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橋梁樁基施工技術圖文解析,僅此一文!

發布日期:2020-06-10 16:43:19 瀏覽量:560

隨著我國經濟的發展和公路橋梁建設步伐的加快,公路橋梁工程也出現了一系


      隨著我國經濟的發展和公路橋梁建設步伐的加快,公路橋梁工程也出現了一系列的質量事故,直接關系到人民的財產安全,成為人們關注的焦點。公路橋梁施工單位應該對此高度重視。橋梁樁基施工的隱蔽性要求在橋梁樁基的施工中,不僅要依靠先進的科學技術進行施工,還要根據豐富的施工經驗對在施工中出現的問題及時進行處理,避免工程質量事故的發生。根據工程具體地質情況,樁基施工一般采用挖空樁施工。不易挖空的地質,采用鉆孔灌注樁施工。由于橋梁工程中鉆孔灌注樁是隱蔽工程,大部分工作在水下進行,施工質量檢驗困難重重。所以,橋梁工程中鉆孔樁施工技術討論具有十分重要的意義




  • 樁基由若干根樁和樁頂承臺組成,是一種常用的深基礎。當墩臺位置處的軟弱覆蓋層較厚、持力巖層較深時,樁基可穿過軟弱層支承于撐力巖層上。橋梁樁基礎大多采用鋼筋混凝土樁。



  • 按受力形式樁基可分為端承樁和摩擦樁,前者承載力 主要由樁底巖層提供,后者由樁身穿過土層的豎向摩擦力提供。


  • 樁基施工方法可分為兩大類:灌注樁和沉入樁。



鉆孔灌注樁

  • 灌注樁施工是先用人工或機械在土中做成樁孔,然后再把樁身鋼筋籠放入樁孔中,向孔中灌注混凝土而成樁,最后在樁頂澆筑系梁或承臺。若用人工開挖樁孔則稱為挖孔樁,若用機械挖孔稱為鉆孔樁。


  • 鉆孔樁成孔方法主要有:旋挖鉆機成孔、正反循環鉆機成孔、套管鉆機成孔、沖擊鉆機成孔等。


  • 灌注樁施工是先用人工或機械在土中做成樁孔,然后再把樁身鋼筋籠放入樁孔中,向孔中灌注混凝土而成樁,最后在樁頂澆筑系梁或承臺。若用人工開挖樁孔則稱為挖孔樁,若用機械挖孔稱為鉆孔樁。



  • 鉆孔樁成孔方法主要有:旋挖鉆機成孔、正反循環鉆機成孔、套管鉆機成孔、沖擊鉆機成孔等。


旋挖鉆機成孔:是由鉆桿帶動鉆頭旋轉,動力鉆頭正轉可低速鉆進,反轉高速甩土,鉆頭旋轉將土或砂粒切成碴土,然后快速提出孔外。該法可實現干法施工,不需用泥漿出碴,環保性良好,適用于黏土、粉土、砂土、淤泥質土以及部分卵石碎石地層等。


沖擊鉆機成孔:沖擊鉆機是用卷揚機等設備將帶刃的重鉆頭或沖抓提高,然后放開卷揚機,鉆頭落下,切削壓碎孔底巖土。可以把鉆頭提出孔口后用出碴筒出碴,亦可用泥漿循環法出碴。沖擊鉆孔適用范圍較廣,黏土、粉砂、卵石層均適用。



套管鉆機成孔:是在鉆孔的同時,用機械晃動壓入一鋼制套管。套管作用是防坍孔,孔中用重錘式抓斗機除土。成孔后放入鋼筋籠,然后在灌注樁身砼時,逐步將套管拔出。套管鉆孔法適用于非巖層的履蓋土層中,對坍孔防護作用好,可在已有建筑附近施工。

工作程序



正反循環鉆機成孔:依靠鉆頭旋轉鉆進,用泥漿循環進出鉆孔浮起并將鉆碴帶出鉆孔實現出碴。按照泥漿循環方法可分為:正循環和反循環兩種。反循環比正循環法出碴效率高。

泥漿同時起到護壁(平衡孔內水壓力),防止坍孔和浮碴的作用。泥漿由黏土或膨脹土加外加劑組成,泥漿比重一般在1.1~1.3間。


典型實例

橋址處地質條件為粉、細、中、粗砂層及少量砂礫層。橋梁基礎為混凝土鉆孔灌注樁,每橋墩為4根φ3.0m鉆孔樁,橫橋向樁距10.0m,順橋向樁距9.0m,樁長91.0m。考慮到雨季時河床沖刷嚴重,鉆孔樁上部有鋼護筒,橋墩樁鋼護

筒設計為直徑φ3.0m,護筒長52m。


特點:

從永久鋼護筒底口鉆孔開始至混凝土填充至永久鋼護筒底口不得超過73小時(39m樁長)。孔底沉碴厚度:孔底至少50%橫截面上沉碴厚度<15mm,孔底截面任何位置沉碴厚度≯40mm。樁底壓漿:為了鋼筋籠底部的壓漿管路盡可能貼近孔底而又不被損壞,在鋼筋籠底部安裝有觸底指示燈開關。


施工流程1


施工流程2


鋼護筒制造與安裝

橋墩鋼護筒直徑3.0m,長52m,板厚25mm。護筒在鋼結構廠制造,用卷板機成型,在旋轉胎架上用自動電焊機焊接。一般分為四節出廠,用平板拖車或牽引車運輸到現場。現場采用手工焊拼接,所有焊縫都要經過超聲波探傷檢查。

橋墩樁入土60m~66m,采用預鉆孔方法埋設。首先安裝φ3.4m臨時護筒,臨時護筒入土深度10m左右,然后安裝

鉆機,鉆頭直徑φ3.15m~φ3.22m,鉆孔至-49m標高,鋼護筒底口設計標高為-50m,留1m用APE震動錘震打到位。

鋼護筒卷制


鋼護筒在旋轉臺架上焊環向接縫


鋼護筒運輸


安裝鋼護筒入孔


現場焊接接高鋼護筒


振動下沉至設計標高



鋼筋籠制造與安裝


橋墩樁鋼筋籠長度94.5m,鋼筋籠重量約150t主筋φ36mm,箍筋φ20mm。部分斷面為雙層鋼筋籠,同一斷面鋼筋數量最多達240根,鋼筋密集。


鋼筋籠內側沿圓周均布6根φ50mm鋼管,用于超聲波檢測樁身混凝土的灌注質量。


鋼筋籠內布置循環注漿管路,用于樁底壓漿以增加樁底承載力。注漿管采用12根φ25mm鋼管,底部連接形成6條壓漿回路。每回路底部安裝兩個套筒部件,每個套筒內,鋼管上設置兩個直徑6mm,被橡膠套筒緊密包裹的出漿孔,出漿孔口朝下。


鋼筋籠在長線臺座上制作,分為4節進行安裝,在各節鋼筋籠接頭處應做好標記,以便安裝時對應拼接。主筋接長采用搭接,每個搭接接頭采用2個“U”型卡連接。


鋼筋籠吊入樁孔后,懸掛在鋼護筒頂口,按分節順序進行拼接,逐節下放,最終的鋼筋籠懸掛在護筒頂口。


為保證出漿孔緊貼樁底,在鋼筋籠底部安裝3個觸底指示燈開關,電線引出孔口,鋼筋籠下端接近護筒底口時,應放慢下放速度,當注漿管緊貼樁底時,指示燈發亮,停止鋼筋籠下沉,防止損傷底部注漿管。


制造胎模上安放鋼筋


安裝內層主筋


保護層輪片


底部觸底開關


鋼筋籠制作全景


鋼筋籠吊離制造胎模


鋼筋籠運輸


吊機豎起鋼筋籠


鋼筋籠節段孔口拼裝


鉆孔樁施工

鉆孔施工采用KPG-3000型液壓鉆機和ZSD300/210型液壓動力頭鉆機,采用重錘導向,減壓鉆進,泥漿反循環方式排碴,使用ZX-500型泥漿分離器凈化處理泥漿。VHP700空氣壓縮機提供風力。


泥漿指標


泥漿采用復合泥漿,由水、膨潤土、粘土、Na2CO3配制而成。膨潤土采用鈉質膨潤土,粘土選用塑性指數IP>25,粒徑小于0.005mm的粘土顆粒含量大于50%的粘土即可。所選粘土中不應含有石膏、石灰或鈣鹽類化合物。


 泥漿拌制的加料順序是先加水、再加膨潤土,攪拌2分鐘后加Na2CO3再攪拌1分鐘,放入泥漿池待用,不得在鉆孔樁內拌制泥漿。


鉆孔時采用反循環的方法,其泥漿循環過程為:新制泥漿→泥漿池→樁孔→泥漿凈化→樁孔→鉆孔結束→泥漿池。


鉆孔進行過程中,嚴格控制孔內泥漿面高度,泥漿頂面應高

出水面2.0m~3.5m,灘地樁不低于孔口高程,確保孔壁穩定,不塌孔。每小時檢查進漿口泥漿質量。


對于深孔鉆進時,要經常觀察排渣口的的出漿情況,若發現

排渣不連續,可能是因力不足所致,需調整中間風包位置。


鉆孔至設計標高后,將鉆頭提離孔底5~10cm,轉盤慢速旋轉繼續泥漿反循環,經凈化后的泥漿返回孔中,清孔直至滿足要求為止,清孔完畢,拆除鉆機。


鉆機拆除后即可進行成孔質量檢測。檢測的項目有孔深、孔徑、垂直度、沉渣厚度。孔深以鉆桿長度控制,并以測錘測繩比尺法復核,用CDJ超聲波大孔徑測孔儀檢測孔徑、孔斜率及沉渣厚度。


安裝臨時護筒 


鉆孔


泥漿分離系統


泥漿分離器



水中墩鉆孔樁施工平臺


鉆孔結束后移除鉆具和鉆機


鉆孔樁成孔質量檢測


水下混凝土灌注

砼灌注前,對導管均應逐段進行承壓水密試驗,在無滲漏的條件下持荷時間不少于5分鐘。導管安裝完畢,底口離樁底約40cm。導管連接接頭應牢固,密封。


灌注砼前需對砼輸送管路及容器灑水潤濕,然后在填充導管內安設泡沫隔水栓塞。首批混凝土能使導管口埋入混凝土1.5m以上并立即繼續灌注混凝土。


砼灌注過程中要有專人測量砼面標高,正確計算導管在砼內的埋置深度,導管的埋置深度不小于3m,砼灌注至設計標高拔出最后一節導管時應緩慢提出,以免樁內夾入泥芯或形成空洞。


樁底壓漿

為重新壓縮鉆孔時松動的土層,提高樁的端部承載力,減少樁的沉降量以改善上部連續結構的梁體應力,所有的樁的樁底進行均勻的壓力灌漿。


壓漿漿液由水泥、膨潤土、水、緩凝劑組成,其7天最小抗壓強度5MPa。漿液要求流動性好,壓力泌水小,初凝時間約2~3小時,粘度為8~10s。


樁身混凝土灌注后24~48小時,開始壓水,出漿口出水后,關閉出漿閥,繼續加壓,使套筒包裹的出漿口開裂,當出漿孔開裂后,逐漸減壓,防止高壓水回流,夾帶雜物堵塞壓漿孔。


壓漿在混凝土灌注完成10天后進行。


漿液按劑量通過灌漿回路輪流依次壓注,每次循環每個回路的劑量不超過100L,所有回路應以規定的劑量輪流壓注達到100bar的壓力后維持10分鐘,壓注后應用清水徹底沖洗回路以便下次壓注順利進行。


壓注完成后不少于6小時開始下一輪的壓注,直至1注漿量達到2500L或所有回路達到100bar(10Mpa)壓力即可停止。


樁身混凝土完整性檢測

灌注混凝土一周后進行,即可用聲波動測法檢測樁身混凝土填充質量,聲測數據以0.5m行程連續讀取并以數字式盤片記錄以使長期保存,檢測報告在檢測結束后48小時之內提交工程師認可。聲測利用6根聲測管檢測9個斷面。


典型事故

北京某橋鉆孔樁樁頭下沒有粗骨料由于商品混凝土陷度超過

24Cm,運距遠,造成混凝土內粗骨料下沉,而樁頂預留超灌高度不足以將浮漿浮至樁頭部位,導致這種現狀。

處理辦法:

繼續向下鑿,直至正常為止。

結果:鑿下40至80Cm即正常。

東莞某橋φ1.6m鉆孔樁成樁后,檢測發現樁底有1m沉砂!

原因:清孔不徹底;泥漿池內有沉渣;清孔完成—封混凝土的時間過長,封底前,沒有再進行檢測沉渣厚度。

處理方法:沖擊造孔,重新成樁。損失10萬元。


漢江某橋φ2.4m鉆孔樁斷樁

原因:護筒沒有打入不良地質層,導致封底灌注混凝土過程中局部塌孔,造成斷樁。

處理方法:特制包徑鋼護筒,打入原樁外圍,重新成樁。




文章來源: 永年加固公司
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