同鉆孔階段的方式存在差異，初期應(yīng)以小沖程開孔的方式為宜，待進(jìn)入正常鉆進(jìn)作業(yè)時，需轉(zhuǎn)變?yōu)榇鬀_程，并及時排渣。

5.2鋼筋骨架的制作和安裝

在指定加工廠內(nèi)有序完成鋼筋籠制作，通過自制平板車將其轉(zhuǎn)移到施工地點(diǎn)。成孔檢驗(yàn)且通過后，在吊車的輔助下將鋼筋骨架置入樁孔中;為避免骨架變形等問題，需為之設(shè)置墊塊，要求豎向間距為2 m。在吊放過程中，遵循的是緩慢下落的原則，不可與孔壁發(fā)生撞擊現(xiàn)象，待到達(dá)指定高程后，需輔以固定措施。

5.3澆筑水下混凝土

基于泵送的方式展開澆筑施工作業(yè)，在此之前的試驗(yàn)工作必不可少。較特殊的是首批混凝土，此部分需基于剪球法處理。施工中，在漏斗下口處設(shè)置隔水球，經(jīng)一段時間后漏斗中將含有足量的混凝土，便可將球體鐵絲剪斷，使混凝土能夠快速地下落并在短時間內(nèi)到達(dá)孔底，要求導(dǎo)管處于完全被包裹的狀態(tài)。應(yīng)注意的是，首批混凝土灌注施工時，要求導(dǎo)管埋深至少達(dá)1 m，并持續(xù)施工作業(yè)。伴隨澆筑作業(yè)的持續(xù)推進(jìn)，需逐步提升導(dǎo)管，并及時將上一節(jié)導(dǎo)管拆下，使混凝土處于持續(xù)性流動狀態(tài)。

6、公路工程橋梁樁基現(xiàn)場承載力測試方法及要求

6.1豎向靜載荷試驗(yàn)測試要求

使用慢速維持荷載法進(jìn)行加載，加載采用堆重平臺反力裝置，預(yù)制混凝土塊構(gòu)成加載平臺，由超高壓油泵帶動千斤頂對樁進(jìn)行加載，采用分級加載的方式。樁頂沉降量每小時不得超過0.1 mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次，當(dāng)沉降達(dá)到相對穩(wěn)定時，可加下一級荷載。終止加載需滿足以下條件：某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的2倍，且24 h后尚未穩(wěn)定。

6.2傳感器布設(shè)

試驗(yàn)采用振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)，安裝在鋼筋籠主筋上。常規(guī)樁應(yīng)力計(jì)分布在不同性質(zhì)土層的界面處，每個界面處均勻布設(shè)4個，壓力盒布置于鋼筋籠的底部;對于支盤樁，分布在“支”或“盤”上、下各25 cm，每個橫斷面均勻布設(shè)2個，標(biāo)定界面布設(shè)4個，鋼壓力盒布置于筋籠的底部。

7、樁基承載力測試結(jié)果分析

在試驗(yàn)加載過程中，各支、盤端承力逐漸增長，盤底位移與支盤力緊密相關(guān)，由上至下逐漸發(fā)揮。具體變化有：a.盤的端承力較大;b.上盤端承力較大，上盤位移大引起了這一規(guī)律，引發(fā)了較大的端承力;c.上盤、下盤發(fā)揮端承力比中盤的端承力大，這是因?yàn)樯媳P、下盤處于細(xì)砂層、粉砂層中，單位面積盤底端阻力值高，中盤位于粉質(zhì)粘土層中，單位面積盤底端阻力值低。

結(jié)語：

綜上所述，公路橋梁樁基施工需要嚴(yán)格把控各個環(huán)節(jié)，針對常見故障采取有效的處理技術(shù)，保障公路橋梁樁基施工的質(zhì)量。

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