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      橋梁樁基人工挖孔樁施工技術(shù)探述

      2017-06-27 09:19周荷東
      中國科技縱橫 2017年9期
      關(guān)鍵詞:人工挖孔樁橋梁樁基施工技術(shù)

      周荷東

      摘 要:橋梁樁基是橋梁整體結(jié)構(gòu)中最為重要的一個(gè)組成部分,其穩(wěn)定性直接影響到橋梁工程的整體質(zhì)量。在施工過程中,施工技術(shù)、施工條件以及施工環(huán)境等因素都會(huì)對(duì)橋梁樁基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,因此橋梁建設(shè)工程需要嚴(yán)格把控橋梁樁基的施工質(zhì)量。而人工挖孔樁這種施工技術(shù)可以通過人工方式開挖孔樁、放入鋼筋、灌注混凝土,與機(jī)械施工相比人工挖孔樁具有施工迅速、操作簡單、造價(jià)成本低、容易把控施工質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn),使用這種技術(shù)進(jìn)行橋梁樁基施工可以減少諸多因素給施工質(zhì)量帶來的影響。本文嘗試探究人工挖孔樁技術(shù)在橋梁樁基施工中的應(yīng)用,并觀察施工過程中容易出現(xiàn)的問題,總結(jié)相應(yīng)的預(yù)防措施。

      關(guān)鍵詞:人工挖孔樁;橋梁樁基;施工技術(shù);問題;措施

      中圖分類號(hào):U445.551 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-2064(2017)09-0096-02

      近些年來,我國在經(jīng)濟(jì)和科技上出現(xiàn)了飛躍式的發(fā)展,交通運(yùn)輸事業(yè)更是蓬勃發(fā)展,公路橋梁在建設(shè)上更加趨向智能化、先進(jìn)化,對(duì)工程建設(shè)的效率與安全提出了更高的要求。傳統(tǒng)的機(jī)械式施工雖然可以縮短施工周期、提高施工效率,但是在細(xì)致度上卻無法與人工方式相媲美。事實(shí)上,橋梁建設(shè)工作若是想要獲得理想的施工結(jié)果,應(yīng)該在機(jī)械施工的基礎(chǔ)上在某一些環(huán)節(jié)中適當(dāng)選擇人工方式進(jìn)行施工。如樁基施工,這一環(huán)節(jié)施工質(zhì)量的好壞直接與工程整體質(zhì)量掛鉤,為了確保工程質(zhì)量與后續(xù)的使用安全,應(yīng)該采用人工方式來挖孔樁,這樣不僅可以有效控制施工成本高低與施工周期長短,還能降低施工操作難度與復(fù)雜度、提高橋梁的承載能力。

      1 概述

      1.1 定義

      人工挖孔樁是指通過人工方式在地基上挖出豎井,在樁孔中置入鋼筋籠并以混凝土灌注而成的樁,在樁頂部灌注有墩柱混凝土或承臺(tái)混凝土,形成成樁基礎(chǔ)。相較于其他的現(xiàn)代化施工技術(shù),人工挖孔樁技術(shù)具有較長的發(fā)展歷史,但是這種施工技術(shù)并沒有被埋沒在時(shí)間的長河中,而是一直在不斷地發(fā)展。這種技術(shù)需要使用簡單的設(shè)備與技術(shù),在操作上非常便捷和簡單;由于沒有動(dòng)用大型機(jī)械,所以占用場地較小;其不會(huì)排除大量的泥漿,對(duì)周邊的建筑物乃至環(huán)境都不會(huì)產(chǎn)生較大的影響;在眾多施工人員的參與下,可以有效控制施工質(zhì)量,所以使用人工挖孔樁技術(shù)的橋梁建設(shè)工程可以在較短的工期內(nèi)全面施工,不僅造價(jià)低,質(zhì)量也非??煽?。

      1.2 適用范圍

      (1)土質(zhì)。人工挖孔樁技術(shù)適用于低于地下水位的粘性土或粉土層、風(fēng)化巖層、密實(shí)度在中等以上的砂土層以及填土層。而流塑性較強(qiáng)的淤泥層、粉細(xì)砂層、粉細(xì)砂與淤泥夾層以及存在流砂的土層都不宜使用這種施工技術(shù)。原因在于前幾種土層在穩(wěn)定性上要比后幾種土層更加穩(wěn)定,發(fā)生形變的幾率相對(duì)較低,人工挖孔樁時(shí)安全性更高,后續(xù)穩(wěn)定性更加可靠。

      (2)持力層。持力層具有怎樣的力學(xué)強(qiáng)度,直接關(guān)系到樁基安全性的高低,因此如何選擇持力層變得極為重要。一般而言,中等風(fēng)化或微風(fēng)化且無軟弱持力層的巖層、礫石黏土、低透水性的中密度碎石黏土以及地基承載力在200千帕以上的殘積粘性土。

      2 人工挖孔樁的具體工藝流程

      2.1 施工準(zhǔn)備

      施工準(zhǔn)備是工程后續(xù)施工的重要基礎(chǔ),施工單位應(yīng)該做好如下工作:首先,要根據(jù)工程實(shí)際狀況編制詳細(xì)的施工方案,以便在后續(xù)的施工中做到有理有序;其次,要提前為豎井的井壁設(shè)計(jì)好支護(hù)措施,以便在后續(xù)的施工中防止出現(xiàn)坍塌事故;此外,還需要做好施工前的現(xiàn)場清理工作,確保施工現(xiàn)場的“三通一平”(即電通、水通、路通、場地平整),若是場地內(nèi)有舊建筑物,應(yīng)及時(shí)推倒并予以清除,若是場地內(nèi)管線或者電纜,則要向相關(guān)部門進(jìn)行申報(bào),根據(jù)有關(guān)部門給出的指示來清除管線電纜或改變其布局走向,規(guī)避開施工范圍;當(dāng)然,施工前還需要確保施工人員、設(shè)計(jì)人員以及其他相關(guān)人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙有著深入的理解,以便及時(shí)針對(duì)施工場地中發(fā)生的意外情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?;最后,還需要為樁基平面圖測量與放樣,在樁孔四周散布灰線,以便明確樁位的軸線、定位點(diǎn)。

      2.2 成孔施工

      在人工開挖樁孔前,應(yīng)先為基層底板進(jìn)行軸線測放,隨后還要使用激光全站儀來復(fù)核測放結(jié)果的準(zhǔn)確性,直至合格后才能施工,進(jìn)而為抗浮樁進(jìn)行樁位的測放。一般而言,施工的流程應(yīng)該為:為場地進(jìn)行平整才護(hù)理→進(jìn)行關(guān)鍵參數(shù)的測量放樣→為豎井及其他區(qū)域安裝支架、準(zhǔn)備好施工所用的儀器和工具→開始挖掘→清理挖出的土石。當(dāng)然,這一施工流程中可以適當(dāng)使用消協(xié)機(jī)械進(jìn)行輔助施工,如將開挖出來的棄渣使用卷揚(yáng)機(jī)運(yùn)出孔外。此外,需要注意的是,無人對(duì)孔口施工時(shí)應(yīng)使用蓋板密封好孔口,以便無關(guān)人員失足落入孔口造成傷亡。

      2.3 護(hù)壁施工

      若是施工的土層具有較差的土質(zhì),應(yīng)在開挖前做好支護(hù)工作,如使用混凝土、鋼筋混凝土制作護(hù)壁。在進(jìn)行護(hù)壁施工時(shí),應(yīng)緊跟開挖節(jié)奏進(jìn)行分解施工,并且上節(jié)與下節(jié)之間應(yīng)該進(jìn)行梯形搭接,于接頭處使用鋼筋搭接,如此可以加強(qiáng)護(hù)壁的穩(wěn)定性。表1即使護(hù)壁連接處所用鋼筋的常見規(guī)格。若是護(hù)壁施工到含水層,則應(yīng)向混凝土中填加防水劑、超早強(qiáng)劑與密實(shí)劑,這樣即使有地下水對(duì)混凝土進(jìn)行沖刷,護(hù)壁也可以保持其可靠的性能不變。此外,對(duì)于每節(jié)護(hù)壁之間的混凝土接搓處,可以適量填加堵漏劑,如此可以增加局部密實(shí)性,避免漏水量過大而使孔內(nèi)水面高度超限。

      2.4 制作、安裝鋼筋籠

      施工人員應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙制作鋼筋籠,并在箍筋內(nèi)標(biāo)記好主筋的位置,隨后基于施工需要為主筋進(jìn)行焊接,以確保其牢固可靠,之后在將其與其他箍筋焊接在一起,便可以形成鋼筋籠。焊接可分為單面焊接與雙面焊接,然而無論是哪一種焊接,搭接長度都是需要被嚴(yán)格控制的,一旦搭接長度不足10米(單面焊接)/5米(雙面焊接),將無法兼顧鋼筋籠的高效性與穩(wěn)定性。在安裝鋼筋籠之前還需要檢查孔內(nèi)狀況,以免樁孔塌方或內(nèi)部沉渣過多,影響后續(xù)施工。在安放鋼筋籠時(shí)需要兼顧高度的穩(wěn)定性和順直性,以免撞擊孔壁給護(hù)壁造成損傷。此外,在安放完鋼筋籠之后,應(yīng)校核其設(shè)計(jì)標(biāo)高,若無問題才能固定鋼筋籠,以免鋼筋籠上浮或下沉,影響孔樁的穩(wěn)定性。

      2.5 混凝土灌注

      孔內(nèi)若有積水將會(huì)影響到混凝土的灌注效果,因此進(jìn)行混凝土灌注前應(yīng)先將孔內(nèi)的積水全部清除干凈。一般情況下,混凝土灌注施工會(huì)使用“串通法”,在使用這一方法時(shí)需要按照施工設(shè)計(jì)嚴(yán)格控制串通末端與孔底之間的高度,并且在振搗混凝土?xí)r需要使用插入式的振搗器。若是滲水量較大,則應(yīng)采用導(dǎo)管法來灌注混凝土。為了提高水下混凝土的和易性,應(yīng)該使用中粗砂作為集料,且碎石骨料需要基于施工要求嚴(yán)格控制其最大粒徑,不得小于40mm。對(duì)于混凝土塌落度,也要提前做好檢查,確保其具有充足的流動(dòng)性能與黏聚性能。一般而言,若是塌落度范圍在18~22cm之間,則混凝土的使用量不得少于360kg/m3,且含砂率應(yīng)在40%到50%之間,導(dǎo)管至少埋設(shè)2米深度,混凝土拌合時(shí)間不得少于90秒。若是混凝土密實(shí)性不夠,則可以串通下料并對(duì)混凝土進(jìn)行分層振搗,如此可以澆筑出符合施工要求的混凝土。為了提高振搗質(zhì)量,應(yīng)為同一個(gè)樁身的混凝土給予高頻迅速振搗,使用插入式振搗器來分層振搗。

      2.6 施工完成后的檢測

      在挖孔至設(shè)計(jì)強(qiáng)度之后,需要按照相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)樁身完整性進(jìn)行檢測,同時(shí)單樁承載力也要納入到檢測范圍之內(nèi)。目前,可用于檢測上述參數(shù)的方法主要有:荷載試驗(yàn)、動(dòng)測法以及鉆孔抽芯法,具體操作及判定標(biāo)準(zhǔn)可參考最新版本的《建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范》。

      3 實(shí)例

      某橋梁建設(shè)工程需人工挖孔樁500根,涉及施工人員數(shù)量為2000人,護(hù)壁與樁身均需達(dá)到C30強(qiáng)度的混凝土等級(jí),樁長為30~50m,項(xiàng)目所在為溶洞性地質(zhì)特點(diǎn),施工方使用先進(jìn)設(shè)備掃描孔內(nèi),發(fā)現(xiàn)距離孔底1/4高度有20多個(gè)孔洞,施工人員清除孔洞內(nèi)的粘土,按照上述工藝流程進(jìn)行施工,期間以混凝土灌注孔洞,將其抹平,隨后以鋼筋籠進(jìn)行支持,放入樁基,給予相應(yīng)檢測,最終確認(rèn)施工質(zhì)量良好。

      4 結(jié)語

      橋梁樁基施工重在質(zhì)量控制,施工人工挖孔樁技術(shù)可以確保施工質(zhì)量可靠,本文結(jié)合實(shí)例對(duì)此施工技術(shù)的適用范圍、工藝進(jìn)行了分析,以供參考。

      參考文獻(xiàn)

      [1]陳浩.橋梁基礎(chǔ)人工挖孔樁施工技術(shù)與質(zhì)量控制[J].黑龍江交通科技,2016(05).

      [2]邢建國.關(guān)于橋梁人工挖孔樁施工技術(shù)的淺思[J].科技風(fēng),2015(13).

      [3]盧秀冬.橋梁基礎(chǔ)人工挖孔樁施工技術(shù)探討[J].交通建設(shè)與管理,2014(18).

      [4]袁傳軍.關(guān)于橋梁樁基施工技術(shù)研究[J].山西建筑,2014,40(10).

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