时间:2022-06-01 05:19:32
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇桥梁桩基检测论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
中图分类号:TU473.1文献标识码: A 文章编号:
一、引言
随着近些年来我国国民经济的发展,我国的交通事业得到了飞速的发展,桥梁作为交通事业的重要组成部分,不仅是一个重要的交通实体,也是国家综合国力和科学技术发展水平的重要体现,近些年来,我国的桥梁建设行业发展迅速,且桥梁建设的复杂度也越来越高,在桥梁的建设中,桩基的建设作为其基础,技术条件十分复杂,发展的空间也十分广阔,目前,桩基技术已经成为地基承建领域中的主要分支之一,经过多年的发展,桩基技术的承建工艺日新月异,一些新的设计理论和科技成果不断的出现,桩基技术得到了迅速的发展。桩基础的桩基础可以用于坚硬的基岩、卵砾石、砂、硬塑黏性土层之中,具有很高的群桩以及竖向单桩承载力,可以承受桥梁的全部竖向荷载,也可以保证桥梁的倾斜在正常范围内,此外,桥梁桩基础较大的侧向刚度可以有效的抵御由于地震等自然灾害引起的力矩荷载以及水平荷载,保证桥梁的稳定性。某桥梁工程,桥梁总长127m,桥面净宽10m,桥外侧设有0.5m的防撞护栏,桩基础的截面直径为1.4m,地基饱和抗压强度为7.0MPa,桩身嵌入泥质粉砂岩层的厚度为6.3m,桩基采用机械冲孔灌注桩,混凝土强度为C30,下面就根据该桥梁的情况探讨桥梁桩基础缺陷复合检测及其加固的方法。
二、桥梁桩基础工程质量的复合检测
(一)超声波投射检测法
超声波投射检测法就是在桥梁桩内部埋设纵向声测管道,并将超声脉冲发射以及接受探头放置在声测管之中,在声测管中灌注好足量的清水作为耦合剂,在检测时,仪器可以发出周期性的电脉冲,这种电脉冲可以穿透混凝土,并将探测结果转化为电信号,这样,就可以计算出超声脉冲穿过桩体的时间、脉冲的主频率、接受波的幅值以及频谱等数据;在计算出这些数据之后,数据处理系统就可以根据判别软件对各种计算出的参数进行综合的分析和判断,这样,就可以计算出混凝土内部缺陷的位置、大小和性质,并根据计算结果给出混凝土的总体强度以及总体均匀性的评价标准,通过该种方法对桥梁进行评价,发展0号桥台1号桩距离桩平面25.6到26.2米范围内存在接受信号波形异常的情况,证实桩基础存在质量缺陷,内部发生畸变,因此,就对该缺陷部位以及接近缺陷部位的位置进行取芯检验,根据取芯检验结果证实缺陷的具体部位和实际情况,划定缺陷部位,分析出缺陷的厚度,发生原因,根据实际情况进行后续的加固处理。
(二)桩身抽芯检测法
为了更好的评价桥梁桩基础的质量,就可以对其进行抽芯检查,抽芯检查法的主要工艺是钻探技术,即在桥梁的桩身上按照其长度方向钻取及桩岩土和混凝土的芯样,对所钻取得芯样进行观察和测试,从而得出桥梁基础的成桩质量,抽芯检测法作为一种可以对局部破损进行检测的方法,与其他的检测方法相比而言,具有直观、科学以及使用的特点,种种的实践表明,抽芯检测法不会受到其他客观条件的影响,特别适宜用于大直径桥梁桩基础缺陷的复合检测中,在本工程的检测中,取芯设备使用XY-1型取芯钻机,搭设钻机平台,在抽芯前期一切正常,钻到16.5米时出现钻进困难的现象,且伴随跳钻情况,继续钻进,出现酱黄色的返水,且桥梁桩周有水涌出,经过勘察得知,该种情况的出现是由于施工方法导致孔倾斜度超出规定范围所造成。
三、桥梁桩基础缺陷原因分析
根据检测,证实0号桥台1号桩基的缺陷位于桥梁的桩底部位,桩基由粘土、卵石以及砂土组成,厚度不均匀,有一定厚度的沉渣出现,取芯检测与超声波检测结论基本一致。根据分析,该桥梁桩基础质量缺陷产生的原因是由于钻孔泥浆的含砂量偏高、泥浆比重小、悬浮砖渣能力不足,清空不彻底,导致沉渣厚度出现超标的情况,此外,在钻孔清孔之后,由于以上因素的影响,就直接导致孔内发生孔壁坍塌以及砖渣沉淀的事故。
四、桥梁桩基础的加固方法
根据以上缺陷质量原因的分析,可以使用以下的方式对桥梁桩基础进行加固:
(一)洗孔处理
洗孔处理对对桥梁桩基础进行加固的基础方式,其具体的处理方法为:待钻孔抽芯完成之后,采用空压机、冲淋器、高压泥浆泵对钻孔进行交替洗孔,利用高压射流水以及高压气流将孔内的松散体冲刷干净,并将缺陷部位的砂土和细小的卵石淘空,交替进行,直到返水变清位置,用洗孔处理法对该桥梁工程进行处理,证实松散物被有效的清理,孔底已经基本干净。
(二)安装压浆管
待整个洗孔处理完成之后,安装压浆管,该桥梁工程使用的压浆管为2.54毫米的镀锌压浆管,孔口有2根管,其中一根管作为压浆管,另外一根管作为回浆管,为了填补缺陷部位的空洞,加强桩基础的强度,就在孔内填入一定的豆石骨料,待所有工序完成之后,将孔口的上部用细石砼将其封闭,待以上工序完成之后,方可进入下一步工序。
(三)二次洗孔处理
待以上步骤完成,压浆管的放置合格之后,需要等孔口上部的细石砼达到一定的强度,待其达到规定的强度之后,可以进行二次洗孔处理,二次洗孔处理需要使用高压泥浆泵在孔内注水,同时利用高压水流将远离孔口的粘土切割为悬浮状,再使用空压机、高压泥浆泵以及冲淋器进行交叉冲孔,将缺陷部位的松散物完全处理干净,直到出现返水变清位置,这就基本达到了清孔的目的。
(四)压降处理
待二次清孔完成之后,就可以进行后续的压浆处理,即使用高压泥浆泵,用循环注射的方式将浆液使用压力灌入的方式灌入孔内,在灌浆时使用间歇性灌浆和交替灌浆相结合的方式进行,为了使浆液可以充分的扩散,补强范围可以增强,在灌浆时需要使用最大的泵压进行灌浆,对该桥梁工程使用这种灌浆方式结果证明,水泥浆液通过充分的填充和扩散,已经在缺陷部位形成外壁,使桩身的完整程度得到有效的加强,实现加固目的。
五、结语
桥梁的安全性关乎重大,对于桥梁桩基础的复合检测方法使用超声波无损检测和钻芯检测结合的检测方式可以有效的检测出桩基础的缺陷位置、缺陷大小以及缺陷性质,待缺陷检测完成后,就可以根据缺陷的实际情况使用加固方式,在加固前要开展清孔工作,待返水干净后方可进入下一阶段的加固工作,加固方法以压降处理法为宜,在工作进行时,要坚持正确的操作方式,防止意外事故的出现,对于重点环节的处理一定要严格按照施工规范进行,保证桩基础的加固质量。
[中图分类号] U443.15 [文献标识码] A
1 桩基工程及桩基检测技术的分类研究
1.1 桩基工程分类
桩基工程根据其不同的应用功能,受力情况和施工方法,有着不同的分类,对应的桩基检测方法也会有所不同。不同桩的桩身完整性的判别标准亦不同,一般按照桩身完整性类别不同可将其化为以下四类:一类桩桩身完整且能正常使用;二类桩桩身基本完整仅有轻度缺陷,仍可使用;三类桩桩身缺陷明显影响桩身结构承载力;四类桩桩身缺陷严重影响桩身结构承载力。
1.2 桩基检测技术分类
目前我国常使用的桩基检测技术主要分为四大类,每类又分为两种不同的检测方法,一般来说,各类技术的选择是以检测目的和技术优缺点为基本的评判依据,而事实上每类技术都有其适用的范围[1]。
2 常用桩基工程检测技术的功能及优缺点分析
根据以上笔者对桩基工程及桩基检测技术的分类研究,下面我们就几类常见的不同桩基检测技术的检测目的和功能,以及相应的优缺点进行对比分析。
直接检测技术中的取样试件试验可以反映灌注混凝土强度及灌注前混凝土性能,是混凝土灌注桩施工质量验收主控项目,常用于检测混凝土是否达到设计要求的强度等级。
在辐射检测技术中,常用超声波透射法检测灌注桩的桩身缺陷及其位置,以判定其桩身的完整性的类别,这种检测方法过程比较细致,且不受桩径桩长的限制,但因要预埋声测管,成本高,最终无法定量地判断桩身缺陷。
动力试桩技术主要有低应变法和高应变法。其中低应变法测试简便、原理清晰、成本低、成果可靠,常用于检测各类桩基桩身缺陷及其位置,以判定桩身完整性类别。但这种检测方法也存在局限,如桩头混凝土比较松软时,应力波不能沿桩身往桩底传播,将无法获取桩底的反射信号;当桩身缺陷较多时,会影响后续的缺陷反射信号测试;当桩身存在扩颈或缩颈等变化较缓慢的缺陷时,将会使变化界面处的反射信号不太明显,造成误判或漏判;检测效果还会受桩长径比的影响,如对深部的缺陷反应不灵敏;该检测方法还存在缺陷只定性而不能定量分析的不足。相对低应变法而言,高应变法所用设备较为笨重,效率低且费用高,但其有效检测深度和激励能量较大,尤其是其在用于判定桩身水平整合型缝隙或预制桩接头等缺陷时,可有效查明是否影响到竖向抗压承载力,因此这种方法常用于判定单桩竖向抗压承载能力是否满足设计要求,除此之外还可用于分析桩侧和桩端阻力,但波形分析中的不确定性依然会导致其误差偏大。
在静力试桩技术中,可分为钻芯法和静载试验法。其中钻芯法所取岩芯可制作成试件进行强度试验,因此常用于检测灌注桩桩长,桩身混凝土强度(只反映小部分的混凝土质量),桩底沉渣厚度,还可以判断桩身完整性类别,但也存在盲区,且设备庞大,操作费工费时,价格也较高昂。而静荷载试验根据其受力因素的不同,可分为单桩竖向抗压、抗拔和水平静载试验。单桩竖向抗压静载试验既可用于确定和判断单桩竖向抗压极限承载力是否满足设计要求,还可通过桩身内力及变形测试来测定桩侧、桩端阻力,同时还能验证高应变法的单桩竖向抗压承载力检测的结果。单桩竖向抗拔静载试验主要用于确定单桩竖向抗拔极限承载力,判定其是否满足设计要求,以及测定桩的侧摩阻力,但它也有与单桩竖向抗压静载试验相同的局限之处;单桩水平静载试验主要用于确定单桩水平临界和极限承载力,推定土抗力参数,判定水平承载力是否满足设计要求,测定桩身是否弯矩和挠曲[2]。但这种三种检测方法都很费时、费工、费钱,且用数量较少的桩作静载试验所得出的结果较为片面,难以代表全体桩基的质量情况,都不适用于高承载力桩。
3 我国常见的几类桩基检测技术有效检测和综合使用
根据目前普遍使用的桥梁桩基检测方法一般规定为声波透射法、低应变动测法及钻孔取芯法等普检技术,这些技术方法因各自的理论假设及各种因素影响,均存在一定的局限性,因此有必要充分和有效利用各种方法的优点来解决工程上的实际问题。
3.1 各类桩基检测技术的有效检测方法
若桩基检测在低应变动测法所适用范围内,尽量采用动测法,动测结果桩基施工存在沉渣及持力层不符合要求时,可用低应变动测法对声波透射法进行校核;对于动测法之外的地质条件复杂、主墩桩或较重要部位的桩基,则可用声波透射法进行检测。若动测法受到地质条件的影响,使得桩底持力层、沉渣等难以判断,可采用钻孔取芯法进行校核,当取芯时,通过加固处理难以解决桩基存在的局部缺陷或持力层稍差现象时,可采用高应变动测法进行承载力检验。
3.2 各类桩基检测技术的综合应用
采用一种方法对桩身质量(完整性)做出正确判定时,根据检测目的,检测方法的适用范围,并综合考虑各种因素如地质情况、设计、施工因素以及受检桩类型等,同时选用多种方法进行检测,实现优势互补,以提高检测结果的准确性和可靠性[3]。如可联合低应变法和钻孔取芯法处理大直径灌注桩的完整性。
结语:桥梁桩基工程及检测技术分类繁多,为了保证各类桩基工程用到合适的桩基检测技术,笔者建议应综合各类检测技术的优点,研究出一套高效的综合检测技术,以适用当前形势的需要。
参考文献:
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中图分类号:U448.13文献标识码: A 文章编号:
0 前言
随着科学技术的不断发展,带来了各方面工艺技术上的日趋成熟。交通运输行业,也是在不断的发展和进步当中。由于交通运输行业不断的发展,交通运输产业的不断的壮大与进步,使得铁路工程也逐步的发展,铁路建筑也越来越多,但是也相应的带来了很多的安全问题。由于建筑物的荷载在不断的加大,原有的软弱地基土等已经不能满足在安全稳定方面的需要,存在着一些严重的安全隐患。在现阶段,常用的是通过采用桩基础来完善铁路桥梁建筑。[1]但是考虑到铁路建设过程中需要通过河流、山谷等大型沟壑的时候,就需要设计桥梁与就近路基进行顺接,这样才能够满足铁路在运行等过程中自身承受的负荷要求与铁路桥梁质量寿命建设的要求。现阶段,我国的桥梁工程设计,最常用的桩基施工方法主要是陷入桩和钻孔灌注桩施工两个方面。下面就对我国铁路桥梁桩基础的施工工艺所存在的问题、解决措施和关于加强质量规范方面进行探讨。
1我国铁路桥梁桩基础的施工工艺常见的问题及对策分析
1.1对铁路桥梁桩桩底持力层所能承受的压力的估算与实际情况差距大
铁路桥梁桩在施工的过程中,常会在山谷、岩石、沟壑上作业,由于地层下的岩石较多,地质成分复杂,且岩石在不断的运动变化中,施工人员无法计算桩底持力层的承受能力限度,也无法进行精确的测量,因此,对铁路桥梁桩桩底持力层所能承受的压力无法进行预测,从而导致桥梁在施工过程中容易出现坍塌的现象。另外,由于地质勘察的局限性,地质勘探孔间距太大,部分孔深太浅,桩端的嵌岩深度不够,土工的取样程序不规范,常会出现实际的地层情况与地质勘察报告不符,从而对铁路桥梁桩桩底持力层所能承受的压力的估算不准确,给施工带来了难度和危险性。
针对上述问题,施工人员在平时的操作作业工应注意积累实际经验,注意观察地表岩石的变化,总结规律,还应当在满足桩的入岩深度时,应多次经过取样鉴定,满足施工的要求,经专家测评后,对桩底持力层所能承受的压力进行科学的估算。
1.2桩顶混凝土密度不够
在对铁路桥梁桩施工的过程中,由于施工人员施工操作的不规范性,造成施工过程中的过分离析或者泌水,导致混凝土密度不够;对于混凝土计量上的要求没有进行精确的计算,混凝土没有进行随拌随用,时间上也没有进行很好的把握;混凝土应进行随浇随捣,由于施工人员工作上的疏忽,出现漏倒或过捣的现象。另外导致混凝土密度不够的一个重要原因是,是对孔内混凝土面测试的不准,泥浆比重过小或者泥浆注入量不足。导管自重较轻,导管口的深度不大,以上在施工操作上的不规范都容易导致混凝土密度不够,严重时可能形成断桩的现象,从而导致整个工程的失败,危害到人民的生命财产安全,给国家造成经济上的损失。
对于解决上述问题,在灌注混凝土前,应进行水,水泥合理的比例分配,严格按照精确的数值进行分配。混凝土的浇筑要一气呵成,不可中断,时间上要有严格的要求。因此,对于解决混凝土密度不够的问题,应在材料上按照严格的比例分配,严格的时间分配,根据标准数值进行施工作业。
1.3钢筋笼制作的不规范
钢筋在弯制前必须要进行除锈处理。但是由于在钢筋绑扎和焊接的过程中,施工人员操作上的不规范,同一截面的接头数量超过了规定的数量要求。由于对钢筋笼初始位置的定位不准确,与孔口固定的不牢固,在绑扎过程中,工作人员操作不当,导致钢筋笼没有足够的稳定性,在混凝土浇注的过程中钢筋笼变形、移位,从而增添了工程的危险性,为工程施工埋下了不安全的因素。
针对这一问题,在钢筋绑扎和焊接的过程中应严格规范施工人员的操作,尽量避免操作的错误,还应在防止混凝土顶层进入钢筋笼是流动性变小,应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深。从而降低钢筋笼的不稳定性。
2对铁路桥梁桩基础的施工工艺中关于加强质量规范方面的研究
2.1铁路桥梁桩基础的施工工艺中关于桩制作上的规范要求
铁路桥梁桩基础的施工工艺中,对于桩的制作要求严格,大多采用的是钢筋混凝土桩。钢筋混凝土桩由于承载力大,环境适应性强。因此在铁路桥梁桩的应用上十分的广泛。在设计这种钢筋混凝土桩的时候,考虑到交通运输以及其它一些方面的原因和规范设计等设计要求,需要将钢筋运输到施工现场,进行闪光对接焊,并且需要确保主筋受力在一条直线上,钢筋笼主筋和箍筋间距应该满足设计的要求,主筋与箍筋之间需要采用扎死或者电焊进行点焊,以确保连接的紧密性和牢固性。[2]在整个铁路桥梁施工中,混凝土的质量控制对工程施工的质量有着直接影响。对于每根桩基混凝土的要求,必须连续不间断的进行浇筑施工。在混凝土浇筑之前,搅拌站应该根据混凝土的配合比进行严格的配料监督,并且需要充分搅拌均匀,对于塌落度、含气量、入模温度等都需要达到要求后,才可以进行铁路桥梁桩的施工。当桩基浇筑完成后,应该对桩身同条件养护试块进行标识、编号,并且注明浇注日期、混凝土强度等级和试块编号等。在混凝土初凝之前,需要拆除钢护筒,当强度达到设计要求以后,才可以进行桩基完整性的检测,从而在确定桩基的完好无损的情况下,然后可以进行下道工序的施工。
生产钢管桩的材料需要符合设计的一些基本要求,并且还应该具备工厂质量证书和测试报告等相关资料的证明。同时,对于钢管桩的长度,还应该满足分段高度的有效桩架、地形条件、运输和承载力等一些特殊的要求。钢管桩的材料选择,可以是一些进口钢管和国产钢管。质量把关上一定要严格。对于焊管的生产技术,需要符合有关技术上的规定,焊接钢管桩应符合设计的基本要求,在生产的时候,还应该注意在焊接范围内对于生锈、耐油性、耐水性等相关指标进行硬性要求,同时进行各式各样的清洁等处理。[3]在进行焊接之前,需要保持一个干燥的环境。在进行焊接的时候,应该考虑到阳光照射而造成商务桩身弯曲等问题。当焊接完成之后,对于每一层,都要进行焊接检验,清除焊渣。一旦有钢管桩的位置坐落在河流中,还应该考虑高桩承台的底线问题,其最起码应该在冲刷面以上,同时进行必要的防腐处理。在防腐前,需要进行喷砂除锈的工作,直到具有金属光泽为止,当其表面没有锈点的时候,才能够进行除锈处理。对于在运输、吊装过程中的桩、防腐层破坏等问题应该及时进行修理。
2.2铁路桥梁桩基础的施工工艺中关于围堰定位的规范要求
对于铁路桥梁的施工规范要求,在各个方面都有明确的规定。对于吊箱围堰,必须进行准确的定位,对于其具体的数值也有明确的规定,围堰中心位置的偏差不得大于50mm。在实际的施工过程中,需要采用钢丝绳或者锚索等对围堰进行定位调整校准,以确保双壁仓库或泵水围堰相对垂直度处于一个可控制的范围内,可以采用后牵引锚绳对平面布局进行适当的调整,控制平面位置的误差等。[4]对于围堰的施工,应该在一个可测量的范围内进行,而且要考虑河流冲刷的作用力以及安全稳定性的严格要求,在立式活动范围内对其进行合理的控制。
2.3 铁路桥梁桩基础的施工工艺中对于护筒插打的规范要求
对于铁路桥梁桩基础的施工工艺的设计规范,在护筒插打方面也有明确的要求。为了确保钢管的安全位置以及围堰平面位置的准确性,钢管在其自身重力的作用下,把围堰定位桩联合支护,而且检查其直径、吊耳等各个方面的工作性能,同时进行超声波焊接检测检查。[5]一般在和手工焊接的位置处,采用测量仪器进行一边观察一边调整保护管的垂直度,进而采用连接环在围堰周围进行调整,一直到保护管处于一个平滑稳定的深度的时候,然后才可以进行下一道工序的施工。
2.4 铁路桥梁桩基础的施工工艺中对于钻孔的规范要求
对于铁路桥梁桩基础的施工工艺的设计规范,在钻孔方面也是有明确要求的。采用水准仪对桩基进行放样定位之后,才可以进行钻孔。一旦地质条件发生变化的时候,可以选取不同的钻头进行应急处理,同时要确保钻孔的垂直度要精准无误,可以多考虑减压钻头的使用情况。在钻井的过程当中,应该把握好“重锤定位、降低钻井”的基本原则,避免一味盲目的依靠提高钻井进入的压力进行。同时,在利用钻孔机进行开孔的时候,应该首先进行的是砂泵施工处理,一切正常后才可以进行打开钻头,继续其它的操作。在刚开始的时候,对于钻探的要求是要轻压、慢慢地进行钻孔的操作,当钻机工作趋于正常后,再逐渐的提高钻头速度与调整压力的大小,而且在进行操作的过程中,要确保咬口处不漏水,在钻井的过程中控制泥浆的比重,保持一个良好的稳定性。[6] 另外,在进行钻孔作业过程中,应经常对钻孔进行检查测试,在不符合作业要求时,应随时进行调整。应该注意地质地层的变化,并进行详细的记录,以应对地质的突发性变化。
2.5 铁路桥梁桩基础的施工工艺中关于对于清孔的规范要求
对于铁路桥梁桩基础的施工工艺的设计规范,在清孔方面也是有明确要求。当钻孔达到要求的深度之后,才能采用泥浆泵、掏渣工具进行清孔操作,清孔时一定要清的彻底,同时要保持孔内水头高度达到指标,避免塌孔现象的发生。有一点值得注意的是,为了方便,用加深孔深来代替清孔,这是极其不可取的,会给整个工程带来不安全的因素。[7]桩孔在吊入钢筋骨架之后,灌注水下混凝土之前,应再次检查孔内泥浆性能的指标和孔底沉渣的厚度,如果超过了相应的有关规定,应进行多次的清孔,孔底沉渣厚度不大于0.15D(D为桩基直径),泥浆比重控制在1.03~1.1之间,符合上述要求后,才能进行灌注水下混凝土作业。
2.6 铁路桥梁桩基础的施工工艺中对于成桩的规范要求
对于铁路桥梁桩基础的施工工艺的设计规范,在成桩方面也有明确的要求。铁路桥梁桩在施工的时候,一定要严格按照配比进行拌制砂浆,严格控制水泥和水的用量。一般具体操作如下:通常是先把水泥等进行搅拌,搅拌设备一定要用专用的砂浆搅拌机,并且搅拌一定要均匀。当搅拌过一段时间以后,加入60%比例的水,继续搅拌。同时,对于混凝土的搅拌时间和灌注的时间,二者的时间间隔不应该大于3小时。在搅拌的时候,可以适当的添加一些外加剂,是为了减小其初凝时间。[8]在浇筑的时候,应该主要注意的是,混凝土的浇筑需要连续的进行,不可以中断。在确定混凝土强度满足施工要求的情况下,应降低用水量和水泥的用量,从而降低混凝土的水分蒸发量和,以达到降低混凝土收缩的作用。[9]对于面对一些桩径很大或者是深桩基过深的情况的时候,应该采用多台搅拌机进行混凝土及时的搅拌,避免在等待过程中混凝土出现初凝的状况,发生断桩的现象。
3结束语
铁路桥梁在施工的过程中,常会有穿越河流,穿越山谷等情况,因此,在设计的时候,一般设计为大直径钢筋混凝土桥梁桩基础来平衡桥梁上部进行承载。其作用是为了承载其巨大的压力。铁路桥梁桩基础设计非常的重要,并且受到了高度的重视,因为这关系到人类的生命财产安全,关系到国家的铁路运输安全的问题。所以对于其质量的管理和施工质量的要求需要严格把关,并且进行反复的检验。[10]但是在设计的时候,由于难以了解到地质内部的具体情况,无法预测到地质变化的速度和成度。因此,在桥梁桩基施工的过程中,容易出现很多未知的问题和困难。并且在现阶段无法找到根本性的措施去解决,但是相信在未来科学的不断发展过程中,在人们不断的科技探索中,通过实践经验的积累与应用,对于铁路桥梁桩基础的施工工艺会有更进一步的完善,人类的生命财产安全也会得到进一步的改善。
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引言
在建设桥梁的过程当中,一般都采用钢筋砼灌柱桩基础,这样的结构往往由于施工出现瑕疵而影响这个桥梁的整体安全。因此,桥梁基础的质量安全问题也就成为检测环节当中的重中之重。然而以往的检测方法往往要求对桥梁的主体结构进行取样,这多少都会影响桥梁的整体性以及一致性。而超声波ct技术则完全不用担心影响桥梁的美观性,也不用通过对桥梁进行取样,简单的操作,高精度的测量,检测结果的清晰使现在我们对于桥梁的检验程度越来越高。
1 超声波ct技术的检测方法
超声波ct的检测主要是在桥梁桩基浇注的过程当中,检测人员会沿着桩轴的外侧放置一些用于检测数据的声测管,这种声测管可以对于桥梁桩基内部的缺陷进行探测,探测的方法主要有两种,分别为对测法和斜测法。当检测人员接收到声测管发出的信号之后,会根据这些信号编辑成衡量桩基构造的参数,然后根据这些参数的统计与分析,就可以确定缺陷发生的大致范围,最后通过精确的定位得出发生缺陷的具置。当然这种测试方法有一定的局限性,测试结果只能确定缺陷的大致范围,对于缺陷的具体情况比如缺陷的大小,分布范围无法做出精准的测算。这样的结果可能对于以后的检修工作产生一定的困难。因此,在运用超声波ct技术的同时会适当的加入一些成像无损技术,这样就可以解决上述未曾解决的对于缺陷大小,分布情况的问题了。这种高端的技术不仅可以得出精确的检测结果,同时对于桩基内部的情况也可以做出清晰的图像以供参考。
2 超声波成像技术应用桩基检测的原因
超声波ct技术原用于医院的诊断当中,而正是因为在医学诊断当中的广泛引用,提高了超声波ct技术的重视。这种技术是以提高射线理论的旅行实践来延迟借助古典radon的变化实现反演。而后来又发展出通过波动方程为基础的层析成像方法,这种方法主要应用于固体介质的检测,目前针对煤炭资源的开采,石油的发掘以及对于各地地质的勘探,并且得到了广泛的应用。由于这种方法能够清晰的识别缺陷,同时还具备较高的分辨率,因此对于桥梁桩基的检测也有较高的效用。对于桩基的检测主要有桩基结构的稳定以及承载能力,同时还可以检测出疏密程度,空洞,夹泥等现象。
3 超声波ct技术的工作步骤
超声波ct技术主要包括对于数据的采集,对于数据的处理以及结果的研究这三个阶段。在这三个阶段当中,最关键的就是对数据的处理,数据处理主要包括以下步骤,第一进行模型的建立以及参数化,第二对数据进行正演计算,第三部进行反演以及图像的重建,第四步对反演的结果进行分析。而在这些步骤当中正演的计算以及对于反演图像的分析是最重要的。下面主要介绍其中最重要的正演计算过程。
根据弹性波波传播理论以及ct技术的不同,超声波技术可分为大致的两类,第一种就是波动方程层析,这种方法是在波动方程上将微分波场进行反投影,同时根据运动学的基本规律对层析成像的投影进行计算,这种方式计算的过程较为简单,操作方便,但是精度相对较低。第二种方法就是射线理论层析成像。这种方法忽略了地震波动力学的特征,是在射线路径上将桥梁的内部构造进行反投影,然后同样根据动力学的特征以及层析成像技术对结果进行计算。这种方式的操作较为繁琐,需要耗费大量的实践,但是精度较高。而对成像投影的计算方法还有很多种,例如打靶法,近似弯曲法以及弯曲法等等,这些方法也都在不断的探索当中,相信在逐渐的进展中会取得不错的效果。
4 对于成像结果的数据处理
超声波ct技术对桩基检测之后,仪器会显示多种图像的数据,这些数据能够真实的反映出砼结构内部的实际情况,要解读这些数据,一般要采用一个超声波层析成像软件的系统,这种系统是利用vb语言开发的,它的系统核心主要完成对图像的正反演数据的处
理。在对正反演数据进行处理的过程当中,主要有四种层析反演方法,分别是最小二乘共轭梯度,代数重建方法,奇异值分解方法以及lsqr方法。使用该系统可以根据使用者所选的反演算法进行层析图像的数据处理。而这些选择只需要在系统的主界面上就可以输入。
5 超声波技术的发展前景
由于超声波技术在桥梁桩基的检测中不仅对桩基没有损伤,而且检测效率较高,方法较为简便,能够直观的看到检测结果,因此超声波检测技术在以后的检测技术手段中必然占有很高的地位。
首先超声波技术会逐步应用到三维层析成像。普通的层析成像是将立体的检测对象分解成为二维的薄片,然后对很多的二维薄片进行缺陷分析,这种方法不仅耗时耗力,同时检测结果容易出错。相反,三维层析成像不仅可以直观的反映出检测对象的缺陷分布,同时加入超声波技术,还可以极大的降低内存的消耗以及cpu的占用情况,同时三维层析成像加入超声技术,还可以降低正反演的计算过程,计算过程也降低了很多。因此,这种技术在以后的探测领域必将得到很好的发展前景。其次就是多参量层析成像方向。以往的声波层析技术知识根据单一的观测数据进行反演单一的物理量,同时各个物理量之间联系万千,如果想确定每个物理量的准确值,难度很大。而如果将多参数同步反演加入超声波的成像研究方法,就可以实现多种参数同时求解。而这种反演方法对于多参数的多分量的分析无疑是最佳的办法。最后就是基于波动方程的层析成像。基于射线理论,在桥梁桩基中的层析成像方法由于具有较高的信噪比,传播方式单一,具有一定的局限性,而如果波动方程的层析成像应用超声波技术,会克服以上的缺陷,同时超声波技术还可以提取桩基中的全部信息,这比仅仅利用射线跟踪层析成像更能直观的反映其中的结构内容,因此也必将成为未来层析成像的重点发展方向。
6 结语
通过上述的分析我们可以得知,超声波ct技术应用于桥梁桩基的检测,具有较高的分辨率,反映情况真实准确,并且具有很好的灵敏度,特别是对于缺陷的定位具有其他方法不可比及的精度。然而这种方法也有它的缺点,成本高,一些小的工程很难想象应用这种检测方法,因此如何降低成本,更加完善超声波ct检测技术的系统功能成为我们需要开展的重要课题。
参考文献
[1]赵明杰,徐蓉,超声波ct成像技术以及其在大型桥梁桩基无损检测中的应用,[j],重庆交通学院学报,2001,20(2):73—86
[2]邓喜贵,李敬贵,朱子军,声波层析成像技术用于沙砾石层中灌浆成墙质量检测[j],东北水利水电,2000,18(6):50—51
由于地质条件复杂和地表自然条件多变的影响,钻孔灌注桩的施工工作一直以来都是难点,特别是桥梁建设工程中的这一部分施工,更是难点中的难点,同时作为桥梁建设的基础施工部分,其重要性不言而喻,因此加强对钻孔灌注桩的施工监理工作的研究,具有重要的意义。笔者从自身工作经验出发,就如何在桥梁项目建设过程中发挥监理的作用进行阐述,就在钻孔灌注桩施工过程中的重要施工步骤中的注意事项进行收集整理,权作参考。
1 施工前准备工作
凡事预则立,作为重大建设项目的基础施工部分,桥梁的桩基施工关系到整个工程的成败与时度,必须加以重视,决不能把重心放在事后监督上,而是要防微杜渐,从根源上排除一切可能存在的问题,切实保障工程质量。要实现这一目标,在施工前要做以下几点准备工作:
2 认真审核施工计划
施工计划是确保施工工程进展顺利的首要条件,作为项目监理,必须要对施工现场的自然条件,如地质情况、水文资料、气候数据进行了解,并在此基础上审核施工单位提交的计划,对计划的可行性进行评估和优化。
3 仔细检查施工材料
对于施工材料的检查是监理工作的必经程序,尤其是桥梁桩基工程,要做好材料特别是水下砼的试配工作,要督促施工单位多准备向个配合比方案,比严格按和易性以及28天后的实际强度来确定最佳的配合比。此外,对于碎石、中砂的材料也马虎不得,要组织抽样,进行压碎实验,保证进场材料的安全性。
4 做好人员组织和设备检测工作
设备的检测亦不能忽略,由于水下作业部分无法用肉眼观测,必须要通过设备的保障来实现工程质量的达标,因此,钻孔的桩机的质量必须得到保证,这与桩的垂直度、孔身的形状有着直接的关系。此外,设备的水密性、设备间的结合情况等,都需要加以重视。
5 施工过程中的监理工作开展
5.1 护筒的埋设和安装
护筒的安设必须准确。为了便于随时检查,可在护筒边打骑马桩,用棉线拉直,相交点便为桩位的中心点。施工前应反复校正该点,检查骑马桩是否移位。对潮汐地区护筒的高度要考虑最大涨潮的水位。
5.2 钻孔进度的控制和泥浆浓度的调整
开钻后,要指导钻机操作手根据不同的地层调整钻(冲)进的速度。若遇上较纯的粘土层时,钻进速度要减慢,以避免糊钻现象,若用冲击锤施工则应减小冲程,适当降低泥浆浓度,也可以填砂、砾石;若遇上卵石、砾石层,也要减缓钻进速度,否则可能会导致断钻杆的现象发生,冲孔时也要减慢速度,并要减少扬程,以避免孔位的偏差,同时应适当加大泥浆浓度:若遇到松散的粉砂土或流砂,亦要控制进尺速度,选用较大浓度、粘度和胶体率的泥浆,需要时可以掺入适量的卵石和粘土,以加强护壁;若遇到软硬地层时,应吊着钻杆控制进尺,低速钻进。
5.3 终孔和清孔
若孔位的实际地质情况与设计图纸相符时,可按设计标高终孔;若实际的地质情况与设计图纸相差较大时,必须马上通知设计单位,以变更桩长。对嵌岩桩,监理必须认真对待,要多次取样品考证,以确认岩性情况,务必保证嵌岩桩嵌入基岩的深度。终孔后,要准确地量出实际孔深,检查孔位的垂直度和平面偏差,并在骑马桩处作标
5.4 钢筋笼的制作和安放
钢筋笼的制作必须严格按照图纸的要求,如遇较大的工程要求,则可事先制作支架来固定钢筋笼,要特别注意检查各焊点的质量,避免出现虚焊等问题,由于钢筋笼需要吊装,其垂直度亦是需要检查的,而钢筋笼的刚度也需要同时检查,如果达不到要求,必须加密钢筋。清孔后,迅速将钢筋笼安放,从而保证落笼迅速且不损坏泥浆层,落位后,要固定住笼子,可考虑采用较粗的钢筋直接焊接的方法固定。
5.5 导管和漏斗的安装
落笼后应再检查一下沉渣厚度,若合格,就应抓紧安装导管。作为监理必须清楚孔深与导管长度的关系,明确导管底至孔底的距离,同时要检查导管的接头是否紧密,有没有漏水。另外要检查导管间的螺丝是否能打开,有没有砼块盖住,或严重的锈蚀。要对上述的每一环节作详细检查。至于漏斗,在施工前就应计算其容积,是否能满足首批砼灌注后的导管埋深。考虑孔底有扩孔的可能,为安全起见,漏斗的容积最少能使导管埋深1.0m(按设计孔径计)。安装漏斗时要注意检查漏斗四周是否光滑,是否能保证砼顺利下滑。如有必要,可以在漏斗四周涂上少许油。与此同时,安装好隔水栓,并检查其是否漏水。
5.6 水下砼的灌注
在安装好设备后,监理人员应当就孔底的沉渣厚度进行再次的测量,如未能达到设计要求,则需要再次清孔,如能够达到要求,则可开始灌注,从而完成整个工程。
6 桩基施工检测及判断
桩基施工质量的判断是监理工作的另一处困难所在,特别是桥梁建设项目,其钻孔灌注桩在水下,仅凭经验以及对施工步骤、施工材料的观察进行推断,是不完整的,必须借助于仪器,如RS-1616K型动测仪等设备,对桩基部分进行小应变测试。而在面对复杂的自然环境与地质条件下的施工,笔者建议要尽快完成第一根桩的施工,从而尽早进行检测,对后续的工作质量进行把握和指导。
参考文献:
[1]杜晓光,周兴国,刘海燕.石灰稳定砂砾土基层石灰的使用与反射裂缝的防止[J].辽宁交通科技,1995(3).
中图分类号:TU997 文献标识码: A
桥梁养护要按照“预防为主,防治结合”的原则,以桥面养护为中心,以承重部件为重点,加强全面养护。认真落实部颁《公路桥涵养护规范》,每年在桥梁定期检查的基础上,制定详细的维修计划,提出相应的处治和修复措施及时进行养护维修。加强养护维修质量监督,确保处治有效。增强责任意识,明确工作目标,持之以恒地开展好桥梁养管工作。
一.目前桥梁管理中存在的问题。
1. 部分桥梁设计承载力低,不能满足重载交通要求。
2. 注重桥梁构件强度验算,忽视耐久性设计。20世纪60年代~90年代初期建造的城市桥梁,限于当时的技术标准,仅验算构件强度,对耐久性设计重视不够。目前桥梁构件材料老化、退化现象严重,病害频发,沿海桥梁构造物混凝土受氯离子侵蚀,损坏现象严重,直接影响在役城市桥梁的安全通行。城市桥梁使用寿命不仅取决于其构件强度,还取决于构件的耐久性,也就是构件在使用期内保持强度和结构完整的性能,限于当时技术水平和经济发展水平,2004年前我国城市桥梁对耐欠性设计重视不够,未按使用寿命验算,桥梁设计时仅要求满足强度指标。因此,目前在役的大多数城市桥梁耐久性不足,使用寿命难以达到期望设计基准期,造成在役城市桥梁提前“退役”。
3. 对中小桥梁次要构件和附属设施设计重视不够。同时,通航河道桥梁缺少防撞防护设施,通航船舶碰撞桥墩或净空高度不足碰擦梁板造成桥墩和梁板受损,存在严重安全隐患。
4. 施工技术水平低,检测措施不到位。早期建造的城市桥梁限于当时的施工技术条件,机械化程度低,应用新技术、新材料、新工艺、新设备少,监控检测手段不到位,未推行监理制,难以保证桥梁构造物的施工质量。
5. 超限运输车辆对桥梁的损害。受超限车辆频繁通行影响,造成桥梁承重结构损坏。
6. 部分城市桥梁疏于养护管理。一是公路养护管理重养路面质量、轻养桥梁,对桥面、支座、伸缩缝、护栏等养护管理重视不够,橡胶支座、伸缩缝老化变形破损,原钢支座锈蚀失效,原活动支座变为固定支座,主梁由受弯构件变成弯拉构件;二是桥梁检查不够。桥梁服役期内,由于构件材料的劣化、外因作用等原因,会出现各种病害,只有通过检查才能及早发现病害,评定其技术状况,进而提出维修对策;三是早期修建的桥梁资料缺失,不利于后续养护管理。旧桥加固设计需竣工图,不然无法进行加固设计验算,只能采用拆除重建方案;四是河床下游挖砂严重,疏于管理,受汛期洪水冲刷,圬工墩台易被冲空毁坏;五是桥梁加固修复资金短缺,得不到及时修复,潜在严重安全隐患。
7. 桥台桩基出现环向裂缝。受当时施工、资金等因素影响,部分桥梁两侧台背回填、基底软基处理不够,桥头跳车现象严重,受车辆动荷作用、桥头填料压密及基底压缩变形,产生土侧压力,造成桥台桩基出现环向裂缝,影响桥梁运营安全。
8. 桥梁抗灾能力弱。据检测分析,在役城市桥梁易受台风暴雨、河水急流、河床变迁和冲刷等影响,造成桥梁墩台冲空、毁坏。
二.桥梁养护管理对策。
1. 明确养护管理职责。根据现行《公路桥涵养护规范》(JTGH11)、《公路桥梁养护工作制度》等规定,明确桥梁养护管理单位和监督单位,合理确定工作职责。按照交通运输部和桥梁养护工程师制度要求,结合辖区桥梁数量,配备足额的桥梁养护工程师和技术人员,明确管养职责。
2. 健全检查评定制度。贯彻“预防为主、安全至上”工作方针,提高城市桥梁结构的耐久性和安全性,开展周期性检查,每年安排一定数量的城市桥梁检测,系统掌握桥梁技术状况,进行分类评定,制定相应养护对策。
3. 明确危病桥梁确认权限。
4. 规范桥梁检查程序。
5. 建立桥梁管理体系和数据库。改变传统的桥梁应急抢修养护管理方法,注重监控防范,把安全隐患消灭在萌芽状态。抓好在役城市桥梁的检查、技术状况评定、养护对策、维修加固或改造、交(竣)工验收等有关技术资料的搜集、整理、归档,建立完整的桥梁养护档案和数据库。建立桥梁工程师管理网络、信息快速传输系统,不断提高桥梁工程师的技术业务水平,对桥梁病害勤检查、早发现、善处理,建立健全一桥一档的桥梁管理系统,发挥桥梁经常性检查、定期检查、特殊检查的作用,做到防微杜渐、有备无患。
6.加大桥梁治超力度。禁止大于桥梁设计荷载标准的车辆通行,或采取技术措施后通行。根据在役城市桥梁的承载能力,综合分析并确定限载标准,设置限载标志。一般情况下,一条技术标准等级相同的公路应设置相同的荷载等级,避免设置不同等级的荷载标准。对未达到标准的在役城市桥梁,可通过维修加固或改造升级达标;对一时难以达到标准的桥梁,可通过应急加固措施达标。同时,应加强桥梁应急处置管理,制定以桥梁坍塌事故为重点的养护突发事件及灾害性事件应急预案,重视四、五类危病桥梁及超过使用年限的危旧桥梁管理。
7.加强桥梁修复改造计划及施工管理。根据桥梁检查评定技术状况,确定养护对策,科学制定桥梁小修保养、中修、大修或改造等方案,规范管理工程实施,加强监督检查。注重提高城市桥梁抗灾防灾能力,加大对河床下游挖砂监管,确保使用状况良好。随着公路大桥、特大桥、跨海大桥、结构特殊桥梁的日渐增多,在现有公路养护管理体制下,单纯依靠公路管理部门,无论从人员配备、技术水平、机械设备等方面均难以保证。
8.提高认识,加强领导。桥梁是公路构造然包括对桥梁的养护。各级政府、交通公路部门要克服重路面养护轻桥梁养护的思想倾向,牢固树立养路必养桥的理念。要认识到桥梁是打通河流沟壑等天堑的十分重要的建筑物,且是投资较大、使用价值较高的交通公路基础设施。如果不加强养护维修,小毛病会发展成大毛病,严重者甚至造成桥梁寿命缩短和坍塌。各级政府、交通公路部门要把城市桥梁养护工作作为提升公路整体养护水平的一项重点工作来抓,每年对桥梁养护工作做出安排部署,定期召开专题会议,研究确定桥梁养护工作的重点和任务,及时处理桥梁养护工作中存在的问题。全面落实专职桥梁工程师为主的桥梁养护管理责任制,配备专职桥梁养护工程师和专职桥梁养护技术员,明确各自工作职责,严格落实桥梁养护管理责任体系。
三.结束语
随着交通运输事业的发展,交通运输量大幅度增长,行车密度及车辆载重越来越大,尤其是拖挂运输、集装箱运输、个体户载重货物运输等重型车辆日益巨增,这对许多城市桥梁的安全性提出了更高的要求,特别是年代较远的低等级载荷桥,已远远不能满足使用上的要求,危桥数量逐年增多,特别是近年来桥梁坍塌事故频繁发生,所以加强桥梁日常养护检查,维修及病危桥梁的加固,力求充分利用,延长其使用寿命,以满通运输发展的需要。
参考文献:
[1]张渊波 公路桥梁养护管理中存在问题思考及对策 [期刊论文] 《中国新技术新产品》 -2010年5期
随着我国公路建设规模的进一步扩大,市政桥梁取得了前所未有的发展,其施工技术也有较大的提高,其中桩基施工尤为明显,如何保证市政桥梁桩基的质量控制至关重要。论文重点针对市政桥梁工程桩基施工中的常见的施工技术进行探讨并提出应该注意的问题,并分析了实际工作中遇到的问题,最后提出应对措施,旨在对类似工程提供借鉴。
1.桥梁桩基常见的施工技术
1.1人工挖孔桩施工
人工挖孔桩是指采用人工挖掘的方法成孔,然后安装钢筋骨架,浇筑混凝土成为支承上部结构的桩。人工挖孔桩在桥梁桩基中有广泛应用,其突出的优点主要有:环境适应能力强,不象钻孔灌注桩基础对场地要求严格,易于检测,施工设备简单,无振动,噪音小;工作效率高。
1)施工工艺:
人工挖孔桩的基本施工工艺为:平整场地施放中线埋设护筒安设提升设备布置出渣道路布设通风照明设备人工掘进护壁检验成孔质量安设钢筋骨架浇筑桩身混凝土。土质较好,深度较浅的情况下,可采用孔口护筒法,护筒略高于地面,以保护孔口不致坍塌外,还可防止地表水、地面杂物滑落孔中。
2)施工注意事项:
安全措施:施工场地内的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作,电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器;防止有毒气体危害人员安全;要采取措施防止孔口杂物落下伤人,如加高孔口护壁、设置孔动盖板等。挖孔注意事项:开挖前,应从桩中心位置向桩四周引出四个桩心控制点,用牢固的木桩标定。当一节桩孔挖好安装护壁模板时,必须用桩心点来校正模板位置,并应设专人严格校核中心位置及护壁厚度。修筑孔圈护壁应符合施工规范规定。多桩孔同时成孔,应采取间隔挖孔方法,以避免相互影响和防止土体滑移。遇到流动性淤泥、流砂或塌孔时,可按下列方法进行处理。应清除护壁污泥、孔底残渣、浮土、杂物和积水,并通知建设单位、设计单位及质检监)部门对孔底形状、尺寸、土质、岩性、入岩深度等进行检验。钻孔灌注桩施工:确保孔壁任何部位的静水压力在0.02MPa以上,护筒内的水位要高出自然地下水位2m以上。钻进时保持孔内的泥浆流速比较缓慢。保持适当的钻进速度。清水钻进时,应清除沉淀池内钻渣,且沉淀池应交替使用:并及时清除沉渣。泥浆钻进时,宜使用多级振动筛和旋流除砂器或其它除渣装置进行机械除砂清渣。钻进时应认真仔细观察进尺和砂石泵排水出渣的情况;排量减少或出水中含钻渣量较多时,应控制钻进速度,防止因循环液比重太大而中断反循环。
1.2钻孔灌注桩施工
钻孔灌注桩施工方法有反循环钻成孔法,正循环钻成孔法和潜水钻成孔灌注法。岩溶区的桥梁桩基多采用钻孔灌注桩施工,且以反循环钻进成孔较为常见,下面主要说明反循环钻成孔施工方法。
施工注意事项:1)规划布置施工现场时,应首先考虑冲洗液循环、排水、清渣系统的安设,以保证反循作业时,冲洗液循环通畅,污水排放彻底,钻渣清除顺利。2)冲冼液净化清水钻进时,应清除沉淀池内钻渣,且沉淀池应交替使用:并及时清除沉渣。泥浆钻进时,宜使用多级振动筛和旋流除砂器或其它除渣装置进行机械除砂清渣。振动筛主要清除粒径较大的钻渣,筛板网)规格可根据钻渣粒径大小分级确定。并应及时清除循环池沉渣。3)钻头吸水断面应开敞、规整,减小流阻,以防砖块、砾石等堆挤堵塞;钻头体吸口端距钻头底端高度不宜大于250mm;钻头体吸水口直径宜略小于钻杆内径。在填土层和卵砾层中钻进时,碎砖、填石或卵砾石的尺寸不得大于钻杆内径的4/5,否则易堵塞钻头水口或管路,影响正常循环。
1.3冲钻成孔桩施工
在岩溶地层中钻进应注意下列事项:1)冲击钻头操作要平稳,尽可能少碰撞孔壁;2)选用圆形钻头钻进,冲程宜小不宜大,加大钻头重量,悬距不宜过大;3)遇裂隙漏失时,可投入粘土,冲击数次后,再边投粘土边冲击,直至穿过裂隙;4)遇溶洞时,应减小冲程和悬距,慢慢穿过,必要时可边冲边向孔内投放小片石或碎石,以冲挤到溶洞充填物中作骨架,稳定充填物;5)遇无充填物的小溶洞时,如果施工需要,可投入粘土加石块,形成人造孔壁;
2.市政桥梁桩基施工中常遇问题及对策
2.1坍孔
钢护筒过短,没有穿透砂砾和卵石层落在不透水层上,当冲击到溶洞后,突然漏浆造成水头高度急剧下降,砂砾和卵石层失去稳定,形成漏斗状的坍孔。坍孔的处理办法:当成孔深度不大时,可全孔回填粘土和片石,在暂停一段时间后,再深埋钢护筒至不透水层方可重新钻孔;当成孔深度较大时,可将钢护筒一直座落在坍孔的喇叭口下缘的不透水层上,护筒周围回填干粘土,挤实后,再重新钻孔。坍孔后,由于回填土的密实度低于原来土体的密实度,致使桩周摩阻降低,对于摩擦桩应适当增加桩长以满足设计要求。
2.2漏浆
漏浆是岩溶地层钻孔桩施工常见故障之一,主要是由于岩溶裂隙透水、桩孔与溶洞突然贯通,或钢护筒底部漏浆等原因所造成的。其预防措施有:1)穿透溶洞时,应密切注意护筒内泥浆面的变化,一旦泥浆面下降漏浆,应立即提出钻头,向孔内补充泥浆或注水,保持住孔内水头压力并投入粘土和片石混合物;2)当岩溶裂隙较大,因透水性强而发生漏浆时,应采取加大泥浆比重,改善泥浆稠度和控制钻进速度等措施进行处理;3)当钻头击穿顶板进入溶洞时,若能保持桩孔内水压力,可向桩孔内抛填封堵漏浆的混合料,经小冲程反复冲砸后,形成新的造孔壁;4)当钢护筒底部漏浆后,可继续下沉钢护筒,并用粘土封闭护筒周围缝隙,防止地表水继续渗入,然后向孔内填掷粘土块和碎石,填筑高度以高出钢护筒底1m为宜,最后用小冲程反复冲砸,达到加固钢护筒底部孔壁与堵漏的目的。
2.3卡钻
使用冲击钻钻孔时,由于钻头的抖动往往会有冲破孔壁,致使孔壁不圆,或形成梅花孔现象;此外,由于钻头磨损未及时补焊,钻孔直径逐渐变小,新钻头或补焊后钻头直径过大,以及在施钻过程中,由于冲程过大,突然击穿溶洞顶板,使钻头旋转不能提钻等均可导致卡钻。预防措施有:1)及时更换或补焊钻头,并向桩孔中回填片石,在钻进面先用小冲程钻进,然后逐渐加大到正常冲程,转入正常钻孔;2)在溶洞顶板施钻时应先用小冲程开孔,并注意旋转钻头,溶洞开口后,要及时抛填片石和粘土块填筑,逐渐进入正常钻孔。
2.4埋钻
中图分类号:U445 文献标识码:A
引言
钻孔灌注桩在各类土木工程中广泛应用,具有抗震性好、承载力大、施工噪音小、可以解决特殊地基沉载力等诸多优点。目前在国内公路桥梁基础工程领域中钻孔灌注桩基础已占据了重要地位,但灌注桩地下施工不可预计因素多,工程质量较难控制,桩基施工既有机械操作,又有钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作,工序种类繁多,影响因素多,水下混凝土施工要求严格,稍有不慎,就可能出现孔底沉泥、缩颈、夹渣、断桩等,可能造成质量事故,因此,施工中必须严格监管质量。
1.施工工艺流程及准备工作
1.1 施工工艺流程
施工前必须撑握钻孔灌注桩的施工工艺,现以反循环冲击式钻机成孔为例,其主要施工工艺流程为:平整场地测量放样埋设护筒钻机就位开钻成孔第一次清孔检孔吊装钢筋笼骨架安装导管第二次清孔水下混凝土灌注拆除导管成桩。
1.2 主要准备工作
(1)首先必须预审施工组织设计根据业主、设计要求施作钻孔灌注桩超前地质钻探,进一步探明地质状况,补充完善地质钻探资料,调整变更设计桩长及嵌岩深度,保证桩基工程质量。
(2)测量定位要求准确,测量定位是保证成桩质量的前提,关系到孔位的准确性及钻孔的垂直度。施工中须严格执行三检制,与监理方复核、验收相结合,控制偏差在设计或规范允许范围内。
(3)护筒、钻机安装准确、稳固。根据桩顶设计标高及自然地面高程,用人工配合机械平整场地,按钻孔平面布置修筑钻孔机械进出场道路。场地面积要满足摆放钻机、摆设泥浆池及沉淀池的位置。
护筒有桩位固定、钻孔导向、保护孔口土体坍塌和隔离孔内外表层水的作用。护筒要求坚固、耐用、不漏水、装卸方便和能重复使用等功能。一般采用钢质护筒,由3-5毫米厚钢板制作,在护筒外侧加焊劲肋增加刚度,防止变形。埋置时应保证平面位置正确,偏差不得大于5cm,且高出施工最高水位1.0-2.0m;在水下埋设的护筒应沿着导向架借助自重、射水、震动或锤击等方法将护筒下沉至稳定深度。
钻机是钻孔、吊放钢筋笼、灌注混凝土的支架,要安装稳定、安全。施工中成孔中心必须对准桩位中心,钻机架必须保持平稳,不发生位移、倾斜和沉陷;安装就位时,详细测量后底座用枕木垫实塞紧,并在钻孔过程中经常检查,保证转盘面水平、机架垂直,进而确保桩身的垂直度和孔径。
2.公路桥梁钻孔灌注桩施工技术要点
公路桥梁钻孔灌注桩施工非常重要,直接关系着桥梁建成后的质量和使用寿命,因此必须要抓住灌注桩施工技术中的各个要点,确保钻孔灌注桩的施工进度及质量,保障公路竣工后正常使用。本文就从如下几个方面分析施工中的技术要点。
2.1清孔
为了彻底清除孔底的沉渣,就必须要采用清孔,避免孔底有沉渣而影响到灌注桩的承载能力。而清孔主要是利用了泥浆流动之时具备一定动能,利用该动能来冲击孔底部沉渣,将沉渣中砂粒、岩粒等成为悬浮状态,再采用泥浆胶体具备的黏结力将沉渣随泥浆循环带出桩孔,最后把桩孔中沉渣全部清除,起到清孔与排渣作用;从钻孔灌注桩的清孔与护壁来看,对泥浆实施制与清孔是确保灌注桩具有优质质量之关键环节。在施工技术中对泥浆控制指标做了相应规范:黏度的测定时间为17到20min、含砂率小于6%、胶体率要超过90%等,在施工技术中都要作为要点来严格控制,施工之时不能够就地取材,必须要使用专门的泥浆制备,采用高塑性的粘土或者膨润土,拌制泥浆要依据施工工艺、机械以及施工土层来实施,设计好配合比。
2.2钢筋笼的制作与吊放
在制作之前要检查钢材的质量,合格之后才能依照设计与施工的要求验收钢筋长度、直径、数量、规格及制作质量。验收之时,还必须要注意钢筋笼的吊环长度是否达到设计的标高,其长度应该依据底梁的标高变化而变化;在吊放钢筋笼的过程中,还要逐节检查连接缝的焊接质量,对于不符合要求的焊缝及焊口都要及时补焊。还要注意能够顺利将钢筋笼下放,严禁强制性将钢筋笼下放,这样有可能造成钢筋笼变形、坍孔等现象,遇到不能下放就要立即停止并查出根源,比如没垂直吊放导致不能下放、成功偏斜等,这些都需要纠偏,重新验收之后确保无误才能吊放钢筋笼。接长之时要快速焊接,尽量降低沉放时间。
2.3做好灌注水下的混凝土前泥浆制备
在灌注水下的混凝土之前要制备好泥浆,而且在第二次清孔灌注桩到设计标高时,应该采用钻杆原位实施第一次清孔,一直到孔口的返浆比重低于1.00到1.20;如果孔底的沉渣厚度低于50mm,就要抓紧时间沉放混凝土的导管与吊放钢筋笼;在沉放导管之时要检查导管连接是不是密实与牢固,防止漏浆漏气影响到灌注。在灌注混凝土之前还要使用导管做第二次清孔,确保孔口返浆比重以及沉渣厚度合符规范要求。一旦各项指标达到要求,就要及时灌注水下混凝土。
2.4灌注水下混凝土
对于水下钻孔灌注大都使用导管灌注,必然存在混凝土离析现象,因此就要采用良好配合比来降低离析的成都。当然现场配合比并不是一沉不变,而是要随着水泥品种、石料规格以及含水率、中粗砂之变化而调整,并要确保每根桩的配合比准确无误,搅拌混凝土之前要对配合比进行复核校验其准确性,严格测试管理与计量,并填写好各种原始计量与制作试件。同时对于钻孔灌注桩施工中,还要将水下灌注的砼性能参数作为技术要点,做好砼的灌注操作技术。
3.常见故障处理
在钻孔灌注桩施工中往往会遇到坍孔、卡管等故障,一般可分别采用回填重钻、淤泥吸拔等方法解除故障。下面将浅谈卡管及导管进水处理:
3.1卡管处理
在灌注过程中,混凝土在导管中下不去为卡管,有两种情况:初灌时隔水栓卡管,或由于混凝土本身的原因,如坍落度过小,流动性差,夹有粒径较大碎石,拌和不均匀以及运输途中产生离析,导管接缝处漏水,雨天运送混凝土未遮盖等,使混凝土中的水泥浆被冲走,粗集料集中而造成导管堵塞。处理办法:可用长杆(可采用ф25以上的钢筋)冲捣管内混凝土,用吊绳抖动导管,或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落,如仍不能下落时,则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔,进行清理修整,重新吊装导管,重新灌注。机械发生故障或其他原因使混凝土在导管中停留时间过长,或灌注混凝土的时间过长,最初的混凝土已初凝,增大了导管内混凝土下落的阻力,混凝土堵在管内。其预防方法是,灌注前检查设备性能,准备备用机械,发生故障时,立即调换机械,同时采取措施,加速混凝土灌注,必要时,可在首批混凝土中掺加缓凝剂,以延缓混凝土的初凝时间。
3.2导管进水处理
导管进水一般是首批灌砼量不足或导管口提升过高以至无埋深或误测导致导管提升至砼面外。其处理办法:①第一种原因进水,用导管作为吸管,用空管吸泥的方法将孔内混凝土吸出,重新灌注;②第二种原因进水,若表面砼没初凝,可将导管重新插入砼中,用泥浆泵抽出管内的泥浆,重新浇灌砼;若表面砼已超过初凝时间,则作为废桩。
4.结束语
在灌注桩施工过程中,严格按施工实施细则要求,按工序进行质量控制,坚持每道工序实施检查验收许可制、成桩辅以适当的检测方法,就能保证属于地下隐蔽工程、施工难以控制的混凝土灌注桩质量达到设计要求。
参考文献:
1 工程概况
本分离式立体交叉桥位于邵怀高速公路第二合同段平里园村,中心桩号为K20+646,是一座主线上跨的分离式立体交叉,全长52.50米,桥面净宽为2×12.5,最小净高为5m。上部结构型式:3孔16m预应力混凝土简支空心板梁,下部结构形式:0#桥台基础为D1.2m桩基,钢筋混凝土承台、肋板式台身。3#桥台基础左幅为D1.2m桩基、钢筋混凝土承台、肋板式台身;右幅为扩大基础,肋板式台身。1#、2#桥墩:基础D1.5m桩基,横系梁联结、柱式墩身。本桥平面位于R=2200m,T=563.416m的平曲线缓和段上,以两台的连线作桥轴线,桥中心最大偏移值为6.4cm。
本桥地处隆回县境内,属亚热带温暖潮湿气候。年平均降水量1233.1mm,3~8月降水量占全年60%。桥梁所处的高速公路线路走向大致为东西向分布,沿线为丘陵地貌。根据本工程的特点制定了该桥的桥面系施工方法,并在此对该方法进行介绍,希望为同类工程提供借鉴。
2 桥面系施工技术要点
本桥桥面施工包括调平层、纵横湿接头,防撞护栏的施工。
2.1调平层施工
2.1.1清理桥面
首先对梁顶高程进行普测,以确保铺装层的设计厚度,然后全面展开凿除浮渣、浮浆,清除其他杂物,并用高压水冲洗干净,保证桥面调平层与底层紧密结合。
2.1.2精确放样与高程控制
桥面先进行左半幅施工,为确保桥面的平整度,选用5号槽钢作为轨道,以轨道顶面作为准线进行桥面高程控制,设三道纵向导轨。轨道在护栏内侧15cm处。梁顶每5m准确放样后,测量高程,在每点附近做细集料混凝土小支墩,在其顶面从上至下插入轨道卡子。轨道卡子由10cm短槽钢外侧带螺栓,下部焊有一根短钢筋制成。小支墩高于桥面,轨道卡子顶面低于桥面高程3mm,以使轨道顶面与桥面高程相同。然后通过拉线加密小支墩,以50cm一个为宜,每支墩顶面均设轨道卡子。制作小支墩及安放卡子时反复检查其高度,然后安放轨道,在轨道接头处再布置一小支墩,用轨道卡子外侧螺栓卡紧轨道。
2.1.3桥面钢筋网的绑扎
桥面高程控制网及湿接头钢筋完成后,即可进行桥面钢筋网施工。依据桥面控制网划出每道桥面钢筋的准确位置。对应各条线先放底层钢线,在穿入纵向筋,从湿接头处向两端推进进行钢筋网的绑扎,节点以梅花形绑扎。论文格式,高速公路。按设计图纸,依据轨道槽钢顶面拉线严格控制保护层厚度,以充分发挥钢筋网的抗裂作用。
2.1.4混凝土的施工
(1) 混凝土的拌制及运输
混凝土在搅拌站集中搅拌,用混凝土运输车运输到浇注点,然后用涡泵浇注混凝土,运至浇注点的混凝土需符合要求,不能离析,否则应进行二次拌和。
(2) 混凝土的摊铺与成型
混凝土的浇筑是调平层施工的最重要环节,其工艺流程为:混凝土的人工摊铺→振捣器振实→滚筒滚压提浆→真空吸水→抹光机粗平→钢管刮尺刮平→直尺检查、人工精平→拉毛→养生。
(3) 主要施工方法和措施
浇筑前,桥面充分润湿,并以不积水为度。论文格式,高速公路。在浇筑调平层混凝土前刷一层水泥净浆混凝土混合料的粗平,采用人工粗平,混凝土混合料摊铺均匀布料,高度略高于桥面标高2cm左右,人工粗平后,用平板振动器沿横桥向进行振捣,两次振捣重叠10~15cm。用振捣梁进行粗平。振捣完成顺桥向3m工作段后,拖动振动梁振实、压平混凝土,并及时铲除过高的混凝土,补平底处。振捣梁以0.1m/s速度行进为宜。用人工一边整平,一边用Ф75mm滚筒滚压数遍进行提浆滚平。滚筒来回拖动3次,先慢后快,对不平的混凝土应整平。以0.3m/s速度行进为宜。在混凝土捣实后1.5小时内进行,否则应缩短工作段。采用Ф75mm钢管刮尺,贴紧轨道顺桥向连续反复几次直至刮平。此时配合用长为6m,断面100×60mm铝合金直尺纵横向反复检测,使平整度符合要求为止。论文格式,高速公路。如果混凝土表面有泌水现象,应进行真空吸水。由熟练工人用木抹抹面二遍,收浆再用铁抹精平,用3m直尺反复检查确保其平整度。抹面时应站在抹光架上。在距桥两边缘1.5m处间隔50cm各预埋一倒“U”型环,以备护栏模板固定使用。论文格式,高速公路。护栏完成后再切除。
为保证桥面有一定的粗糙度,精平后进行拉毛,采用特制的塑料扫把沿横桥向拉毛,拉毛应线条均匀,深度控制在1~2mm.拉毛后以手指按压混凝土无痕迹时即覆盖湿土工布,并充分保持湿润7天以上。由于施工必须连续作业,在施工过程中不可避免的会突遇下雨,因此在施工前准备好长塑料蓬布遮雨棚,以防刚铺好的桥面混凝土被雨水破坏。
2.2护栏施工
本桥采用外侧组合式防撞护拦两种。外侧组合式防撞护拦施工工艺如下:
2.2.1测量放样
沿顺桥向每5m准确放一中线点,以经纬仪引至护栏边线处和护栏内侧向里15cm处,作为安装护栏模板的基准线,在护栏内侧线上安装小角钢,准确控制角钢底面高程,并在其下浇筑小石子混凝土,角钢外侧每间隔1m预埋定位钢筋,以控制护栏内侧模板的平面位置和高度。论文格式,高速公路。
2.2.2钢筋施工
根据护栏控制线调整预埋钢筋,根据小石子高度控制护栏钢筋高度,并逐根进行焊接,焊接钢筋除满足焊接长度、宽度、深度外,还应特别注意其竖直度和整体钢筋的圆顺,以此保证护栏模板的顺利安装。最后逐段绑扎钢筋安装通讯管道预埋件,并在墩顶将纵向钢筋断开,模板安装完毕后,放置护栏顶预埋钢板。
2.2.3护栏模板的安装
钢筋成型后进行模板安装,将护栏外侧模板置于缘板拉杆端头上,逐片联结,使其形成整体,用胶带纸粘贴模板缝,涂刷脱模剂,临时牵连于护栏钢筋上。在小石子混凝土顶面贴2cm厚海绵条,以避免漏浆。内侧模板涂刷脱模剂,并逐片安装于小石子混凝土顶面,并两两联结,通过上下层拉杆与外侧模板联结完成后用垂球小直尺,依据护栏基准线,通顶拉丝校正模板竖直度,并用斜撑加固,于墩顶夹木板以形成真缝,防止护栏开裂。
栏身模板采用厂制定型钢模,每节长度3米,节与节之间法兰盘螺栓固定连接。模板运抵现场后进行试拼,主要是看模板安装后的整体效果,模板接缝处是否平顺,有无缝隙和明显错茬,检查无误后方可正常使用。
2.2.4混凝土的施工
混凝土的拌制和输运与桥面施工相同。输运泵管边浇边拆,布料时以3m为单元分层浇筑,第一层浇筑18cm,第二层浇筑30cm,第三层浇筑30cm,以插入式振捣器为主,插扦振捣为辅,逐层进行振捣,振捣棒快插慢提,以利气泡的充分溢出。要插入已振完下层混凝土5cm,以利两层混凝土的连结,掌握好振捣时间,一般每点振捣30s左右,以混凝土表面平坦、泛浆,不出现气泡为度,保证混凝土振捣密实,严禁过振、漏振,避免混凝土表面出现鱼鳞纹或流沙、泌水、气泡等现象而影响外观,另外振捣时严禁碰撞模板,以免造成模板损伤,给混凝土外观留下痕迹。
浇筑抹平后及时用湿土工布覆盖,并充分保持湿润以避免混凝土表面缩裂。拆模后采取上覆土工布洒水的方法进行养生14d。论文格式,高速公路。
2.2.5护栏钢管的安装
一侧护栏墙完成后,进行护栏钢管的安装,安装时由一端开始向另一端推进,安装完毕按规范要求进行防锈处理。
3 结论
高速公路桥梁桥面系施工是桥梁建造的重要环节,因此要进行科学合理的设计、选取安全可靠的施工方法,才能保证桥梁的顺利完工和保证桥梁的质量,加快进度,缩短工期,提高经济效益。
参考文献
[1]JTJ041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].
[2]范立础.桥梁工程(上册)[M].北京:人民交通出版社,2001.
中图分类号:K928文献标识码: A
一、前言
随着施工技术的不断发展,对施工公司的施工技能需求也越来越高,在桥梁施工中就要求施工公司必须加强对桥梁基础的施工的研讨,并努力提高施工技能水平,运用岩溶地质桥梁基础的施工处理技能,为工程质量提供有力的保障。
二、岩溶发育区桥梁基础地质勘探
溶洞问题的存在本身就有三大难点期待解决:溶洞的孔壁情况以及大小、位置不清等会对冲击钻头运行情况造成隐患,如卡钻、掉钻等;溶洞的连通情况无法准确了解,这会造成孔内泥浆急剧下沉,钻孔过程中的内外水头失去平衡,有可能造成孔壁坍塌事故的发生;溶洞的走向不明,加上施工超前钻只能在桩位以外进行地质层的揭示,从某种意义上来说,勘探资料无法提供准确的地质分布状况,正是这种模糊的参考资料,造成施工中极大的盲目性。
传统的地质钻探方法在非灰岩地区、岩溶不发育地区,因地质匀质性较好,作为判明地基承载力,地质分层情况的方法是十分有效的、可行的;但是,在岩溶发育地区,该方法却存在一定的局限性,地质钻孔取样所提示的地质条件并不能完全反映桩位处岩溶、裂隙的发育状况。因此,在初勘阶段,地质部门就应采用钻探与物探相结合,物探的优点是效率高、成本低、仪器和工具比较轻便、探测的范围比较广而全。虽然物探较难得出肯定的结论,但通过物探,对整个场地的地质有了较全面的了解,初步探明地质异常区,再与钻探相结合,对指导地质判断,合理布置钻孔、减少钻探工作量等方面能起到良好的作用。由于岩溶发育规律性不强,加上钻探本身也存在较大的局限性,初勘阶段的工作重点应放在探明岩溶发育强度及分布规律上,而不要过多地考虑桥梁桩基的具置。建议在岩溶发育地区,应根据桥梁跨径、岩层分布等情况选择合适的物探方法进行补充勘探,以做到经济、合理、安全、可靠地探明桩位处的地质,确保工程安全。
桩基施工前,对桩基穿过石灰岩地层的溶洞分布情况,特别是每根桩基深度范围内溶洞分层高程、填充体、暗河水流情况的地质资料勘探清楚,尽可能做到每根桩基1孔或多孔钻探;若对大直径桩岩溶情况难以判断,每桩须钻2个或3个地质孔,探明设计桩位与溶洞的关系,如溶洞分布面积大、层数多竖向溶沟,为减少施工难度和投资,可加大桥梁跨度,减少桩基工程。由该桥的勘探实践证明,由于桩基直径远大于地质勘探孔直径,个别未进行物探,仅按逐桩钻孔勘探桥梁的溶洞桩基,并不能完全揭示岩溶发育与分布规律,对于直径115m以上的桩基,必要时可用一桩三孔查明溶洞分布情况,并在桩基孔施工中,基岩面露出后,在其四周布孔,准确查明桩基直径范围内一定深度的岩溶发育情况。
三、岩溶地质桥梁基础施工的主要技术难点的处理
1、砂层的钻孔处理
对砂层或软弱地层,采用钢护筒支护法进行施工处理。钢护筒应比钻孔桩设计桩径大20~40cm,壁厚8-10mm,随钻孔渐次下至砂层,并穿过砂层至少1.5米以上,有溶洞的桩位,钢护筒沉至风化岩层顶面上。通过钢护筒的支护作用,从而避免因溶洞漏浆、孔内水位骤跌造成砂层溜坍。钢护筒的沉入施工可利用钻机进行,在钻机的钻杆上附加压架,利用钻机的钻进压力和钻杆、钻头的重量,使钢护筒随钻头的钻进而下沉。
2、无地下水流溶洞的钻孔处理
在钻孔进入溶洞区时,可从孔内泥浆的变化来判断溶洞是否存在地下水流。如孔内泥浆突然下沉,反复加浆能保持孔内泥浆和水位稳定,说明此处溶洞没有地下水流。如孔内泥浆无法灌满,且泥浆稠度不断变化,说明此处溶洞有地下水流。对无地下水流的溶洞,采用抛填片石法进行施工处理。当钻至离溶洞顶部附近时,冲击钻由高冲程施工转向低冲程施工,逐渐将洞顶击穿。一旦发现泥浆面下降,应迅速补水,然后根据溶洞的大小按1:1的比例回填粘土和片石,仍采用小冲程轻砸,让粘土和片石充分挤入溶洞内壁。这样反复抛填片石冲挤,使片石往桩孔四周的溶洞区内排挤,直至桩孔外溶洞区内挤满片石。遇到较大的溶洞,抛填片石时可适当掺入适量的碎石土,以增强溶洞区内桩孔四周挤填片石的密实度,同时控制好泥浆的比重,使抛填片石孔壁四周形成泥浆护壁膜,利于水下混凝土的灌注施工。
3、有地下水流溶洞的施工处理
有地下水流的溶洞施工处理,如出现的溶洞体积较小,地下水流较缓,孔内水位比较稳定,则仍可采用抛填片石进行施工,且抛填时可掺入适量的碎石土及絮状物,仍至整袋水泥,以增强溶洞区内桩孔四周挤填片石的密实度和强度,减小地下水流速度,阻隔地下水流。
三、岩溶地质桥梁基础的施工中常见的故障
1、卡钻
如钻进过程中被卡钻,可采用以下方法解决。一是水下割护简底口挡住钻头部分,二是将钢护简上拔或顶起一定高度,腾出空间,将钻头拉出。如是因为护简底变形而引起的卡钻,可抛填片石反复冲砸,将变形部位挤出,或水下切割变形部位,将钻头斜拉上来。41812斜孔、弯孔产生斜孔、弯孔的原因有三:是斜面开孔通过溶洞时,未按正确的施工方法,如抛填粘土不及时,溶洞的位置测量不准确,以至钻头沿着软的部位下滑,造成斜孔;出现没有预见的溶洞;隔层相向的探头石,在钻进时相互扩孔,使钻成的成竖向的“S”形。纠正斜孔、弯孔的方法:回填片石、粘土重钻,反复数次;灌注水下素砼至弯曲部分以上的一定高度,待强度合格后重新施钻。
2、清孔漏浆
由于覆盖层和溶洞之间相互串通,在地下水的作用下产生动压力,导致溶洞内钻孔所形成的人工造壁坍塌,清孔时泥浆流失,其处理方法如下:探明泥浆流失的孔洞高程,在初步清基的基础上,在钢筋笼上焊接钢护简,钢护简上下口扩成喇叭形,在其上设止水带,当钢筋笼带着堵漏护简初步就位后,进行正循环泥浆清孔。如孔弯斜严重,钢筋骨架插不下去,此时可接高钢护简,尽力振下,然后灌注水下素混凝土至洞底,待达到规定的强度后,再装上钻机重新施钻清孔。
四、岩溶地质桥梁基础的施工处理
1、加强型泥浆造壁法
对一般形小洞应侧重于加强造壁护壁功能,采用加强型泥浆护壁的方法。在一般地层进行钻孔桩施工,泥浆护壁的效果好坏是成孔的关键。但在岩溶地区除在施工中加强泥浆护壁外,还存在一个通过溶洞的造壁问题。这是因为溶洞内填充物种类多且性质复杂,多为塑性或流塑性。因此,在配制优质泥浆护壁的基础上,对不同溶洞内土的不同性质,按一定的比例分别加入烧碱、水泥、木屑、草袋、片(碎)石等混合材料。这些加入的材料经钻头的冲击捣动作用,将挤入溶洞周边和岩溶裂缝中,这就既可以达到溶洞孔壁封闭环的形成,又能增强泥浆护壁的效果。
2、不分散混凝土水下封闭法
在施钻过程中遇到洞隙洞槽或深度3~4m空洞的溶洞时,采用其他方法不能奏效可改用不分散混凝上水下封闭。此方法虽然成本较高,但操作简单。掺用VWB一2型絮凝剂配制的不分散混凝上有较好的流动性、粘稠性、水下耐冲刷而不分散的性能。因此具有遇水不离析、水泥不流失的特点,可在水中直接下落和浇注,减少导管法作业程序,操作十分方便。施工中就是利用它的粘稠性和遇水不离析的特点,提高溶洞封闭的效果。
3、传递能量法
主要用于解决岩溶钻孔桩施工中的斜面开孔的难题。由于岩面倾斜,岩质软硬不均,造成钻头刃脚受力偏心,以致产生偏孔、斜孔、弯孔故障。岩面倾斜判断:一是根据设计提供的地质钻探剖面图;二是在施钻过程中通过观察钻绳的摆动和听冲击声音的变化来判断。通过上述判断钻进接近顶板进入斜面时,应采用传递能量法作业。
在孔内回填片石和粘土块1.55m左右,同时调整钻机冲程于0.6m左右,然后继续冲孔,混合填料经反复冲砸在孔内形成高出顶板处有一个较坚硬的混合柱体,具有足够传递冲击能,达到破碎斜面之目的。同时形成坚实、竖直、圆顺的过渡孔口,为以下的钻孔作业起到良好的导向作用。当斜面倾斜严重或桩位于溶洞边缘时,在钻进中钻头偏向软土一侧,用传递能量法无法解决偏孔或弯孔的问题。遇到这种情况经检测发现偏移量不大,应继续在孔内抛片(碎)石和粘土块,将弯孔或偏孔修正。如偏移量过大可将弯孔或偏孔部分填充不分散混凝土至偏移起点位以上0.5m处,3天后重钻。
4、缓冲法
这个方法是当接近于穿越顶板进入有填充物的溶洞前使用。在施钻过程中由于施工不当,在穿越顶板厚度时经常发生卡钻头,或者由于严重失浆,孔内失去压力平衡,引起塌孔埋钻头等现象。当钻进接近穿越顶板进入溶洞前,在顶板已成孔段内回填混合材料Im左右。同时变为小冲程,先放小钻头冲击,然后再用标准钻头扩孔成桩。这个办法效果明显,能起到缓冲作用,大大地减少了因一锤击穿顶板,造成卡钻和因失浆过急造成埋钻的现象发生。有利于施钻的顺利进行。
5、填充压实法
当钻进进入空洞溶洞且空洞范围不大(从失浆多少和快慢的情况判断)采用填充压实的方法。
填充压实法是沿袭在软土地段或在土洞、岩孔地层中进行地基处理的一种常用办法。其原理是利用土体自重压实。可采用两种方法:1)、沙石土填料填至空洞口以上Im左右高度时,用钻具下落慢冲程冲砸,这个工艺过程往返重复,直至钻具下落冲砸声音由弱变强,或进尺很小时为止。2)、接高钢护筒在护筒内加满泥浆,增加泥水压力。同时在护筒顶加上振动锤振沉护筒,于护筒侧顶边开孔处边振动边加泥浆,边投放混合材料。振动直至保持护筒内水头为止。待其沉压3~5天后,再恢复继续施钻。
6、钢护筒跟进法
在正常钻孔桩施工中,护筒起着定位、导向、保护孔口和维持孔内水头压力的重要作用。如果岩溶地层的地质情况极为复杂,溶沟、溶洞、溶槽相互连接串通,填充物多为软塑、流塑和无填充的空洞。钻孔桩施工中会出现泥浆急剧流失造成塌孔埋钻事故。在灌注水下混凝土过程中,会出现混凝土流失造成拔球后埋管深度不足,造成断桩或灌注水下混凝土过程中流塑物质挤入孔内造成混凝土夹层。因此,要保证深水岩溶地基钻孔桩施工正常进行,采用钢护筒跟进法是一种行之有效的可靠施工方法。但护筒跟进施工工序多,配合设备多,进度慢成本高。因此这种方法适合于深水桩从穿越串珠状溶洞或溶洞大而空的情况使用。
钢护筒跟进是在施钻过程中将钢护筒用震动打桩锤逐步下沉到需要保护孔壁的地层或岩石上。可用单程护筒跟进或双层护筒跟进。单跟或者双跟和跟进的深度应根据设计提供的孔位地质钻探资料初步选定。单跟和双跟所需的钻头大小和护筒大小不同,单跟较双跟简单。确定为单跟的孔位因各种原因造成不能成孔后改为双跟更为复杂,因此在选定时要特别注意。
对串珠状溶洞其洞内填充物为软塑或卵石土且溶洞不大可采用单护筒跟进成孔。对填充物为流塑且溶洞范围大或者溶洞为空洞状的最好采用内外双护筒跟进成孔。单跟或者双跟,不一定要跟至桩底设计标高。在桩底以上一段长度内可根据地质的具体情况用以上几个方法综合使用,也能达到成孔之日的,这样可加快速度,降低成本。
五、结束语
综上所述,加强对岩溶地质桥梁基础的施工处理的剖析,能够对岩溶地质桥梁基础的施工进行把握,进而能够提出一些出现问题防备的对策,如此方可在实践的施工中对桥梁基础进行掌控,提高施工质量。
参考文献