随着我国经济的发展和公路桥梁建设步伐的加快,公路桥梁工程也出现了一系列的质量事故,直接关系到人民的财产安全,成为人们关注的焦点。公路桥梁施工单位应该对此高度重视。桥梁桩基施工的隐蔽性要求在桥梁桩基的施工中,不仅要依靠先进的科学技术进行施工,还要根据丰富的施工经验对在施工中出现的问题及时进行处理,避免工程质量事故的发生。根据工程具体地质情况,桩基施工一般采用挖空桩施工。不易挖空的地质,采用钻孔灌注桩施工。由于桥梁工程中钻孔灌注桩是隐蔽工程,大部分工作在水下进行,施工质量检验困难重重。所以,桥梁工程中钻孔桩施工技术讨论具有十分重要的意义
桩基由若干根桩和桩顶承台组成,是一种常用的深基础。当墩台位置处的软弱覆盖层较厚、持力岩层较深时,桩基可穿过软弱层支承于撑力岩层上。桥梁桩基础大多采用钢筋混凝土桩。
按受力形式桩基可分为端承桩和摩擦桩,前者承载力 主要由桩底岩层提供,后者由桩身穿过土层的竖向摩擦力提供。
桩基施工方法可分为两大类:灌注桩和沉入桩。
钻孔灌注桩
灌注桩施工是先用人工或机械在土中做成桩孔,然后再把桩身钢筋笼放入桩孔中,向孔中灌注混凝土而成桩,最后在桩顶浇筑系梁或承台。若用人工开挖桩孔则称为挖孔桩,若用机械挖孔称为钻孔桩。
钻孔桩成孔方法主要有:旋挖钻机成孔、正反循环钻机成孔、套管钻机成孔、冲击钻机成孔等。
灌注桩施工是先用人工或机械在土中做成桩孔,然后再把桩身钢筋笼放入桩孔中,向孔中灌注混凝土而成桩,最后在桩顶浇筑系梁或承台。若用人工开挖桩孔则称为挖孔桩,若用机械挖孔称为钻孔桩。
钻孔桩成孔方法主要有:旋挖钻机成孔、正反循环钻机成孔、套管钻机成孔、冲击钻机成孔等。
旋挖钻机成孔:是由钻杆带动钻头旋转,动力钻头正转可低速钻进,反转高速甩土,钻头旋转将土或砂粒切成碴土,然后快速提出孔外。该法可实现干法施工,不需用泥浆出碴,环保性良好,适用于黏土、粉土、砂土、淤泥质土以及部分卵石碎石地层等。
冲击钻机成孔:冲击钻机是用卷扬机等设备将带刃的重钻头或冲抓提高,然后放开卷扬机,钻头落下,切削压碎孔底岩土。可以把钻头提出孔口后用出碴筒出碴,亦可用泥浆循环法出碴。冲击钻孔适用范围较广,黏土、粉砂、卵石层均适用。
套管钻机成孔:是在钻孔的同时,用机械晃动压入一钢制套管。套管作用是防坍孔,孔中用重锤式抓斗机除土。成孔后放入钢筋笼,然后在灌注桩身砼时,逐步将套管拔出。套管钻孔法适用于非岩层的履盖土层中,对坍孔防护作用好,可在已有建筑附近施工。
工作程序
正反循环钻机成孔:依靠钻头旋转钻进,用泥浆循环进出钻孔浮起并将钻碴带出钻孔实现出碴。按照泥浆循环方法可分为:正循环和反循环两种。反循环比正循环法出碴效率高。
泥浆同时起到护壁(平衡孔内水压力),防止坍孔和浮碴的作用。泥浆由黏土或膨胀土加外加剂组成,泥浆比重一般在1.1~1.3间。
典型实例
桥址处地质条件为粉、细、中、粗砂层及少量砂砾层。桥梁基础为混凝土钻孔灌注桩,每桥墩为4根φ3.0m钻孔桩,横桥向桩距10.0m,顺桥向桩距9.0m,桩长91.0m。考虑到雨季时河床冲刷严重,钻孔桩上部有钢护筒,桥墩桩钢护
筒设计为直径φ3.0m,护筒长52m。
特点:
从永久钢护筒底口钻孔开始至混凝土填充至永久钢护筒底口不得超过73小时(39m桩长)。孔底沉碴厚度:孔底至少50%横截面上沉碴厚度<15mm,孔底截面任何位置沉碴厚度≯40mm。桩底压浆:为了钢筋笼底部的压浆管路尽可能贴近孔底而又不被损坏,在钢筋笼底部安装有触底指示灯开关。
施工流程1
施工流程2
钢护筒制造与安装
桥墩钢护筒直径3.0m,长52m,板厚25mm。护筒在钢结构厂制造,用卷板机成型,在旋转胎架上用自动电焊机焊接。一般分为四节出厂,用平板拖车或牵引车运输到现场。现场采用手工焊拼接,所有焊缝都要经过超声波探伤检查。
桥墩桩入土60m~66m,采用预钻孔方法埋设。首先安装φ3.4m临时护筒,临时护筒入土深度10m左右,然后安装
钻机,钻头直径φ3.15m~φ3.22m,钻孔至-49m标高,钢护筒底口设计标高为-50m,留1m用APE震动锤震打到位。
钢护筒卷制
钢护筒在旋转台架上焊环向接缝
钢护筒运输
安装钢护筒入孔
现场焊接接高钢护筒
振动下沉至设计标高
河北 秦皇岛 | 建筑施工
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