在公路橋梁樁基施工中,通常先用機械鉆孔,然後澆築混凝土。根據地質和地下水情況,也可以有針對性地采用挖土作業,然後澆築混凝土。挖孔技術在樁基施工中顯示出巨大的優勢。比如現場作業面小,占地面積不大,可以進行平行、流水交叉作業,很好地控制樁的偏差和垂直度,可以有效避免鉆孔帶來的擴孔率和混凝土用量的增加,也可以有效控制混凝土澆築過程中的夾層、斷樁等不利因素。這兩種樁基各有優缺點,需要根據實際情況靈活應用,切忌重樁。
1、鉆孔灌註樁施工註意事項
1)鉆孔開始時,鉆孔樁需將鉆桿稍上提,在護筒內旋轉成漿,啟動泥漿泵循環,待泥漿均勻後低速開鉆,使護筒腳下有壹層堅實的泥皮,達到護筒腳下1m後方可正常鉆進;在鉆進過程中,要註意地層的變化,針對不同的土層采用不同的鉆進方法。在粘性土中鉆進時,宜使用中等機械鉆速、大泵量、薄泥漿的尖底鉆頭;在砂土或軟土中鉆進時,宜使用平底鉆頭,控制進尺,輕壓、低檔慢速、大泵量、厚泥漿鉆進;在礫(卵石)土層鉆進時,宜采用低擋、慢速度、高質量泥漿、大泵量、兩段鉆進的方法。
2)對於有泥漿護壁的樁基,泥漿是鉆孔成功的關鍵。在鉆進過程中,應不斷向孔內加入新泥漿,以保持泥漿的稠度和比重。泥漿頂面應高出地下水位50厘米以上,以保持孔壁穩定。同時要密切註意地質條件的變化,隨時調整泥漿的性能和配合比。鉆進過程中,應根據地質情況適當調整泥漿比重,壹般地層為1.1 ~ 1.3,松散地層為1.4 ~ 1.6。
3)當孔深距設計標高50cm時,應準備好鋼筋籠、導管等機具和材料,以避免成孔後等待機具和材料造成的時間間隔和地質不良造成的塌孔。
4)清孔:當鉆機達到設計標高後,立即清孔。清孔後,泥漿比重控制在1.15 ~ 1.2之間。泥漿比重過大不利於混凝土澆築,過小則可能造成塌孔。
2.人工挖孔樁施工中的註意事項
1)人工挖孔方案存在弊端。最大的缺點是井下作業不安全因素多,必須嚴格按照安全生產規定執行,始終高度重視,認真查找和消除不安全隱患。井下作業人員必須戴安全帽,進出井眼要戴安全繩,挖洞要設掩體,並定期檢查吊桶、吊鉤、鋼絲繩、卷揚機等。用於提取土壤殘渣。鋼絲繩的安全系數應在5以上,斷絲應立即更換。井口圍擋應高出地面20厘米~ 30厘米,防止土、石等雜物落入孔內傷人,並防止地表水流入孔內。暫停挖土作業時,應及時覆蓋孔口,避免孔壁幹燥和混凝土吸水,造成安全事故。
2)如果孔壁少數位置土質不好,或有滲水現象,就會出現掉塊、滑動、塌孔等現象。孔壁必須有支撐,應采用現澆混凝土護壁。模板支架下開口大,上開口小,呈“圓錐形”,有利於混凝土澆築和振搗,還能增加樁身摩擦力。擋土墻混凝土作為樁身壹部分時,其標號不能低於樁身混凝土。
3)當挖掘過程中遇到巖石等堅硬地層,需要爆破時,應采用淺孔爆破方法,嚴格控制藥量,並在孔邊加強支護,防止孔壁坍塌。爆破產生的煙霧和有毒氣體應通過機械通風排出孔外,直到孔內空氣符合人體健康標準要求後,方可繼續作業。
4)在挖孔過程中或灌註樁基混凝土前,若孔底積水較多,可用水泵抽水,積水較少時可用水桶人工清除。
5)挖孔達到設計標高後,清除孔底松散的土渣、淤泥、泥沙等擾動軟層,最終達到平整孔底,露出原狀土的要求。如果樁底進入傾斜巖層,應鑿成水平或階梯狀。
6)人工挖土過程中,當發現地質或水文地質與鉆孔資料有較大出入,不利於人工挖土時,應根據具體情況回填後采用機械復鉆或鉆機完成剩余孔深等方法,以確保安全。
7)挖孔過程中如發現較大孔洞和裂縫,應與業主、設計、監理等相關單位的技術人員共同檢查,查明原因。然後根據具體情況采用漿砌片石填充接縫或利用混凝土和片石混凝土的流動性填充。
3、樁基檢測技術
3.1成孔檢測
在我國,成樁檢測技術優於成孔檢測技術。從防患於未然的角度來說,樁孔形成的檢測應該比成樁後的檢測更重要。大力推進成孔檢測技術的發展,特別是對樁基承載力影響較大的灌註樁樁底沈渣厚度測量方法的研究,仍將是今後我國樁基工程的壹項緊迫任務。
3.2靜載荷試驗方法
目前,國內外仍將樁的靜載試驗視為評價樁承載力最直觀、最可靠的方法。但由於測試儀器的精度、測試方法的局限性、分析方法的差異以及工程判斷能力的不同,測試誤差可達10%。因此,如何改進靜載試驗的測試和分析方法,提高靜載試驗的可靠性,壹直是工程界關註的話題。近年來,試驗噸位有了很大提高,國內很多單位都可以從事30000kN以上噸位的裝載。許多研究者也對相關的負摩擦現象進行了研究和討論。對於大噸位樁,在樁底埋設千斤頂和傳感器進行載荷試驗。
3.3聲波透射法
雖然這是壹項傳統技術,但之前並沒有廣泛應用。隨著近年來交通系統投資的增加,出現了大量的大直徑鉆孔灌註樁,如橋梁樁。聲波透射法在我國的應用越來越廣泛。在該方法的應用過程中,數字化聲學儀器取代了傳統的模擬聲學儀器,不僅在使用的便利性上有了質的飛躍,而且分析手段也大大提高。聲學延時解釋不再是唯壹的選擇,聲學振幅和音頻開始進入分析判斷領域。
3.4應力波反射法完整性檢測
雖然近年來國內外對該方法的研究並沒有實質性的進展,但在國內的實用性和推廣性方面已經有了很大的提高,這不僅表現在國內的樁基動測儀和配套的傳感器已經達到或接近國外的先進儀器,也表現在很多單位對各種測試分析環節進行了認真的研究,更重要的是很多管理部門已經開始認真總結應力波反射完整性測試的得失。這種方法的應用已經開始回到正常的位置。比如廣東省就在定位這種方法,為後續檢測提供前期技術準備,這種定位已經完全對應了這種方法解決問題的真實能力。
3.5高應變動力測樁法
在我國,高應變動力試樁法的研究始於20世紀80年代中後期,90年代初就有相關的軟硬件問題,實際應用效果並不弱於國外。後來大量國產灌註樁進行了試驗。壹些單位在模型改進、擬合技巧、參數選擇等方面做了大量工作,壹些用戶也研究了如何充分激發樁。值得壹提的是,國內的儀器和軟件在樁基動測方面達到了國際先進水平,很多方面更具中國特色。
3.6動態和靜態方法
由於高應變動力試樁作用時間短,只能按彈性體分析。國外有人提出了動靜法,利用技術延長力的作用時間,使應力波沿樁身傳播的波長長於實際樁長,然後將樁視為剛體,避免了應力波傳播的問題。應該說這種方法既克服了傳統靜載試驗的繁瑣費時,又克服了高應力法的過度間接性,是壹種好方法。但由於對錘的配重要求較高,具體操作仍有難度。
4.結論
隨著高速公路和城市高架橋的快速發展,樁基工程越來越多,必須高度重視樁基工程的施工質量,防止諸多安全隱患。近年來,樁基工程的檢測技術也成為壹個熱門話題,受到了廣泛的重視。特別是最近10年,樁基檢測技術有了很大的發展,與樁基工程檢測相關的標準和規範相繼頒布實施,進壹步規範了樁基檢測工作,為保證工程質量起到了很好的作用。
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