灌注樁與預(yù)制樁在道路橋梁施工中的應(yīng)用

張域龍

摘要：路橋工程施工質(zhì)量對(duì)路橋的服務(wù)質(zhì)量及使用壽命有很大影響，對(duì)促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有明顯的意義。因此，加強(qiáng)路橋工程施工質(zhì)量控制具有重要意義。為了提高路橋工程的施工質(zhì)量，必須保證路橋工程的基礎(chǔ)強(qiáng)度及承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求，保證高質(zhì)量的基礎(chǔ)施工?；诖?，本文探討了灌注樁與預(yù)制樁在道路橋梁施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：預(yù)制樁;灌注樁;道路橋梁施工;應(yīng)用

灌注樁和預(yù)制樁是路橋工程中常用的兩種樁基，它們?cè)诙x、適用條件和特點(diǎn)等有明顯的不同。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)路橋工程的實(shí)際情況合理選擇，準(zhǔn)確把握灌注樁和預(yù)制樁的施工工藝和質(zhì)量控制要點(diǎn)，以保證樁基施工質(zhì)量，保障道路橋梁工程的整體施工質(zhì)量，從而為我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施的完善奠定良好的基礎(chǔ)。

一、預(yù)制樁和灌注樁的性質(zhì)特點(diǎn)

1、預(yù)制樁特性。預(yù)制樁是一種擠土樁，在人工挖完孔并準(zhǔn)備好相應(yīng)導(dǎo)管后，在樁端土層中鉆孔，將其打入土中會(huì)有分離土壤的感覺(jué)，它能深層次打入土壤中，周圍土壤由于巨大的壓力而變得緊密厚實(shí)，因此會(huì)大幅加強(qiáng)地基的承受能力。但在一定程度上也會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面影響，例如，在預(yù)制樁打入土層時(shí)，若使用方法不適當(dāng)或考慮不全面，則會(huì)使周圍地表突起，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致相鄰樁基上浮。雖然在實(shí)際情況下使用預(yù)制樁的成本較高，但由于其所用鋼筋是根據(jù)實(shí)際情況經(jīng)縝密計(jì)算而針對(duì)性打造的，因而比普通鋼筋承受的壓力更大，對(duì)鋼材的需求也更多，但樁身質(zhì)量較易檢查，而且運(yùn)輸效率也很高。預(yù)制樁在打樁過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲，必須在不影響周圍居民生活的情況下施工，或采用靜壓機(jī)打樁。預(yù)制樁很難穿透堅(jiān)硬的地面，并且樁的設(shè)計(jì)和鋼的使用成本很高。預(yù)制樁需合理掌握單節(jié)樁的長(zhǎng)度，單節(jié)樁的長(zhǎng)度不宜過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)，并且若兩樁連接在一起，接頭部分會(huì)變薄，從而降低樁的承載力。

2、灌注樁特性。灌注樁是打好孔后，將水泥直接灌入腔體內(nèi)部，然后隨著灌漿壓力的增大，腔體也隨之膨脹，從而在樁底土層中形成一個(gè)高強(qiáng)度的結(jié)合腔體。與預(yù)制樁相比，灌注樁造價(jià)相對(duì)較低，鋼材消耗也較少，當(dāng)然也可根據(jù)工作需求來(lái)制作合適的鋼筋。灌注樁只需使用大直徑挖孔機(jī)打孔，其單樁承受力就會(huì)很大，而且往往由于樁孔底部的雜物未被徹底清理干凈，導(dǎo)致單樁承載力發(fā)生明顯變化。通常，單樁的樁身不太好控制，經(jīng)常因操作不當(dāng)而斷樁。雖然灌注樁的樁身質(zhì)量不易控制，但可在任何土層中使用，灌注樁樁身長(zhǎng)度根據(jù)土壤的實(shí)際特性確定，樁身無(wú)具體需要，可隨意調(diào)控，無(wú)限制。與預(yù)制樁相比，灌注樁不能用于水下施工，然而，現(xiàn)代水下工程建設(shè)采用鋼圍堰形式，可滿足工程標(biāo)準(zhǔn)，保證施工質(zhì)量。

對(duì)灌注樁而言，也有不同的施工工藝，開(kāi)式灌漿是用鉆機(jī)打孔，預(yù)先埋設(shè)相關(guān)導(dǎo)管，澆灌樁柱本身混凝土后，將泥漿直接投入樁底，保證泥漿與樁底附近的土壤渣滓結(jié)合到一塊，形成高強(qiáng)度混合物;在進(jìn)行同樣的閉式、開(kāi)式灌漿操作后，將泥漿注入已安置好的彈性腔體中，隨著泥漿料用量的增加，對(duì)腔體的壓力逐漸增大，在擠壓過(guò)程中得以擴(kuò)增，并產(chǎn)生高強(qiáng)度結(jié)合體;人工挖孔灌注樁沿導(dǎo)管方向?qū)痘蛉胪翆舆M(jìn)行灌漿工程，發(fā)揮空間大。

二、灌注樁在道路橋梁中的應(yīng)用

1、施工前準(zhǔn)備。施工前的準(zhǔn)備非常重要，包括施工資料及施工場(chǎng)地的準(zhǔn)備。其中，施工資料準(zhǔn)備包括擬建區(qū)域的施工圖紙、擬建區(qū)域的水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件、周邊地下管線分布資料、周邊既有建筑物的構(gòu)筑現(xiàn)狀，從而為施工方案的優(yōu)化提供支持。施工場(chǎng)地準(zhǔn)備是指可能影響樁基工程施工的各種設(shè)施的遷移，一般包括高架線路、地下管線等，做好建設(shè)區(qū)域排水系統(tǒng)、沉淀池、循環(huán)池等，并對(duì)各種基準(zhǔn)點(diǎn)和控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量布設(shè)，為進(jìn)一步開(kāi)展樁基施工打下基礎(chǔ)。另外，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)施工材料的檢查，如鋼筋種類、規(guī)格等參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)要求等，加強(qiáng)對(duì)水泥型號(hào)的檢查，確?；炷列吞?hào)符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求;同時(shí)做好材料進(jìn)場(chǎng)記錄，防止偽劣產(chǎn)品進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，影響灌注樁施工質(zhì)量，為路橋工程質(zhì)量安全埋下隱患。

2、灌注樁施工流程。①根據(jù)擬建區(qū)域的巖土工程地質(zhì)條件和建筑物質(zhì)量要求等，選擇合理的樁型;②按樁型鉆孔，完成后清孔，清除孔內(nèi)碎石和油污等;③根據(jù)選用的樁型制作鋼筋籠，鋼筋的規(guī)格型號(hào)等必須符合設(shè)計(jì)要求。當(dāng)鋼筋籠直徑較大時(shí)，為有效防止鋼筋籠在運(yùn)輸、吊裝中的變形等問(wèn)題，可在鋼筋籠內(nèi)安裝支撐裝置解決，并在下部安裝墊塊;同時(shí)，鋼筋籠的安裝必須保證吊裝的垂直度，盡量避免與孔壁碰撞。若鋼筋籠長(zhǎng)度較大時(shí)，可分節(jié)吊裝，并在主筋接頭處留有一定長(zhǎng)度;④混凝土灌注，鋼筋籠吊裝完后進(jìn)行混凝土灌注，混凝土配比必須嚴(yán)格按試驗(yàn)得到的參數(shù)進(jìn)行，混凝土灌注嚴(yán)格按操作流程進(jìn)行，并及時(shí)做好養(yǎng)護(hù)工作，確?；炷翉?qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。因此，應(yīng)注意以下方面：首先，混凝土若在水下環(huán)境中灌注，則應(yīng)采用導(dǎo)管法;其次，當(dāng)鉆孔中滲水量較小時(shí)，常采用串筒灌注混凝土，采用分層振搗法搗實(shí);再次，若鉆孔無(wú)水或水體可疏干時(shí)，可采用短護(hù)筒直接投料;最后，采用泵送法進(jìn)行大直徑灌注樁施工;⑤注重灌注樁的施工質(zhì)量，主要從以下方面入手：首先，驗(yàn)證鉆孔質(zhì)量，直至鉆孔規(guī)格達(dá)到設(shè)計(jì)要求后開(kāi)始灌注;其次，嚴(yán)格控制灌注混凝土配比，確保混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求;再次，混凝土的振搗密實(shí)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，否則混凝土可能發(fā)生分層等現(xiàn)象，從而影響灌注樁的質(zhì)量;最后，單樁灌注必須保持灌注的連續(xù)性，否則易斷樁。

三、預(yù)制樁在道路橋梁中的應(yīng)用

預(yù)制樁在路橋工程中的應(yīng)用主要包括以下方面：①沉樁參數(shù)的確定，主要是指沉樁阻力，根據(jù)擬建區(qū)域巖土工程地質(zhì)條件，結(jié)合預(yù)制樁的樁型、深度、接頭等規(guī)格參數(shù)，進(jìn)行壓樁試驗(yàn)，確定土質(zhì)、目標(biāo)持力層深度、樁間距等參數(shù)，為提高樁基施工打下基礎(chǔ);②樁頂墊材選擇，樁頂墊材的選擇會(huì)影響沉樁精度，對(duì)樁帽保護(hù)具有重要意義，在樁基施工中起著緩沖作用。同時(shí)，墊材的緩沖作用能使沉樁過(guò)程中施加的壓力更加均勻，可有效避免預(yù)制樁局部受力過(guò)大造成的樁身?yè)p壞，墊材一般選用橡木、樺木;③預(yù)制樁的運(yùn)輸、堆放和起吊，預(yù)制樁強(qiáng)度必須在出廠前達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%及以上，預(yù)制樁起吊過(guò)程中，必須嚴(yán)格遵循“輕吊輕放”原則，防止預(yù)制樁碰撞，起吊時(shí)，繩索與管樁的夾角應(yīng)大于45°，同時(shí)，預(yù)制樁堆放區(qū)必須保證場(chǎng)地平整牢固，并做好排水系統(tǒng);預(yù)制樁的堆放高度（即層數(shù)）應(yīng)結(jié)合預(yù)制樁的強(qiáng)度和場(chǎng)地承載力等綜合因素確定，通常，預(yù)制樁的堆積高度一般不超過(guò)5層;預(yù)制樁堆放過(guò)程中，必須做好墊木設(shè)置，每層預(yù)制樁必須用墊木隔開(kāi)，預(yù)制樁兩側(cè)應(yīng)設(shè)置木楔，防止發(fā)生預(yù)制樁滾落等現(xiàn)象;④預(yù)制樁壓樁與接樁，若采用靜壓法沉樁時(shí)，一般分段進(jìn)行及逐段接長(zhǎng)（焊接法或漿錨法）方式進(jìn)行，若發(fā)現(xiàn)預(yù)制樁損傷需及時(shí)修復(fù);預(yù)制樁接樁時(shí)，應(yīng)先檢查下節(jié)管樁的頂部，頂部如有損傷，應(yīng)及時(shí)修復(fù)，同時(shí)清理下節(jié)管樁頂部的雜物，當(dāng)上節(jié)管樁到位前，應(yīng)將接頭處的污物、碎石等清理干凈;沉樁過(guò)程必須連續(xù)，中斷時(shí)間應(yīng)盡可能短，壓樁順序應(yīng)嚴(yán)格按施工設(shè)計(jì)進(jìn)行，確保沉樁質(zhì)量達(dá)標(biāo);另外，壓樁過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)預(yù)制樁變形，必須及時(shí)更換預(yù)制樁，以確保預(yù)制樁質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

總之，在路橋工程施工中，最重要的步驟是夯實(shí)樁基，合理的樁基建設(shè)能保證施工項(xiàng)目的質(zhì)量。在實(shí)際工程中，最常用的類型是預(yù)制樁與灌注樁，它們是路橋工程施工中最常用的樁型，但它們的使用有一定區(qū)別，需結(jié)合工程實(shí)際情況，根據(jù)不同工程施工要求及土性特性選擇合適的樁基，只有這樣才能保證橋梁工程施工的高質(zhì)量，并要考慮以最小成本代價(jià)換取最大價(jià)值體現(xiàn)。

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