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中图分类号:O213.1 文献标识码:A 文章编号:
1 工程概况
长安高速公路LJ14合同段工程起点里程为K59+000,终点里程为K69+300,路线全长10.3km。设计行车速度为100km/h,双幅四车道,路基宽度26米,行车道宽度4×3.75m。
2 水下灌注混凝土简介
在干地拌制而在水环境灌筑和硬化的混凝土叫做水下灌筑混凝土,混凝土钻孔灌筑桩是桥梁常用的基桩形式之一。这主要是由于桩能将上部结构的荷载传递到深层稳定的土层上去,从而大大减少基础沉降,实践也证明它的确是一种极为有效、安全可靠得基础形式。采用水下灌筑混凝土,灌筑过程应不间断进行,一次灌注达到所需要的高度。
3.1 桩基施工工作量大,一般一个工程要施工数十至数百根桩,且往往需要在较短时间内完成,成桩工序较多,需要多工种配合作业。
3.2 施工场地大多数很有限,甚至很狭小,而现场设备设施较多,进料多,成孔、灌注设备移动频繁。3.3 采用旋挖钻机和冲击钻成孔作业时,场地不易干燥平整,排渣量大。 3.4 桩基施工流动性大,现场大多使用临时架设的线路,引入市政供电作为动力和照明。3.5 桩基施工露天作业受自然条件的影响大,且各工程之间的施工条件不一样。4 桩基施工中常见问题的预防和处理
4.1护筒冒水
护筒外壁冒水,严重的会引起地基下沉,护筒倾斜和移位,造成钻孔偏斜,甚至无法施工。造成原因:埋设护筒的周围土不密实,或护筒水位差太大,或钻头起落时碰撞。 防治措施:在埋筒时,坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0-1.5m的水头高度。钻头起落时,应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时,应立即停止钻孔,用粘土在四周填实加固,若护筒严重下沉或移位时,则应重新安装护筒。
4.2塌孔
钻进过程中,如发现排出的泥浆中不断出现气泡,或泥浆突然漏失,则表示有塌孔迹象。
造成原因:泥浆相对密度不够以及泥浆性能指标不符合要求,使泥壁未形成坚实泥皮;出渣后未及时补充泥浆,孔内水流失等而造成;孔内水头高度不够,护筒埋置太浅,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软,或钻机直接接触在护筒上,由于震动使孔口坍塌,扩展成较大塌孔;在松软砂层中钻进进尺太快;提出钻锥钻进,回转速度过快,空转时间过长;冲击(抓)锥或掏渣筒倾倒,撞击孔壁,或爆理孔内孤石、探头石、炸药量过大,造成过大震动;水头太高,使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔;清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低,用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆(或水),使孔内水位低于地下水位;清孔操作不当,供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔后停顿时间过长;吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
塌孔的预防和处理:在松散易坍的土层中,适当埋深护筒,用粘土密实填封护筒四周,使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和粘度,保持护筒内泥浆水位高于地下水位。搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。成孔后,待灌时间一般不应大于3小时,并控制混凝土的灌注时间,在保证施工质量的情况下,尽量缩短灌注时间。
4.3 桩底沉渣量过多
造成原因:清孔不干净或未进行二次清孔;泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起;钢筋笼吊放过程中,未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底;清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。 防治措施:成孔后,钻头提高孔底10-20cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于30分钟。采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度,不要用清水进行置换。钢筋笼吊放时,使钢筋笼的中心与桩中心保持一致,避免碰撞孔壁。可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度,减少空孔时间,从而减少沉渣。下完钢筋笼后,检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,则应利用导管进行二次清孔,直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为25-40cm,应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土面1.0m以上,以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣,达到清除孔底沉渣的目的。
4.4 扩孔与缩径
扩孔多是孔壁小塌孔或钻锥摆动过大,应针对原因采取措施。缩径常因地层中含有遇水能膨胀的软塑性土或泥质叶岩造成;钻锥磨损过甚也可造成孔径偏小。前者应采取失水率较小的优质泥浆护壁,后者应及时焊补钻锥。缩径发生后,应采取钻锥上下反复扫孔,扩大孔径。
4.5导管进水
造成原因:初灌混凝土储量不足,混凝土储量已够,但导管底口距孔底的间距过大,混凝土下落后不能埋没导管底口,以致泥水从底口进入;导管接头不严,接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开,或焊缝破裂,水从接头或焊缝中流入;导管提升过猛,或测深出错,导管底口超出原混凝土面,底口涌入泥水。
预防和处理方法:若是上述第一种原因引起的,应立即将导管提出,将散落在孔底的混凝土拌和物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出,或者用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗清出,严重时应将钢筋笼提出采取复钻清除,重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批混凝土,重新灌注。若是第二、三种原因引起的,应视具体情况,拔换原管重下新管;或用原导管插入续灌,但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如需重下新管,必须用潜水泵将管内的水抽干,才可继续灌注混凝土。为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入,导管插入混凝土内应有足够深度,一般宜大于200 cm 。
4.6堵管
灌注过程中混凝土在导管内下不去称之为堵管。
卡管有以下两种情况:初灌时隔水栓卡管;混凝土本身的原因,如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌和不均匀,以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水、雨天运送混凝土未加遮盖等,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:可用长杆冲捣管内混凝土,用吊绳上下抖动导管。或改用大漏斗利用混凝土自重将管内混凝土压下,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(注意切勿使导管内的混凝土落入井孔),然后重新吊装导管,重新灌注。一旦有混凝土拌和物落入井孔,须将散落在孔底的拌和物粒料等予以清除。提管时应注意到导管上重下轻,要采取措施防止翻倒伤人。
机械发生故障或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久,或灌注时间持续过长,最初灌注的混凝土已经初凝,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应仔细检修灌注机械,并准备备用机械,发生故障时立即调换备用机械;同时采取措施,加速混凝土灌注速度,必要时,可在首批混凝土中掺入缓凝剂,以延缓混凝土的初凝时间。当灌注时间已久,孔内首批混凝土已初凝,导管内又堵塞有混凝土,此时应将导管拔出,重新安设钻机,利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖吸出,用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。然后以粘土掺砂砾填塞井孔,待沉实后重新钻孔成桩。
5 影响桩基施工进度在管理方面上的因素
5.1施工安全管理5.1.1进行安全法规和安全知识普法教育,施工时做好安全设施和安全操作检查,发现隐患要立即停工纠正。进入施工现场必须戴好安全帽。机械设备要有专人操作。操作工及电焊工等特种作业人员必须有操作证且持证上岗。电器设备必须接零、接地。专机专闸,配电箱必须安装有相应电流的漏电电保护器、熔断丝,工场内严紧使用电流。
5.1.2.泥浆池周围应作好相应的围栏,防止车辆及人员勿入泥浆池内。
5.1.3.钻孔桩混凝土浇筑完成后应及时抽干桩顶以上未浇段孔内泥浆,并回填干土,以防人员,设备掉入孔中。
5.1.4.钢筋骨架、设备吊装前对钢丝绳作详细检查,发现断丝、断股现象及时更换。在大风天气应停止一切吊装作业。
5.1.5.重型设备对地基承载力要求较高,土质不好需对地基换填碾压后方能上重型设备,以防发生沉陷事故。
5.2文明施工管理
做到文明施工,遵守施工操作规范和建设单位的各项规章制度,社会治安管理的有关规定。工地应设专门治安人员。
5.3工期保证管理
5.3.1学习先进经验,组织科学施工,并总结本公司以往快速施工经验,大力推行先进适用技术。
5.3.2认真组织本工程施工技术人员、班组骨干熟悉施工图纸,周密编制分部分项工程施工组织设计,严格按审定的施工组织设计施工。
5.3.3充分发挥工人的积极性,加强主要工程的技术力量,实行按部位重奖重罚,鼓励广大职工的工作劲头。
5.4机械设备管理
桩基施工所用的机械设备种类繁多,灵活性大,工作量高,应由专门统一管理,合理调配,以保证施工速度。
一、工程概况
广乐高速第T30合同段位于广州花都区,本工程共计有桥梁桩基998根,桥梁基础均采用钻孔灌注桩,大部分桥址所处地区岩溶较发育,有溶洞、土洞分布,局部以溶蚀沟槽为主,为不良地质现象,对桥梁施工有较大影响。
考虑所处地区为岩溶地区,在进行桩基施工前逐桩进行地质勘探。勘探结果显示本工程地质结构以砂层为主,溶洞见洞率达到40%,地下溶洞高度在0.2米~15.5米之间,并且多处多孔位出现串洞。
二、溶洞处理原则
1、在岩溶地区必须逐桩钻探,详细记录地质状况、溶洞深度、高度、填充物类型。
2、对填充物进行土工试验,分析其物理力学特性,检测容重、含水量、孔隙率等。
3、根据地质钻探资料和填充物情况,对每根桩设计出相应的溶洞处理方案、成孔方法及施工措施。
4、遇到特大(超过8m)溶洞时,必须请监理工程师和设计单位核查,明确处理方案,指导施工。
三、溶洞处理方法
根据溶洞的大小、充填状态、是否漏水及溶洞垂直个数采取相应的处理方法。
(一)施工准备
1、对地质资料中出现溶洞的桩基础,应加大泥浆制备量,以应付随时出现的失浆现象,同时根据需要加大泥浆稠度。
2、钻空口附近作管线探测,对重要管线以及临近建筑物提前做好保护措施。
3、在钻孔口位置储备一定数量的粘土,并用纤维袋装好。同时储备一定数量片石,储备量大小依据溶洞大小而定并确保及时调运。
4、钻机安装时,尽量加大触地面积,安放足够枕木,在桩基后侧用缆绳拉住稳定。
5、在钻孔附近,储备一定数量钢护筒,以应突发事故。
(二)施工方法概述
1、常规成孔法
当溶洞有充填物,是全充填可塑或软塑的粘性土,且溶洞不漏水,则基本上可以不考虑溶洞的存在,而按正常地质情况施工。只是在成孔施工时应注意提高泥浆的性能,加强泥浆护壁的作用,并保持孔内泥浆水头高度。
适用于小溶洞(溶洞高度小于3米)或大溶洞(溶洞高度3~8m),溶洞内全充填粘性土,且在成孔过程中溶洞基本不漏水,不漏浆。
2、片石粘土回填法
采用正常成孔方法施工,当钻穿溶洞漏浆时,反复投入黄土和片石,利用钻头冲击将黄土和片石挤入溶洞和岩溶裂隙中,还可掺入水泥、烧碱和锯末,以增大孔壁的自稳能力。
施工方法:为有效利用片石,片石与粘土的比例约为1:1;掺加水泥时,掺加比例为每米2包;掺加锯末时,掺加比例为粘土的10%。其中片石采用强度30~60MPa花岗岩或石灰岩,石块粒径以15~50cm为宜。掺加粘土是采用水泥袋包装后投放效果更佳。水泥投放方法为以整袋投放为佳。掺加方法为:片石、粘土袋(可选择添加水泥、锯末,也可不添加)分层间隔掺加,回填高度为溶洞顶板以上1~2米处。
主要适用范围:
(1)本方法适用范围很广,除可单独适用外,还可以与其它溶洞处理方法结合使用。
(2)特别适用于小溶洞(溶洞高度小于3m),溶洞内全充填中粗砂,钻头穿过溶洞时发生漏浆。
(2)适用于小溶洞,无充填物或半充填。对于溶洞高度1.5m~3m的无充填物的溶洞,采取本方法时要谨慎,要综合考虑溶洞的体积、溶洞顶部岩层和覆盖层的厚度、覆盖层的土质、周边构筑物环境及管线情况。对于存在钻孔冲破溶洞顶板时,泥浆瞬间流失或急剧水位降低而可能造成地面塌陷及影响周边构筑物或管线安全,最好能提前采取一些预防措施。
(3)适用于大溶洞(溶洞高度3~8m),溶洞全充填物,溶洞漏浆情况不严重,上部覆盖层土质较好,一般不会因短时漏浆而造成大的塌孔的情况。
(4)对于大溶洞,半充填或无充填物的情况,要针对每个桩孔认真研究对照,预估溶洞的大小,预估溶洞漏浆对桩孔的破坏程度,需谨慎采用此方法,宜做一些辅助和预防措施。
3、素混凝土灌入法
这种方法是采取正常成孔方法施工,当钻穿溶洞漏浆时或遇到倾斜岩面时往孔内灌入低标号混凝土(也按水下砼灌注方法),间隔一定时间后采用冲击钻成孔。
施工方法:混凝土可采用C20(C15、C10也可)素混凝土,为尽快提高混凝土强度,节约施工时间,应在混凝土中掺加一定早强剂,提高素混凝土的早期强度。
对于倾斜岩面,为校正孔位,回填素混凝土应与斜岩面顶面平齐;对于溶洞处,回填顶面高于溶洞顶板50cm。
灌入48h后,灌入混凝土强度达到70%,且应在桩基范围取芯检验充填效果,待溶洞完全充填后,方可进行桩基施工。
主要适用范围:
(1)适用于无充填或半充填的大、小溶洞。
(2)因造价等原因,实际上直接采用此方法的较少,一般是在采用方案B失败后,才不得于改用此方法。或者是岩层严重倾斜,为调整偏孔而采用此方法。
4、洞内填充预处理法
溶洞预处理的目的是加固溶洞填充物和填满溶洞空间并达到一定的强度(10MPa以上),防止钻孔桩施工时发生泥浆流失、流砂及坍孔等,保障成孔及水下混凝土浇筑等一系列施工工序顺利完成。且应在桩基范围取芯检验填充效果,待溶洞完全填充且强度达到后方可进行桩基施工。
洞内填充加固预处理法又可分为灌浆法、灌砂注浆法等等。以灌浆法居多。对于无填充物的较大溶洞,可考虑采用灌砂注浆法(或灌砂浆法)。
施工方法:根据溶洞大小及充填情况,在有溶洞的桩位中间和四周均布1~4个灌浆孔。其中孔径80mm,孔深要求达到最深溶洞的底部。采用单液或双液灌浆系统进行溶洞指定位置的全孔灌浆,要求少量多次,反复灌浆。为防止浆液流失太远造成浪费,采用间歇注浆方式,使得先注入浆液与沙子(或碎石)初步达到胶结后再注浆,循环注浆多次,直至达到规定的注浆量和注浆压力控制值为止。注完一个孔后,继续对其余孔进行注浆,后注浆压力必须调高,最后封孔。
主要适用范围:多适用于无充填物的小溶洞或多层溶洞(多层串珠状小溶洞),也可用于各种有充填物的溶洞挤密加固。
5、钢护筒保护法
钢护筒保护法分为:钢护筒预先保护法和钢护筒跟进保护法。对于钢护筒跟进保护法,又可分为单层钢护筒跟进保护、双层或多层钢护筒跟进保护。
施工方法:钢护筒分为开孔护筒(或叫普通护筒)和跟进护筒,有时开孔护筒就作为第1级的跟进护筒。开孔护筒在最外层(内径最大),仅跟着是第1级跟进护筒(第2层),依次类推,最后一级护筒在最内层(内径最小,比设计桩径D大10cm)。钢护筒采用优质钢板制成,厚度为12~14mm,钻进时每钻进2m焊接一节外护筒,至溶洞后再焊接4m长护洞,钢护筒顶固定槽钢,用振动锤打人,打入时严格控制中心位置及垂直度。内护筒分节焊接,自由下落至孔底。两层护筒之间填砂状物使两层护筒同时受力。
主要适用范围:
(1)适用于特大溶洞(溶洞高度大于8米)
(2)适用于大溶洞(溶洞高度3~8米)的无充填(或半充填)溶洞,并且溶洞上方的覆盖层为易塌孔的中粗砂层。
(3)采用其它方案处理溶洞不成功,经常漏浆塌孔,成孔异常困难时,可改采用本方法。
四、钻孔施工注意事项
1.根据《工程地质勘察报告》资料随时检查孔内水头高度和泥浆稠度、钻头负荷是否正常,排碴时及时往孔内补水并认真分析渣样,看渣样是否与地质资料相符,昕钻头冲击岩层的响声,判断是否接近岩溶地层。准确测量数据,做好详细的钻孔记录,发现问题及时处理。
2.在松软地层采用中小冲程钻进;在较硬岩层部分采用大冲程钻进,但要注意岩缝裂隙的存在防止卡钻。当钻到溶洞顶板上lm时减小冲程,采用小冲程钻进,由于顶板地层软硬不均,防止出现斜孔,或由于泥浆流失塌孔埋钻;在溶洞内钻进时小冲程造浆固壁,加大泥浆稠度,确保固壁良好。
3.基岩面的裂隙、溶槽往往与溶洞串通,地下水通过溶洞内的透水充填物形成暗流。在钻孔过程中,孔内泥浆比重较大,当其压力大于暗流水压时就会发生漏浆。当钻头穿透溶洞顶板时,孔内泥浆就会下泻造成孔内压力骤然下降,孔内外压力差骤然加大,或溶洞顶层地层薄弱,由于孔内泥浆骤然下降,压力差加大均会引起护壁坍塌。
4.要求施钻人员随时量测钻孔深度,一旦到达溶洞位置,立即向孔洞内加入黄泥、片石或水泥,并采用小冲程钻进。通过溶洞,同时注意孔内水位的变化,一旦发现漏水或有坍陷的前兆,应立即采取措施向孔内加黄泥、水泥和片石,必要时提前向商品砼站预订水泥砂浆灌入溶洞内。
5.若回填粘土、片石无法纠偏时,采用在溶洞内灌注水下砼,待砼达到设计强度后,再冲击钻进至设计深度。
五、结论
在实际施工中由于地质条件复杂导致无法采用统一的溶洞处理方法,需要根据溶洞大小及周边地质条件选择及经济又合理的施工方案。在广乐高速桩基施工中,针对溶洞处理采取了多种有效施工方法,通过声测及抽芯对已完桩基进行检测,一类桩比例达到了85%以上。
参考文献
[1]林宗元.岩土工程治理手册[M].1993.
引言
水上沉桩是一种复杂而又质量控制要求高的一道工序,在施工过程中不仅需要考虑桩基础的土层分布情况,还要考虑水位、风浪流等的影响。目前主要利用打桩船设备进行水上沉桩,其施工工序较为成熟,但在复杂地质条件下进行水下沉桩过程中容易出现各种各样的问题,这就需要现场管理人员及时分析处理。本文以长江中下游乌江船舶基地复建工程中管桩桩基施工为例,分析现场出现的问题以及采取的措施。
工程概况
该工程位于长江中下游,码头平台总长度为336.0m,宽度30.0m,顶标高(国家85高程,以下同)为+9.2m。码头为高桩梁板式结构,共44个排架,每个排架共设有4根直桩和4根斜桩,前沿为两根钢管桩。码头平台桩基选用φ1000(130)PHC-C桩264根,桩长为38-46m不等;φ1000×16mm的钢管桩88根,桩长为41-45m不等。两种桩型持力层均为5B-1层的强风化凝灰岩。码头分为上下两层,下层为钢结构。另外有3座引桥组成,从上游往下游依次编号1#~3#引桥;1#引桥结构长95.00m,宽12m, 2#引桥结构长117.70m,宽15m,3#引桥结构长度146.60m,宽15m。码头后沿设置一座变电所。桩基场地范围为江边水域,从地质资料来看,沉桩水域上部土层为淤泥质粉质粘土夹薄层粉砂、卵砾石层,下覆灰黄色泥质砂岩、灰绿色凝灰岩等,见其典型地质剖面图1,其中2-2层土为淤泥质粉质粘土:灰色,流塑,含有机质及腐植质,夹薄层粉砂,薄层厚度约1-3mm,含量约10%,无摇振反应,切面有光泽,干强度及韧性中等,地基承载力特征值为fak=60KPa;5B-1层土为强风化凝灰岩:灰绿色,岩芯为短柱状及碎块状,裂隙发育,地基承载力特征值为fak=350KPa;5B-2层土为中风化凝灰岩:灰绿色,岩芯呈长柱状,裂隙不发育,敲击声敲,属较软~较硬岩,岩体基本质量等级IV~III级。该工程主要施工内容有水下挖泥、桩基施工、上部结构施工、抛石回填、面层及附属设施施工等,下面主要介绍桩基施工中管桩施工。
管桩桩基工程施工
1、工作内容分解
高桩梁板式结构的码头施工,大多在水上进行,受自然条件、船舶机械相互干扰、工作面狭窄、施工条件复杂等因素制约,桩基的施工是高桩码头施工的关键性工程,决定着码头施工的进度和质量。本工程管桩施工需水上沉桩,选用打桩船,该船总长45米,型宽18.6米,型长45米。桩架架高75米,吊重能力80T,锤型DMG138。柴油锤性能:锤总高7980mm,打击能量461-295KJ,最大爆炸力3985KN,上活塞重13800kg,下活塞外径910mm,备专用替打,桩垫采用专用纸板。为了较好的控制桩基工程的进度和质量,可根据桩基工程施工工艺(如图2)对其工作内容进行分解。
2、主要工作细化
桩基工程,特别是在水上沉桩,各项工作专业性、逻辑性特别强。将其工作分解成若干个组成部分,每一部分再细分,直到不能再分为止,有利于项目经理全盘考虑又能掌握局部事项,有利于合理调配人员、设备等资源,进而有利于责任到人,控制总工期和质量。
确定沉桩顺序,需要考虑:①土壤变形的影响;②每一根桩均能打得到;③工程分段利于后续工程施工;④打桩水位、水深、风和流的影响;⑤减少沉桩震动对岸坡的影响;⑥打桩船锚缆的布置等。该工程综合以上因素,分成17个片区进行沉桩。
打桩船吊桩入龙口,可细分为:①吊前外观质量复检;②在桩顶划标刻度;③桩身标出吊点位置捆绑桩;④指挥吊桩入龙口。
下桩、压桩、沉桩到位,可细分为:①打桩船操作沉桩;②岸边人员观察沉桩位置指挥停锤;③记录沉桩相关数据;④沉桩过程中出现问题处理等。
施工中遇到的问题及处理措施
在水上沉桩,经常会遇到难以预料的因素,不仅会影响到工期,增加成本,如果处理不当,工程的质量也难以保证。本工程沉桩控制设计要求以标高控制为主,贯入度作为校核,贯入度校核标准为最后10击50mm。该工程共沉下283根PHC-C桩(包含3#引桥J排6根灌注桩变更为6根PHC桩)和88根钢管桩。在施工过程中,监理指定对沉桩的桩身完整性、承载力进行抽样检测,检测结果统计如表1。
根据地质勘察报告和实际沉桩情况,该工程桩基下的地质条件较为复杂,存在“上软下硬,软硬突变”复杂地质。在桩基施工过程中,出现了以下问题及采取的相应措施:
已沉桩存在超高或偏低。在已沉桩中,发现大部分桩超出设计桩顶标高很多,少量部分低于设计桩顶标高。设计桩长大于实需桩长,造成资源浪费,成本增加;设计桩长低于实需桩长,对工程的质量和进度、成本均造成不利的影响。为此,专门成立QC小组,对复杂地质条件下的桩长调整方法进行探讨,假定相邻位置地质条件相似,对同排架各桩尖位置相近做同等桩尖标高设定,再考虑一定的修正值(通过前期统计结果和施工经验,取2m),建立了桩长调整数学模型。在实践中,利用同排架的H桩实际桩尖标高等同为F桩理论桩尖标高计算F桩桩长,加上修正值,得出F桩的理论桩长,同理,利用同排架的C桩实际桩尖标高推算出同排架A、B桩的理论桩长。利用该方法对尚未沉的桩进行了桩长调整,在工期和成本控制上取得了较好的效果。
桩顶裂损。在施工过程中,施打G30号桩到设计桩顶标高时,发现桩顶以下70公分破裂,立即停锤,分析出可能的原因:桩身自身质量缺陷或者沉桩施工时遇到复杂地质造成偏心施打。联系设计和监理现场查看及小应变检测结果,该桩桩顶破裂为Ⅲ类桩,确定在原桩位靠江侧1.2米处补打一根同型号的PHC桩,同时将F30斜桩的角度由20°调整为25°,打桩时尽量减少偏位,避免碰桩。
桩身出现竖向裂缝。在PHC-C桩沉桩过程中,部分桩身出现了裂缝宽度相对较小(δ
低于设计桩顶标高。A41钢管桩在达到设计桩顶标高前的最后10击64mm,贯入度不满足设计要求,特聘请专业施工队伍补接1m,复打至设计桩顶标高,贯入度满足要求。
结论
随着科技的发展,水运工程管桩桩基施工技术越来越成熟,施工设备越来越先进,工程的质量、工期、造价和安全将会越来越有保障。在管桩桩基施工的全过程中,施工单位除了严格按照设计图纸、施工技术要求及相关规范标准进行精细组织施工外,还需与监理、设计、业主等单位加强沟通协调,及时处理施工现场遇到的困难与问题。
参考文献:
[1]刘家豪主编.水运工程施工技术.[M].北京:人民交通出版社,1998.
[2]潘建军,李伟亮.复杂地质条件下桩长调整方法探讨.[J].航道科技.2013年5月.
[3]刘坤义.某码头工程PHC管桩竖向裂缝检测方法与加固补强.[J].引进与咨询,2006(8):64-65.
2建筑施工中桩基施工工艺准备工作
在建筑施工过程中,要保证桩基施工质量,需要从各方面着手做好准备工作,首先就是对桩基施工工艺过程的准备工作,这个准备工作主要包括三方面内容,一是勘察施工现场,二是编制施工方案,三是准备相关的机械设备。做好桩基施工准备工作,有利于桩基施工的顺利进行,并有利于桩基施工质量的控制把关,下面,作者简单介绍下各种准备工作的内容。
2.1勘察施工现场
做为建筑工程施工技术人员来说,都知道在建筑物施工开始前或说设计前就要对施工现场进行勘察,主要是查看地质条件,并根据实际情况设计合理的施工方案,以避免各种不必要的返工情况发生,或是产生不必要的损失,施工现场勘察有利于我们及时发现问题,从而制定解决方案。在进行桩基施工时,现场勘察更是影响施工工艺稳定性与施工质量的重要因素。在我们勘察地质水文状况后,可以根据施工地区的土层性质选择适宜的施工技术,尤其是对于预制桩还是灌注桩的选择提供参考。对于土层性质的勘察还有利于我们了解地下水文状况,有利于排水沟的设计,以防止排水不畅对施工质量造成影响。
2.2编制施工方案
勘察施工现场后,我们就要编制施工方案。施工方案的编制需要在施工开始前完成,施工方案的选择很大一部分也要考虑施工现场的地质条件,充分勘察施工地区地质水文状况,进行研讨与分析,从而确定出适宜的施工工艺。例如预制桩施工工艺还是灌注桩施工工艺。施工工艺确定后,就要根据工艺完成的要求确定施工所用的机械设备,同时对整个施工操作过程进行具体规划,制定出详细的施工方案与细则,从而使整个施工过程都有法可依、有章可循。
2.3选择机械设备
完成以上两项准备工作后,要进行施工机械设备的选型与准备工作。提前做好机械设备的准备工作,有利于保证桩基施工过程的顺利进行,提高施工工作效率,减少不必要的麻烦,避免由于机械设备不符合施工要求,或是机械设备不能及时到位而影响施工工期。机械设备的提前选择与准备,对于保证桩基施工过程的顺利进行有着重要意义。
3预制桩和灌注桩施工工艺
建筑工程施工技术是多样的,但是在我国,就我国建筑行业的施工现状来看,最常用的桩基施工工艺技术有两种,即预制桩施工和灌注桩施工。
3.1预制桩桩基施工工艺
在预制桩桩基施工工艺中,我们需要重点关注的工艺过程要点有两个:一是对于沉桩高方式的选择至关重要,直接关系着预制桩的质量,对于预制桩沉桩工艺过程有多种方法,比如水射法、击打法、静压法和振动法等,这些方法各有优缺点,且适合的施工环境地质条件各不相同。因此,我们在选择沉桩工艺方法时,要结合施工现场的具体情况,做出恰当的选择,以达到施工质量控制的最佳效果;二是对于预制桩施工过程需要用到浇筑工艺,浇筑工艺过程质量对于预制桩桩基质量也有着直接的影响。在浇筑工艺施工过程中,我们要时刻关注着浇筑过程的持续性,并且要恰当合理的设计保护层,确保保护层参数设置在25米左右,以满足施工质量要求。
3.2灌注桩桩基施工工艺
灌注桩桩基施工工艺是比较复杂的,具体来看,灌注桩桩基施工工艺主要和混凝土施工存在密切关系。所以我们要严格混凝土施工操作程序,确保混凝土施工质量,进而就可以在很大程度上确保灌注桩桩基施工质量。除此之外,对于灌注桩桩基施工工艺中的成孔操作也需要我们重点关注,在当前我国具体施工过程中主要使用的成孔操作方式有四种,即干作业成孔;泥浆护壁成孔;沉管成孔和冲击成孔。其中干作业成孔又可以细分为机械钻孔和人工挖孔两种方式。对于这四种成孔方式来说,特点各异,具体的施工程序和施工优缺点也各不相同,在具体的成孔操作中需要我们根据现场成孔的具体要求进行恰当选择,比如对于一些施工现场多为粘性土或者淤泥土的情况就应该选择泥浆护壁成孔方式进行成孔操作。
对于建筑工程来说,桩基施工是其关键施工内容之一,桩基施工的质量将直接影响着建筑工程的整体施工质量及工程项目的经济效益。近几年来,随着我国城市化进程的不断加快,城市当中建筑工程项目的数量亦日益增多,同时其工程规模也在不断扩大,在此情形下,若想切实保障建筑的质量安全,就必须要打好建筑桩基。以下笔者就结合实际情况来简单谈一谈建筑施工中的桩基施工工艺。
一、建筑施工中桩基施工工艺简介
在建筑施工中,桩基的作用是给建筑打下基础形式。桩基是由基桩和桩顶这两部分相连而构成的,桩基的形式有很多,比较常见的形式有高承台桩基和地承台桩基。其中,高承台桩基的特点是桩身上部分露于地面而下部分理在地下,地承台桩基的特点则是桩身上下部分都埋在地下。桩基的施工工艺同样也有很多种,其中最为常见的两种桩基施工工艺是预制桩桩基施工工艺与灌注桩桩基施工工艺。对于预制桩桩基施工工艺来说,其需要先在工厂或施工现场预先制作各种桩,如混凝土桩、木桩、钢桩等,然后再采用沉桩设备等将其以打入、压入或振入等形式埋至土中,目前在我国的建筑施工中采用最多的预制桩主要是混凝土预制桩和钢预制桩;而对于灌注桩桩基施工工艺来说,其施工过程比较复杂,一般需要先进行人工钻孔,钻孔的截面为圆形,然后再将钢筋笼置于孔中,最后再以混凝土浇筑钻孔并进行必要的维护,从而形成稳定的桩基。良好的桩基施工工艺可以转移建筑物的竖向荷载至周围土层之中,从而提高建筑物抵御外力的能力,以免当发生地震等自然灾害时建筑物受到较大的损坏。再者,桩基还能够避免建筑物变形,从而有效保障其安全性及稳定性。
二、桩基施工前的准备工作
1.实地勘察
施工人员应当要在施工前先对施工现场进行仔细的勘察,从而详细了解施工环境,为施工打下良好的基础;在对施工现场进行勘察之时,应当重点对地质和水文情况进行查探,并要保证勘察结果的准确性和及时性,从而给相关施工技术指标的制定提供科学的依据。
2.确定施工方案
在勘察完施工现场之后,就要根据勘察结果来制定详细的施工方案,施工方案中应明确规定桩基施工工艺类型、施工机械设备及施工进度等,同时还要针对施工场地附近的其他建筑物及管线等制定一定的保护方案。
三、建筑施工中桩基施工技术
1.静力压桩施工技术
民用建筑是最常见的一种建筑类型,其主要功能是供人们居住生活,所以大部分的民用建筑都是在城市中的居民住宅区进行建设的。为了避免桩基施工造成过大的噪音而影响到居民住宅区居民的正常生活和休息,采用静力压桩施工技术是非常有必要的。普通的打桩机在打桩过程中往往会产生很大的噪音,而利用静力压桩施工技术则能够有效改善这一问题,减小噪音。静力压桩施工技术的主要原理是以静压力将预制桩打压进土中,所以其不会产生过大的噪音,并且静力压桩施工技术还能够大大节约钢筋及混凝土的使用量,从而降低施工成本、提高施工效益。目前,静力压桩施工技术已经在我国建筑施工中得到了非常广泛的应用。
2.振动沉桩施工技术
建筑施工中常见的桩基施工技术还有振动沉桩施工技术。振动沉桩施工技术是一种打桩效率较高的桩基施工技术,其原理是先在桩顶部安装一个固定振动器,固定振动器会进行振动,而其振动会使得土层也受迫振动,这样土层就会产生一定的收缩和位移,从而起到打桩效果;同时,在土层振动过程中,土层与桩表面之间的摩擦力也会减小,这样桩就能够在振动力与自重的共同作用下而自动沉入进土中。在采用振动沉桩施工技术进行桩基施工之时,需要先采用小距离的轻度锤击将桩沉入至土中约1-2m的深度,然后再逐渐增加落距至要求高度,最后再连续锤击至要求深度。一般情况下,振动沉桩施工技术比较适用于一些施工现场的土质是粘土、软土、黄土及松散砂的建筑工程,利用该施工技术进行桩基施工,不但操作方便简单,而且还能够大大提高施工效率、降低工程造价成本,所以非常值得推广。
3.灌注桩桩基施工技术
灌注桩桩基施工工艺相对于预制桩桩基施工工艺,施工工序更加复杂。为确保灌注桩桩基施工质量,要做好以下两方面工作:一是灌注桩桩基施工工艺与混凝土施工有着直接的关系,混凝土施工质量是决定桩体强度的重要因素,因此,在灌注桩桩基施工过程中,既要确保混凝土配置比之间的合理比例,亦要合理规划混凝土的搅拌过程以及施工工序,以保障混凝土施工质量;二是要重点关注施工工艺中的成孔操作,常用的成孔操作主要分为四类,分别为干作业成孔,又可分为机械钻孔以及人工挖孔;沉管成孔,其主要是利用锤击或者是振动冲击成孔,在施工的过程中会产生较大的噪音,对周围环境影响较大;泥浆护壁成孔,其主要用于淤泥土质、粘土、砂土以及粉土;冲击成孔,其适用范围与泥浆护壁成孔技术类似,但亦适用于碎石土质。因此,在灌注桩桩基施工的过程中要根据各成孔操作方式的施工特点以及适用范围,选择合适的成孔操作方式,以确保灌注桩桩基施工质量。
结语
综上所述,桩基施工是建筑施工中的重要内容之一,为了确保建筑施工中桩基施工的质量,施工人员必须要积极学习更加先进和科学的桩基础施工工艺技术。
在建筑工程的施工中,桩基施工工艺不仅可以适应复杂地质,保障建筑施工顺利完成,而且可以提高施工质量和施工效率,消除施工中的安全隐患。因此,探讨建筑施工中桩基施工工艺及应用措施,对提高施工单位经济效益,推动建筑行业的健康可持续发展有着积极的意义。
1 建筑施工中桩基及其施工工艺
在建筑工程施工中,桩基作为建筑结构的基础形式,主要由基桩与桩顶两部分相互连接构成。依据形式不同,桩基主要分为地承台桩基与高承台桩基,前者在施工中桩身上下两部分都需要埋入地下,后者在施工中桩身的上部分需要留在地上,而下部分需要埋入地下。
在建筑工程施工中,桩基施工工艺主要分为灌注桩桩基和预制桩桩基两种施工工艺。灌注桩桩基施工工艺比较复杂繁琐,在施工的过程中,施工单位需要先进行钻孔施工,然后在钻孔中防止钢筋笼,并以混凝土对钻孔进行浇筑施工,最后需要对浇筑后的钻孔开展维护工作,从而确保桩基施工质量满足工程施工要求。预制桩桩基施工工艺相对简单,施工单位只需要利用振动棒通过夯实与打击的方法,将桩基打入地下即可。
桩基施工工艺可以将建筑重量在垂直方向形成的荷载分散到桩基周围土层,从而减轻建筑本身对土层的直接压力。在遇到地震等形式的自然灾害时,建筑的抗震能力可以因桩基作用而大大增加,从而避免建筑结构因外力而变形,影响建筑的安全性与稳定性。因此,在建筑工程的施工过程中,桩基施工工艺的应用非常广泛,尤其是在软体地基的处理方面,通过桩基施工可以使地基质量显著提高,从而在保障建筑施工质量的基础上,延长建筑使用年限。
2 建筑工程实施桩基施工前的准备工作
桩基施工前的准备工作是保障建筑施工质量的重要环节,其内容主要包括:全面掌握施工条件、体制条件、水文状况与原材料的管理情况;科学规划施工工艺,详细制定施工方案;合理配置施工机械设备,保障施工过程按照施工方案顺利实施等。
2.1 仔细勘察水文条件。在进入施工现场后,施工单位需要仔细勘察水文条件与地质条件,为桩基施工工艺提供详细的技术资料,以确保桩基施工的质量与效率。在施工现场勘察时,施工单位需要选择合适的勘测仪器设备,确保勘测结果的准确性、可靠性与科学性,并全面掌握施工现场地质状况,结合土层特点与施工要求,确定合适的桩基施工工艺,保障施工过程不会受到地质与水文状况的不利影响。同时,施工单位需要掌握施工现场地下水情况,为施工过程中采取正确的排水措施,保障地下水排水系统正常运行提供依据。如果建筑工程的施工条件与施工环境非常复杂,施工单位需要严格按照技术要求与施工流程开展施工作业,以提高建筑工程施工质量和施工效率。
2.2 认真编制施工方案。在施工现场的勘查工作完成后,施工单位需要将勘察的数据与资料进行归纳整理,并依据勘察的结果认真编制施工方案,合理安排施工规划,确定合适的桩基施工工艺,确保建筑施工的顺利进行。同时,施工方案需要明确施工材料的准入制度与管理措施,以及施工现场管线的管理规章制度,从而实现对建筑施工过程的全面控制,在确保建筑工程施工质量的基础上,使工程可以如期完工。
2.3 选择先进机械设备。由于建筑工程涉及到很多施工环节,桩基施工工艺的技术要求也相对较高,因此施工单位需要选择先进的机械设备,并做好机械设备的维护工作,充分发挥机械设备集群化与高效化特点,保证建筑工程施工质量与施工效率。
3 预制桩桩基与灌注桩桩基的施工工艺分析
3.1 预制桩桩基的施工工艺。施工单位在建筑工程中采用预制桩桩基施工工艺时,需要做好两个方面的工作:一方面,在制作预制桩的时候,施工单位需要按照打桩的顺序确定其朝向,浇筑时沿着桩顶持续浇筑到桩尖,确保保护层的厚度为25m左右。另一方面,在沉桩方式的选择上,施工单位可以采用静压、振动、击打与水射等不同方式将桩基打入土中,其中水射方式只适用砂土层,而采取静压、振动与击打等沉桩方式,施工过程中会出现挤土情况,所以在实际的施工过程中,施工单位需要结合桩基数量、基础范围及桩基间距,制定合理的施工规划,并采取有效措施以避免挤土情况的发生。
3.2 灌注桩桩基的施工工艺。依据灌注桩桩基的施工工艺,其成孔方式主要分为沉管成孔、冲击成孔、干作业成孔与泥浆护壁成孔等四种,每一种成孔方式对地质条件的要求不同,适用的范围也不同,所以在桩基施工中,施工单位需要依据施工要求,选择合适的成孔方式:①如果施工区域为为砂性土、普通粘性土、与你图纸和粉土土质的时候,施工单位需要选用泥浆护壁成孔的方式,并做好护壁防护工作,避免其出现倒塌情况。②如果施工区域为粉土、沙土土质、淤泥土、碎石土与粘性土时,施工单位需要选用冲击成孔的方式,通过振动或振动冲击等途径进行成孔。由于其在施工中会产生挤土问题以及噪音污染,施工单位需要做好环境保护措施。③干作业成孔方式分为人工挖孔和机械钻孔两种途径。如果施工区域为砂土、粉土与粘性土,施工单位可以选用机械钻孔的方式;如果施工区域土质松散,施工单位可以选用人工挖孔的方式,以注意控制桩体强度,以保证灌注桩桩基施工的质量。
4 建筑工程桩基施工中需要注意的问题
4.1 在桩成孔后,施工单位需要认真检查桩孔垂直度、嵌入持力层的深度、沉渣厚度和岩石强度等相关数据,确保其符合建筑施工的设计要求。如果检查数据与设计不符,施工单位需要及时分析其原因,并在采取有效措施解决后才能移动钻机,以免造成人力资源与物力资源的浪费。
4.2 在基桩开挖前,施工单位需要认真检查成桩的记录及其测试资料,如果存在质量问题,需要经过分析研究后才能挖土,切不可在基桩已经开挖后再进行处理,为桩基工程的顺利施工埋下隐患。
4.3 在灌注桩桩基施工中,施工单位需要保证混凝土强度等级>C15,骨料粒径≤40mm,坍落度在50mm~70mm之间;以水下导管进行混凝土的灌注时,其强度等级需要≥C20,骨料粒径需要小于管内径1/4,最大粒径≤50mm,坍落度在160mm~200mm之间。
4.4 如果钢筋笼的长度>4m,施工单位需要在每隔2m处焊接箍筋;如果钢筋笼埋在钢套管内,箍筋需要放在主盘中,而且钢筋笼的外径需要比套管内径小50mm;如果采取导管进行水下混凝土浇灌作业,箍筋需要在钢筋笼之外,钢筋笼的内径需要比导管接连处外径至少大100mm,其外径至少比钻孔直径小100mm。
5 结束语
总之,在建筑施工中桩基施工工艺在保障建筑施工质量和施工效率中起着重要的作用。施工单位只有做好桩基施工前的准备工作,并结合施工现场的地质条件和水文条件,选择合适的桩基施工工艺,注意桩基施工中的问题,才能确保桩基施工顺利完工。
参考文献:
[1]张荣华,顾建忠. 浅析建筑施工中桩基施工工艺[J]. 科技创新与应用,2014,03:211.
1、建筑施工中桩基及其施工工艺概述
1.1、桩基
桩基是建筑施工的基础,其施工质量高低直接关系着整体建筑工程的稳定性、安全性以及使用寿命,主要由基柱和桩顶两部分构成。建筑工程施工中常有的桩基形式主要有两种:一是高承台桩基,其桩身的上部在地面上,桩身的下部埋在地下;二是地承台桩基,其桩身的上下部分均埋在地下。
1.2、桩基施工工艺
(1)桩基施工工艺的种类。桩基施工工艺有很多种,在不同的地质条件下施工时,要选择不同的桩基施工工艺。在建筑工程桩基施工的过程中,常用的施工工艺主要有两种:一是预制桩桩基施工工艺,其主要是采用打击或者是振动的形式将桩基打入土中;二是灌注桩桩基施工工艺,其相对于预制桩桩基施工工艺较为复杂,首先要在施工现场的地基处钻孔,然后将事先准备好的钢筋笼放置孔中,之后再将混凝土浇筑在孔中,并对其进行必要的维护、保养,以确保桩基的形成效果。
(2)桩基施工工艺的作用。桩基施工工艺对于保障建筑工程质量具有重要的作用,具体表现如下:一是桩基施工工艺可以将建筑物在使用过程中产生的竖向荷载转移到桩基附近的土层中,增强发生自然灾害时建筑物的抗震能力以及抵御能力;二是桩基施工工艺可以降低建筑物在使用过程中的沉降速度,避免地基不均匀沉降、建筑物变形、墙体开裂等现象的发生,确保建筑物的安全性及稳定性,保障建筑物的使用质量,延长建筑物的使用寿命。
2、现代建筑工程桩基工程施工技术控制要点
2.1、建筑施工中桩基施工工艺准备工作
桩基施工工艺的准备工作极为关键,具体来说,在建筑施工中桩基施工工艺开始前我们需要做好的准备工作主要有以下三点:勘察施工现场;编制施工方案;准备相关机械设备。
2.1.1、勘察施工现场
在建筑工程施工之前我们一般需要对于施工线进行必要的勘察,这种施工现场勘查对于桩基施工工艺来说也是极为关键的,现场调查的结果能够帮助我们避免在桩基施工过程中可能遇到的一些问题,具体来说,进行现场勘查主要需要我们调查的就是施工现场的地质水文状况,对于地质进行必要的勘察能够帮助我们了解桩基施工时需要针对什么样的土层进行施工,有助于我们进行具体桩基施工工艺的选择,尤其是对于预制桩还是灌注桩的选择提供参考;对于施工现场的水文状况进行勘察则能够帮助我们了解施工现场地下水位状况,帮助我们在桩基施工过程中构建有效地排水作业结构,进而避免因为地下水对整个建筑工程桩基施工造成质量影响,确保桩基施工质量。
2.1.2、编制施工方案
施工方案的选择和确定也需要我们在具体的施工工作开始前完成,对于桩基施工工艺而言,编制恰当的施工方案也是极为重要的,这些都需要我们在准备过程中进行。对于现场进行充分的勘查之后,经过分析,我们就可以对于具体可以采用的桩基施工工艺和一些机械设备的使用进行确定,进而对于整个桩基施工工艺的过程进行规划,最终使具体的桩基施工操作有据可循。
2.1.3、选择机械设备
在工程施工中的桩基施工工艺执行中,我们必然会用到一些相关的机械设备,对于这些机械设备的选择至关重要,施工前准备好会用到的机械设备能够有效帮助我们减少工程施工中会遇到的麻烦,尤其是会避免对于施工工期的影响,确保桩基施工的顺利进行。
2.2、正确的施工顺序
在施工过程中坚持科学正确的施工顺序不仅能够降低工作难度,还会大大减少事故的发生。在制定施工方案时要综合考虑实际情况,条件允许时尽量选择先浅后深的施工顺序。因为,大多数情况下,桩孔越深,施工难度会随之增加,选择先完成浅层的桩孔施工不仅能够加固上部土层的稳定性,还能降低深孔施工时候的压力。如果在有动水压力或者在含水层进行施工,则先考虑迎水部位的桩孔施工。这部分桩孔混凝土护壁完成后,可保留少量桩孔先不浇筑桩身混凝土,而作为排水井,以方便其它孔位的施工,从而保证了桩孔的施工速度和成孔质量。
2.3、建筑工程桩基工程施工阶段的技术要点控制
2.3.1、预制桩施工技术
在预制桩桩基施工工艺中,我们需要重点关注的工艺过程要点有两个:一是对于沉桩高方式的选择至关重要,直接关系着预制桩的质量,对于预制桩沉桩工艺过程有多种方法,比如水射法、击打法、静压法和振动法等,这些方法各有优缺点,且适合的施工环境地质条件各不相同。因此,我们在选择沉桩工艺方法时,要结合施工现场的具体情况,做出恰当的选择,以达到施工质量控制的最佳效果;二是对于预制桩施工过程需要用到浇筑工艺,浇筑工艺过程质量对于预制桩桩基质量也有着直接的影响。在浇筑工艺施工过程中,我们要时刻关注着浇筑过程的持续性,并且要恰当合理的设计保护层,确保保护层参数设置在25米左右,以满足施工质量要求。
2.3.2、灌注桩施工技术
灌注桩桩基施工工艺是比较复杂的,具体来看,灌注桩桩基施工工艺主要和混凝土施工存在密切关系。所以我们要严格混凝土施工操作程序,确保混凝土施工质量,进而就可以在很大程度上确保灌注桩桩基施工质量。除此之外,对于灌注桩桩基施工工艺中的成孔操作也需要我们重点关注,在当前我国具体施工过程中主要使用的成孔操作方式有四种,即干作业成孔;泥浆护壁成孔;沉管成孔和冲击成孔。其中干作业成孔又可以细分为机械钻孔和人工挖孔两种方式。对于这四种成孔方式来说,特点各异,具体的施工程序和施工优缺点也各不相同,在具体的成孔操作中需要我们根据现场成孔的具体要求进行恰当选择,比如对于一些施工现场多为粘性土或者淤泥土的情况就应该选择泥浆护壁成孔方式进行成孔操作。
3、加强建筑工程桩基管理
桩基础施工的前期最重要的技术资料就是工程地质勘察报告,工程地质勘察报告的质量需要建设单位的协助。当建筑施工企业在桩基施工过程当中,如有发现工程地质情况与工程勘察地质报告不相符时,应立即与建设、勘察、设计、监理等单位取得联系,共同探讨并采取相应的措施进行处理。针对桩基工程施工人员综合素质较差这一问题,一方面,施工企业必须选择专业的,有资质的施工队伍,这是保证桩基工程质量的最基本条件;另一方面,施工企业要定期对施工队伍进行培训和考核,淘汰不符合要求的施工人。同时,不定期的抽查和对员工进行思想政治的理论培训,提升员工的自我素质,从而提高施工队伍的整体素质。此外,施工企业要建立完善的质量技术控制体系,严格按照标准化进行操作,这是桩基施工质量提高的保障。在施工过程中要及时的检修桩基施工设备,确保在施工过程中施工设备处于良好的运作状态。
总之,在现代建筑工程施工的过程中,桩基施工占据着更加重要的地位,高质量的桩基施工是确保建筑工程质量的重要基础,因此需要我们不断加强对其的研究,要提前做好地质勘查工作,以便于采取合理的桩基施工工艺,从而确保工程质量。
参考文献
高桩码头是码头建筑物的一种重要结构形式,在各种可以沉桩的地基中应用,尤其适应软土地基条件,所以不少内陆沿河地区逐渐建立起高桩码头。高桩码头一般包括上部结构、桩基、挡土结构和岸坡。在高桩码头的设计和施工过程中最为关键的便是其桩基部分的施工,高桩码头桩基,决定了一个码头的未来。它的制造、运输、设置沉桩的位置,还有一个临时的工作平台,都显得极为重要,稍有不慎,就会造成不可估量的损失。
一、桩基的定位
为了使桩基准确无误的放到预计好的位置,就必须在放桩基之前,运用基线进行设置点,以便于准确的走位工作能正常进行。其次,就是对于基线的要求,尽量避免与不平坦路面的接触,在一个地面平整的条件下,设置基线。基线尽量与码头上的中间线平行,或者垂直都可以。如果没有较好的参照物的话,可以去搭建一个临时的打桩平台,便于测量与施工。
二、沉桩步骤
沉桩,是整个高桩码头桩基建设最为重要的一部分,如果桩基建不好,面临的危险是无法预计的。沉桩的条件和质量受到很大的限制要求码头上的所有人在自然条件和桩基条件允许的情况,尽可能快的进行施工,一是为了提高工作效率,二是减少天气突然的转变所造成的工程实践推移和桩基的损坏程度。
(一)不同的环境采用不同的沉桩方法
环境不同,沉桩方法也不相同。沉桩方法随着科技的发展不断创新,但是并不是每一个都能适用所有环境。沉桩的方法需要工作人员对码头进行实地考察,加上精确测算才能确定。不同地形、风浪大小、水位高低、地质特点的等自然条件的不同,它们所要求的工程材料、设备和相应的技术以及时间的长短都不尽相同,工作人员必须要拿出多种方案进行比对划分,必要的时候还要进行试验才能下结论。
(二)沉桩要讲究先后顺序
合理的沉桩顺序对于施工的影响是很大的。因为水下沉桩和陆地不一样,水下沉桩需要考虑水对桩的压强,沉桩后水下面出现了多大的压力,桩周围又产生了多大压强,沉桩有没有偏移,每个桩之间的距离是多少,沉桩后水下的压强多久会消失,水下压强消失多长时间可以进行第二次沉桩,如果多船作业还需要考虑船的间距,每条船水下的锚会不会碰到桩以及船返回的路线会不会碰到下沉的桩等等问题。水下作业要求很高,不能马虎大意,稍有操作不当,都会酿成惨剧。
三、施工平台的作用
施工平台的搭设和用途,我们不言而喻。这样的平台搭设要求的地理环境很特殊。除了在陆地上,这种平台的搭设主要用于河岸附近或者陡峭的岩壁附近。这样的桩基平台,如何施工,选择什么样的施工方法,对于桩基的施工,显得很重要。这个时候,如果采取一般的平台进行搭设,工程量不仅大,而且所消耗的材料也越多,不切合实际。所以说,考虑到地理环境的不同,所设置的施工平台也不一样。根据不同的环境设置不同的平台,一方面减少材料的用量,另一方面就是高效的进行施工。
四、施工技术要点
(一)控制平台标高
施工中十分关键的步骤是对钢平台顶的标高进行精确的设定。假如顶标高的高度不足很容易在施工的灌注桩中由于河水水位上升而导致冲孔淹没,最终影响了桩基施工的质量;而如果顶标高的高度过大则一方面提升了平台搭设的工作量另一方面则提高了材料用量使施工的成本居高不下。
(二)控制支承桩平面
钢平台支承桩的设计也是工程中十分关键的一步,只有支撑桩平面设计具有足够的精度才更加有利于灌注桩钢护筒埋设的准确率。在钢护筒埋设操作中如果出现了较大的偏差,则难以使桩径偏差达到国标的要求。
(三)灌注桩的施工控制
在灌注桩施工过程中,首先加强对护筒沉放的控制,利用前方直角的交会,强化对桩位的控制,以满足规范要求。在沉放过程中,利用垂球检测护筒的垂直度变化状况,并及时调整偏差。在灌注桩的钻孔过程中,应确保钻机和护筒的中心线处于同一条直线中,成孔后需进行沉渣厚度和泥浆比重的检测试验,试验合格后再安装钢筋骨架。一般采取导管法完成灌注桩的混凝土浇筑,对首罐混凝土量实行精准测量,确保连续浇灌,避免出现断桩现象。
(四)冲击成孔
在冲孔的时候要,每冲击1~2m,就要及时的清除孔里留下的残渣,直到达到预计的深度,中间还要及时的补浆。平均每冲击l~2m,要对成孔的垂直程度检查一次,要是碰到孔塌、孔斜或护筒四面流浆时,要及时停止操作,必须采取有效的措施进行补救然后再开始施工。
(五)加强PHC桩的预制质量
PHC 桩相比钢管桩在造价上优势明显,但 PHC 桩抗超载能力较弱,穿透下卧硬土层能力较弱,桩身易开裂。因此大直径 PHC 桩在南方应用较广。对于PHC 桩,应加强管桩预制的养护措施,降低脆性。PHC 桩预制除满足 C80F300 混凝土各项参数要求外,桩身混凝土劈裂抗拉强度不小于 5.0MPa,预制桩出厂前必须分批次抽样进行检测,每批次不超过 10根桩。凡抽样检查不合格,均不得用于工程施工当中。
(六)质量检测
在工程施工完成后,施工企业需要切实做好自检工作,针对码头桩基施工中容易出现质量问题的位置,进行全面细致地检查,以便及时发现工程中存在的质量隐患,并及时进行处理。在进行质量检测时,对桩基的质量检测具体包括质量检测和承载力检测,应该先进行质量检测后进行承载力检测。 对于加固补强后的桩基,需采用适合的试验方法检测其是否达到设计要求。同时,监理单位要做好工程验收工作,对于分项工程要加强质量监督,确定合格后才能开展后续施工。
五、结束语
高桩码头桩基的建设,可以看出码头的繁华程度和经济水平。材料的选择,工期的长短,效率的高低,技术的要求,缜密的规划,主要这些前期工作准备充分,后期工作开展起来都会方便很多,即使中间出现一些差错,但是由于前期工作准备的缜密, 工作人员也可以在短时间内修复出现失误的地方,也不至于重新研究,延长工期。只要一切尽在掌握之中,再大再难的高桩码头的桩基施工,都会迎刃而解。
中图分类号:TU997 文献标识码:A
1、前言
随着我国社会经济的发展,我国的公路建设规模越来越大,其中,桥梁建设上也取得了不错的成果,施工技术越来越成熟。桥梁的下部结构中大都采用了桩基形式,它的质量和桥梁的安全性和承载能力有着非常重要的关系。
2、工程概况
本市政桥梁工程的主桥有着500 米长,宽在30 米左右,高在10 米左右;而引桥的长度则有950 米,宽在8 米左右,高度是5 米;中桥的长度是70 米,宽是11 米,高度在12 米左右;桩基础采用的钻孔灌注桩,一共使用了121 根,有效长度在50 米;桩基的地质条件是下面的是花岗岩石,上面的是砂、砂砾以及亚麻土等等。
3、桩基施工的准备阶段监理要点
由于桩基的质量受到多方面的影响,作为监理工程师必须在施工前做出充分的准备,并且认真做好以下工作。
3.1.审查施工设计图纸
在桩基施工前,监理工程师必须应认真审查施工设计图纸,必须熟悉有关桩基施工处的地质水文情况、桩基的各项特性(桩径、桩基种类、桩底沉淀厚度、桩基配筋等)。此外还要对桩基的构造概况进行了解分析,认真审查设计图纸中的尺寸、高程、钢筋总类数量是否有不当之处,若有应书面上报以消除质量隐患。
3.2.审批开工报告
施工前,必须要求施工方提交桩基施工开工报告,并且监理工程师认真审查,审查内容包括以下几项:
3.2.1分析桩基施工的施工技术方案是否合理。
3.2.2审查其施工进度安排是否符合总体进度计划要求,施工现场平面布置图是否合理、适用。
3.2.3检查施工材料的到场情况和检验报告,并检查混凝土水灰比、塌落度是否合理。
3.3.对施工机械设备的审验。
应现场核对施工单位的机械设备的数量、功率型号及完好情况,对其中工作能力和数量不能满足施工要求的设备应提出更换和要求增加,使工程所需的各种设备满足施工的要求。
3.4.对原材料的审查。
应现场调查其料源产地生产规模、生产能力、交通运输条件电力供应、产品质量等情况。同时依照施工规范要求的试验频率进行独立试验,对不合格的材料应坚决不予进场,对已进场的不合格材料应责令其清出场外,严把材料质量关。
3.5.施工放样是确保工程质量达到设计目的的关键工作,监理人员应经常检查施工单位的测量仪器的精度级别和工作状况,结合施工图纸及放样精度要求,对施工单位报验的测量结果进行认真审核。
3.6对施工人员进行分工和组织
在进行钻孔灌注桩施工之时,需要工程技术人员的数量是庞大的,因此在施工之前要对技术人的分工和配置进行检查,从而判断其合理性,与此同时,要对工人素质、机械操作手技能以及施工技术人员施工经验加以了解。
4、监理施工过程
4.1.埋设和安装护筒
一定要确保护筒安设是准确的,为了方便检查,可以在护筒边进行打骑马桩,然后用棉线拉直,桩位中心点就是相交点。在施工之前一定要对该点进行反复校正,从而确保骑马桩并未移位。
4.2.控制钻孔进度以及调整泥浆浓度
监理工程师在开钻之后要对钻机操作手进行指导,让其按照地层的不同来对钻进速度进行调整。在所遇的土层为较纯粘土层之时,要进行缓慢钻进,从而杜防糊粘状况的发生,假如施工时使用冲击锤则需减少冲程,将泥浆浓度适当降低,还可以换填砾石、砂;如果遇到砾石、卵石层,要将钻进速度减缓,不然很可能出现钻杆断裂的状况发生,在冲孔之时也要将速度减慢,同时减少扬程,从而杜防孔位偏差,与此同时要将泥浆浓度适当增大;假如在遭遇松散的流砂或粉砂土之时,要对进尺速度进行控制,使用浓度、胶体率和粘度较大的泥浆,在需要时掺入粘土和卵石,从而使护壁得以加强;假如在遭遇软硬底层之时,要将钻杆吊着以控制进尺,方便低速钻进。
4.3.监理清孔和终孔
假如孔位实际的地质状况满足设计图纸要求,可以按照设计来标高终孔;假如实际地质状况与设计图纸差别很大,作为监理一定要及时通知设计单位,从而对桩长进行变更。作为监理一定要认真对待嵌岩桩,并确保嵌岩桩的嵌入岩基深度。在终孔之后,要将实际孔深准确的测量出来,对孔位的平面偏差和垂直度进行检查,并将骑马桩处的标记做好,以便对钢筋笼位置进行控制。在终孔检查完毕之后,要立即进行清孔,从而避免由于时间停留过长而造成钻渣、泥浆沉积过多,最终导致清孔困难,甚至出现塌孔的状况。
4.4.制作与安放钢筋笼
在清孔完成之后,要立即进行钢筋笼的安放,在质量得到保证的前提下,尽量缩短时间,以便使孔底沉渣减少。在进行吊笼焊接时一定要对钢筋进行垂直焊接,从而确保能顺利进行落笼并不对孔壁泥浆层产生破坏。在落实完成之后,一定要将钢精笼牢牢固定,通常是把较粗钢筋焊接于护筒之上,以此来达到固定钢精笼的目的。
4.5.安装漏斗和导管
在落笼之后要对沉渣厚度进行再一次的检查,在合格之后,要立刻进行导管的安装。作为监理一定要对孔深和导管长度之间的关系有所了解,对孔底到导管底的距离加以明确,与此同时,要对导管接头的紧密性进行检查。除此之外,还要对导管间螺丝能否打开,有无严重锈蚀或砼块盖住进行检查。在施工之前要对漏斗的容积进行计算,看其能否满足第一批砼灌注之后导管的埋深。由于孔底可能会出现扩孔的情况,因此漏斗容积必须确保能让导管埋深一米。在进行漏斗的安装时,监理人员要对漏斗四周的光滑度进行检查,确保砼可以顺利滑下。也可以将少许的油涂于漏斗的四周,同时,要将隔水栓按桩号,并确保其不会漏
水。
4.6.灌注水下泵
在对水下砼进行灌注的全过程,作为监理一定要坚守岗位,对施工单位进行指挥,让其进行连续的施工,以便在最短的时间内将灌注任务完成。在灌注快结束时,因为孔内沉渣粘稠度会增加,并且导管内的砼桩高度会减小,因此极有可能出现砼上升困难的状况发生,此时监理要让施工单位不断朝孔内添水,从而对泥浆进行稀释。除此之外,在灌注完成之后,不能将导管迅速拔出,而要让操作手将导管慢慢提升出来,从而避免空心现象的出现。
5、桩基的检测及判断
显然,钻孔灌注桩的施工是难度较大的一项工作。作为施工监理,以前对桩基质量的判断,只能凭施工经验及主观的推断,因为水下的东西,完全看不见,桩基的质量确实难以下结论。现在随着科学技术的进步,桩基的检测手段十分丰富,为监理的工作带来了极大的方便。目前常用RS-1616K型动测仪对桩基进行小应变检测,十分有效。笔者认为施工单位若在地质复杂的地方进行钻孔灌注桩施工,最好是尽快完成第一根桩的施工,然后及时进行桩基检测,以便更好地判断施工方法的正确与否。在北镇马太堡大桥的监理中,就曾用Rs一1 61 6K型动测仪对2—1#桩进行小应变检测,发现标高一6.5m的位置严重缩径,查看
施工图纸后发现一6.5m处刚好是粘土与亚粘土之间的1.0m厚的砂砾夹层。估计成孔后,此段位置扩孔严重,灌注水下砼过程中当不断向上涌的砼到达宽窄交界的孔位时,砼向上的剪切力使窄处上面的部分孔壁及土层坍塌,加料时应停机加料,并注意提升速度,防止因提升过高而出现断桩或缩径现象。后来对此桩按3个小孔抽芯,发现其中有一个孔在一6.0m~7.0m之间有粘土和砂砾,证明判断正确,该位置由于孔径的突变,施工时又没有采取有效防范措施,而导致孔壁塌坍。后来.对有此类砂砾夹层的桩,在夹层位置钢筋笼外用铁皮制作护套,护套长2.0m,这样在灌注水下砼时,就没有出现塌孔现象。经RS—l6l6K型动测仪检测,波形正常,质量合格。所以监理要充分利用检测手段,一方面可以控制工程质量,另一方面可以发现问题,以便采取有效的措施,保证钻孔灌桩的施工质量。
6、提高灌注桩施工质量的措施
6.1.提高混凝土的强度
混凝土强度必须满足桩的结构设计要求,应根据施工单位的技术水平和工艺水平,适当提高灌注桩的混凝土施工配制强度。
6.2.缩短成孔、成桩时间
成孔过程中,无论采用干作业的人工成孔还是有湿作业的机械成孔,应注意控制成孔时间。对于机械成孔,应正反循环交替使用。不同地层采用不同方法成孔,加强施工组织管理,合理选择钻进参数。混凝土浇灌应采用连续浇注的方法,将泥浆在孔中停留时间控制在5小时内,尽量减小泥皮厚度。
6.3.提高混凝土的浇注质量
泥浆密度过低易引起塌孔,反之会引起孔壁泥皮厚度过大,因此一般在钻孔过程中泥浆相对密度宜控制在1.10~1.25之间,两次清渣时宜控制在1.10—1.18之间。要加强对混凝土的浇注管理,严格按照工艺要求进行震捣,确保混凝士的密实度。
7、结语
在桥梁施工的监理过程中,监理者必须要掌握过硬的施工技术,拥有丰富的监理经验,同时还要具备认真、细心、负责的态度以及亲历亲为的工作作风,只有这样才能保证桥梁桩基施工的质量和安全。
参考文献
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
每一项工程建设、每一个作业场所,都有安全隐患存在,桩基施工也不例外,如何消除这些隐患,避免事故发生。需要根据现场条件、环境、 设备等综合因素采取针对性的预防措施。随着桩基础机械施工技术科技含量的不断提升,基础机械施工安全管理也会与时俱进,不断创新,确保桩基施工安全生产。
一、桩基施工的安全隐患与原因分析
1、触电
因电缆线老化、破皮、漏电保护器失灵、无接零(接地)保护, 金属导电物件破坏电缆线, 起吊靠近或经过现场的外电线路没有或缺少防护, 特殊场所没有使用安全电压, 雷击等因素, 造成各类电器设备对人体的直接或间接电击(触电)。
2、物体打击
搬运或起吊预制桩、桩工机械设备、工具、材料及施工过程中因系统失灵、操作失误、违章指挥、违章作业、抢插器具等不安全因素对人体各部位造成的伤害。
3、机械伤害
各类桩工机械设备外露转动轴、叶轮、皮带与钢丝绳等部分无防护罩或有防护罩不牢固不合格等不安全因素对人体各部位造成的伤害。
4、高处坠落
在高度2m 的机架上施工, 因防护不周, 从高处坠落造成对人的伤害。
5、坍塌
基坑开挖过程中因支护结构(方案) 设计不合理与施工质量不合格引起支护结构失稳, 人工挖孔桩施工中因地层软塑、流砂、破碎松散等原因护壁不及时不合格, 清理浅部桩孔中障碍物无安全防护等因素, 造成的坍塌对人体各部位的伤害。
6、其它
因地面松散、承载力不足或枕木放置不合理不牢固造成桩机(架)失稳倾倒; 因使用电器、电气焊、吸烟和烧饭操作不当或失误造成火灾; 人工挖孔桩施工孔内有害气体或食物中毒; 场内进出车辆因操作失误或超速等造成对人体的伤害, 同一现场内同时有2家以上单位交叉作业因他方原因造成对本单位人员的伤害。
二、桩基工程施工安全预防措施的实施
1、 安全生产责任制
桩基工程项目应根据工程特点、 施工工艺、 劳动组织和作业环境制定可行的安全技术措施实施方案和检查方案, 落实安全生产责任制,安全职责包括总经理、 项目经理( 工地负责人)、 安全员、 班组长、 生产工人等的安全职责。
2、 桩基现场安全生产
(1) 桩基施工安全教育的要求
除进行常规的安全教育之外, 对采用新型钻探技术、 新型钻探设备施工和调换工作岗位时, 须要进行专门的安全教育,未经安全教育培训的人员不得上岗操作。
(2)桩基工程现场安全生产实施细则
( a) 钻探作业应严格遵守《钻探安全规程》 ; 施工前必须认真查看施工区的状况, 实行“看上问下”制, 即上空有无高压电线和其他障碍物, 地下有无电力电信电缆、 煤气管道和输水、 油、 气管道, 在未查明情况时不得施工; 钻机在场内整体移动时, 必须有专人负责指挥, 防止钻塔倾倒和滚杠伤人,车装钻机移动时应放倒钻塔;在雨季山地施工时应避开可能发生山体塌方和泥石流的危险地段。
( b)钻机作业人员必须是身体健康的青壮年, 每班作业人员不得少于三人,严格按照作业流程施工。司钻不准随便交刹把,处理复杂情况和处理事故必须由司钻亲自操作, 大钩悬有钻具时司钻不得离开刹把,长时间离开必须将钻具坐放在转盘上,短时间离开要有重物压牢刹把; 大钩带有负荷时不得调节刹车丝杠, 维修或保养钻机、 变速箱、 转盘、 离合器等设备必须停车进行; 刹车鼓发热时不得用水浇, 刹车鼓与刹车带之间不得侵入油脂; 操作升降机之前, 要严格检查制动及提引装置是否灵活可靠, 下钻操作应平稳。用转盘卸扣时,操作人员应站在转盘以外的安全地带; 禁止向悬转的钻具上打大钳,禁止大钳没有摘掉时提放钻具或旋转钻具;向旋转的方钻杆上抹油的刷子, 不得用金属柄和过长棕毛;严禁在转盘旋转时用撬杠撬大方瓦或方补心; 严禁使用转盘冲扣;开车前应通知井口人员; 放大小卡瓦时, 钻机操作者应把变速手把置于空档位置,严禁在取放大小卡瓦时进行变速和升降机回绳;拧卸钻具时大小卡瓦应安放周正, 以防甩出伤人或掉入井内造成事故。开泵应检查管线、 阀门等, 确认其畅通后方可开泵。应定期检查钻塔各部位, 如天车、 游动滑轮、 钢丝绳、 绳卡等,发现问题及时处理。
( c) 钻机危险部位和工作场所应设醒目的安全标志或警示牌。塔上作业必须系安全带,龙门塔和人字塔在拉起或放倒时,下方不准站人; 塔上作业应穿防滑工作鞋, 不准穿塑料底鞋、 带钉子的鞋或赤脚在塔上作业。高空作业人员兜内不准装物品上钻塔。高空作业使用的工具和其他器具要用绳子或铅丝系牢,防止掉落。
( d)成孔采用优质膨润土制作泥浆,泥浆面应高于地下水位 1m 以上并不低于护筒顶面 0. 2m, 保持液面高度, 维护孔壁稳定,防止坍塌。
( e) 钢筋笼制作、 安装设计。制作钢筋笼应保证其在起吊过程中具有足够的刚性,所有钢筋连接处均应采取焊接或用卡子连接。拉直钢筋时, 卡头要卡牢, 地锚结实牢固。拉筋沿线 2m 范围内禁止通行。使用人工绞磨拉直钢筋时不准用胸、 肚接触推杆,并缓慢松解,不得一次松开。使用钢筋机械要有专人操作,以防机械伤人和触电事故; 吊装钢筋笼前,应先清场。采用两台吊车同时起吊时要认真检查吊点和吊具,特别对钢丝绳, 确认合格后方可起吊。为保证钢筋笼不变形,宜用两点或三点起吊法, 不准在地面拖拉, 不准有人骑在钢筋笼的上方扶持。钢筋笼起吊途中, 钢筋笼倾倒范围内严禁站人。起吊时, 钢筋笼下端应系上拖绳以人力操纵, 防止起吊后在空中摆动。下放钢筋笼时应吊直扶稳, 缓缓下放,避免碰撞孔壁。遇阻时禁止盲目冲墩。禁止人员爬到钢筋笼上踩,以防钢筋笼突然下沉伤人。
( f) 混凝土灌注:灌浆台安置要水平、 牢固。挂桨台上方的开斗人员的位置应面向吊机方位, 以便于观察; 提升灌浆导管应平稳缓慢,所用夹板应与灌注管尺寸匹配, 在确认各连接部位连接好后方可松开夹板,严禁灌注管没有连接好就松开夹板;起拔护筒时, 指挥人员必须离开孔口到安全处, 方可指挥吊车起拔;灌注机具在运输装卸中, 禁止猛墩猛摔, 长途运输时灌浆导管应捆绑固定牢固, 其上方不得装载重物;下导管前应检查:导管密封圈有无损坏,管内有无结块,各焊缝连接处有无裂纹,导管有无弯折, 丝扣是否完好, 有以上情况之一者严禁下入孔内; 如遇卡管、 堵管应采用相应的工具疏通,慎用大锤敲击导管, 禁止强力起拔孔内导管。
( g) 使用旋挖钻机、 挖掘机、 装载机、 吊车、 运输机车等设备时,其施工半径范围内, 严禁站人, 且须有专人指挥方可开始施工,必须注意不得碰、 压电缆(线) 及测量标志; 起吊物件所用钢丝绳应符合有关安全操作规程规定, 必须根据用途合理选用其形式、 规格和强度。
(3)施工机械及各工种安全技术措施
对桩基工程中所用到的各种施工机械、 各种机动车辆、各工种均要制定其操作规程,严格按规程施工。
3、 安全技术交底
(1) 安全技术交底的基本要求:桩基项目经理部必须实行逐级安全技术交底制度,纵向延伸到班组全体作业人员; 技术交底必须具体、 明确, 针对性强;技术交底的内容应针对分部分项工程施工中给作业人员带来的潜在危害和存在问题; 应优先采用新的安全技术措施;应将工程概况、 施工方法、 施工程序、 安全技术措施等向工长、 班组长进行详细交底; 定期向由两个以上作业队和多工种进行交叉施工的作业队伍进行书面交底;保持书面安全技术交底签字记录。
(2) 安全技术交底主要内容:本桩基工程项目的施工作业特点和危险点; 针对危险点的具体预防措施;应注意的安全事项; 相应的安全操作规程和标准; 发生事故后应及时采取的避难和急救措施。
参考文献:
一、桩基施工的设计
1、在桩基的选取上影响因素
通常在施工时要根据施工地的地质条件进行桩基的选择,根据土层的特点来进行桩型的选取,当场地存在硬土层时,为了保证可以穿过该土层,应该优先考虑钻孔桩,如果场地是淤泥质土层时,可以考虑预制桩,由于这类预制型桩的当下应用的广泛性以及效果和施工技艺的成熟,所以很常用,如果在强度比较高的硬粘性土或者是砂层不太厚,地下水位还比较低的情况下,可以采用人工形式的挖空桩,另外除了土质影响桩基的选择之外,持力层岩性的风化的程度也是一个重要的影响因素。
2、在进行桩基的选择上也要考虑到上部结构的负荷力度
在施工前,施工设计人员要根据建筑物的负载情况计算出单桩承受的最大压力,选择合适的桩基。如果不进行计算而随便使用桩基,桩基的承载力过大会导致桩长和桩径过长,造成资源的浪费,成本增加;如果桩基的承载力过小会造成桩基的数量增多,而且无法发挥其作用,还会引起桩基的压屈失稳,造成投资的增加。
3、要合理的安排施工的顺序
合理的安排施工顺序能让施工的难度大大降低,同时还能提升施工质量。在施工中,要根据实际情况合理安排工序,进行桩孔的施工时,要先浅后深,因为较浅的孔施工难度较小,施工完毕后也会对上面的桩孔进行固定,有助于对深孔的施工。在含水的土层或者有流水压力的土层施工时,要先外而内,先对的桩孔进行施工,其它的桩孔作为排水井,然后处理剩余桩孔,最后在桩身进行混凝土的浇筑。
二、桩基础设计施工出现的问题与解决策略
1、桩基达到其极限承载力而无法压至设计标高
目前的桩基础设计过程,往往受到时间的约束。首先根据地质报告提供的参数确定单桩承载力设计值,根据这个估算直接进行桩基础设计并施工,等工程桩施工结束后再挑选试桩进行静载荷试验。这个过程相当的不科学,如果结果符合估算要求,则皆大欢喜,否则因工程已施工完毕补桩也会很困难,且有时因地质报告有出入会给施工中带来相当的不便。因此我们必须先做试桩以确定其合理的桩长及承载力,从施工措施上去解决。首先是必须制定合理的施工顺序,譬如说跳打,使先期施工的桩产生的水压力消散后再施工下一根桩;其次对静力压桩来说必须选择有足够压桩力的施工机械,要避免抬机等现象出现;另外可以采取引孔,设置排水孔等措施尽量减少空隙水压力。当然压桩时必须注意压桩力应控制在桩身极限强度范围以内,且应注意压桩挤土作用对周边建筑物的影响。
2、沉降计算
建筑物对沉降差和沉降反应比较敏感,因此规范GB5007-2002第3.0.2条、第5.3.10条、第8.5.10条对沉降计算进行了严格的界定,但由于沉降计算方法和土工参数的准确测定目前还不完善,因此设计中不可避免地存在不少问题如:摩擦型桩未进行沉降计算违反了GB50007-2002第8.5.10条;高层基础与裙楼基础未设置沉降缝,未采取有效措施减少差异沉降及影响,违反了JGJ3-2002第12.1.8条规定;在同一整体大面积基础上建有多栋高层和低层建筑,未按GB50007-2002第5.3.10条规定进行变形计算;同一结构单元采用了不同的基础形式,未进行沉降计算,违反GB50011-2001第3.3.4条;同一结构单元部分用天然地基部分用桩基,不符合GB50011-2001第3.3.4条,未进行沉降差计算,不满足GB50007-2002第5.3.4条。
3、桩的长细比
在桩基设计时,合理的选择桩型和桩长能降低施工成本,提高桩基施工质量。在一些工程中,设计者仍然用长细比来控制桩长,造成了材料的浪费。长细比是在施工条件的限制下,保证桩身不会因为压力过大而失去稳定性。因为端承桩有一层质地较为坚硬,而且不易变形的持力层,在桩顶竖向荷载的作用下,如果桩身过于细长,那么就会像压杆一样失去稳定性,产生断裂。对于摩擦型桩,桩身会随着作用力的加大而产生沉降,不会发生弯曲或者失稳的现象,所以不需要受到长细比的限制。在实际应用中,应根据具体情况,结合当地地震的发生状况,确定是否在施工中考虑桩的长细比。
4、桩间距
为了避免挤土效应对成桩质量的影响,设计中应控制桩间距在允许范围之内。设计中存在的问题如:某工程项目大部分预应力管桩桩距不满足DB32/112-95第9.6.8条,尤其02栋B-D/2-5轴间桩距过小,考虑到施工的实际情况,采用跳打方式不是解决问题的最佳途径,首先应考虑调整布桩。某工程有部分桩间距不能满足JGJ94-94第3.2.3.1条;某工程01栋与05栋间二排桩之间桩间距不足;某项目采用的"A"型压桩,根据97G3611图集说明,应用"B"型,相邻挖孔桩扩大头净距小于1m,违反GB50007-2002第8.5.2.1条等。
5、关于桩基竖向偏差的控制和处理
根据JGJ94-94第7.4.12条我们控制桩顶标高的允许偏差为-50~+100mm,但实际施工中偏差这么大将引起繁重的施工任务及损失。当桩顶标高高于设计标高,则需要劈桩,特别针对于预应力管桩等空心桩来说,桩顶有桩帽劈桩既困难又不经济;而当桩顶标高低于设计标高时,又需要补桩头,这既影响工期又浪费金钱。这就要求施工单位在施工过程中必须严格控制桩顶标高,尽可能地使工程桩标高同设计一致,特别是施工过程中必须考虑到桩在卸载后的回降量,否则不加考虑则每根桩都将高于设计标高。而我们设计人员在设计过程中对施工误差亦应有所考虑,笔者建议针对目前的施工质量,设计中可以考虑2mm左右的偏差容许,这样就可以免除大量小偏差桩的劈桩,这在实践工程中具有相当的可操作性,避免了大量不必要的工作。
三、桩基施工控制的相关内容
施工人员是桩基施工的最重要因素,因此加强对施工人员的控制,为工程质量能提供可靠的保证。在施工前要对施工人员进行相关素质和技能的培训,提高他们对工程的责任感和技术的熟练度。然后要仔细检查施工的机械是否符合工程标准,对其要进行定期的保养和修理。进入施工地点时,要有专门的监察人员对施工人员进行考核,对不符合要求的员工进行更换。技术小组要检查施工机械的状况,确保其在施工期间能正常工作。
其次,要对桩基成孔和清孔以及钢筋笼的制作和安装灌注等施工环节要严格的把关,在桩基的定位方面,承包者在查看完施工图之后,进行定位放线之后,要报告给负责测量监理的工程师进行检查,在确定测量结果同工图相吻合后开机钻孔,在钻孔的检查方面,钻孔的过程要保证检泥浆的浓度,避免塌孔,同时要检查桩孔的垂直度,桩孔的偏差,还需要保证对地质的情况的了解,注意其和地质勘探结果的吻合程度,做到具体情况具体分析,发现问题解决问题。钻孔机器在进入到设计标高或者遇到突变的地质需要终孔时,设计方的代表同桥梁监理工程师以及承包方的技术相关负责人应该赶到现场进行地质情况的确认,确保进尺的深度是否能够满足设计的需求,再达成是否应该终孔的协议。与此同时,还要检查桩孔的孔径和中心的位置以及相应的桩身倾斜度。
最后,要用科学的方法对桩基的质量进行检测,只有检测合格的桩基,才能起到保持建筑物稳定的功效。最常用的检测方法是:反射波法、超声波透射法和抽芯法。其中,反射波法和超声波透射法能在不破坏桩基的情况下,对其进行检测,是广受好评的检测方法。完成相应的工程进度后,要经常对相应的工序进行检测,以便进行及时的修整。
四、小结
本文讨论了在桩基施工中如何对施工人员、施工技术进行有效的控制,以保证工程的质量。桩基施工是建筑施工的基础,桩基在建筑中起着承上启下的作用,它承载着整个建筑的重量,维持整个建筑的稳定性,在承载过大时把压力传给土地,以免造成压屈失稳。所以设计人员在施工前要综合考虑各方面的因素,完善桩基的施工设计。施工中选择合适的桩基对减少施工成本,降低施工难度,提高施工质量有着巨大的作用。
参考文献:
[1]杨辉.探讨建筑土建施工过程中的质量控制措施[J].黑龙江科技信息.2015(11).
中图分类号:TU74文献标识码: A 文章编号:
一、岩溶地区桩基研究现状
岩溶地区桩基的设计理论与施工方法研究是现阶段桩基技术的一个特殊问题,也是当前桩基技术研究的热点之一。但从已有文献来看,岩溶地区桩基的设计理论、施工方法、检测方法研究还未形成一个较完整独立的体系,多数文献也只是涉及到部分内容。一些学者,在设计理论和计算方法方面进行了探讨,但他们的结论相差甚远,且在实际设计中,过于保守和过于冒进的两种倾向同时存在。
二、桥梁桩基施工技术注意问题
(1)对整个场地岩溶的发育规律、埋藏条件和岩溶的分布、形状、大小、延伸方向,基岩的完整性,风化程度、岩溶水和岩溶填充物等情况都要通过详细勘测彻底查明,设计时才能心中有数。其中,要特别注意场地内是否有大型溶洞,另外,应特别注意岩溶的主要延伸方向和路线,如果该路线上的溶洞、裂隙石芽分布最多,使岩体的承载力偏低。设计时,要加大这条路线上各桩的底面积,以提高桩的承载力。成孔后做基岩检查时也要特别注意桩底岩溶发育情况。
(2)岩溶地区的桩基一般宜用钻孔桩或人工挖孔灌注桩。当单桩荷载较大且岩层埋深较浅时,宜采用嵌岩桩口。
(3)岩溶区桥梁桩基孔底施工检查时,应加布钻孔,桩径1.0m以下布置两个,1.0m以上应布置3个,呈正三角形分布。勘探孔深根据第三章研究结论,至少需在桩底以下3倍桩径且不少于3.0m,以保证在此范围内无软弱层、断裂带、溶洞分布,保证基岩的承载力和稳定性。
(4)桩端应力扩散范围内应无岩体凌空面,否则,应验算基底岩体向凌空面滑动、倾覆的可能性。
(5)因岩溶地基普遍存在溶蚀裂隙而使基岩不完整,将降低岩石的整体承载能力。设计时建议桩底面积在按国家规范公式计算的基础上增大10%~20%,以保证桩的承载力。
(6)若采用人工挖孔桩,宜采用钢筋混凝土护壁,因砖护壁在清爆溶洞或桩底岩石打风钻时易垮壁。
(7)嵌岩深度在可能条件下宜浅不宜深。嵌岩深度对于硬质岩石,宜控制在50±20cm,对于软质岩石,宜控制在80±20cm。否则井孔过深,劳动条件差,工作面狭窄,钻深十分困难,如采用爆破,对整个场地及桩本身都极有影响。根据规范:当岩面较为平整且上覆土层较厚时,嵌岩深度宜采用不小于0.2m。岩溶区桩基承载力取决于三个方面:1)桩本身的材料强度;2)岩土层的支承能力;3)上部结构的容许变形值。
三、岩溶区桩基施工步骤
3.1桩型、桩长和截面尺寸的选择
充分掌握现场地质条件,并考虑到打桩设备、施工条件等因素,合理选择桩型。通常岩溶区桥梁桩基优先考虑钻(冲)孔灌注桩和人工挖孔桩两类桩型,如果地下水位较低,施工排水方便且对周围环境无较大影响时,可优先考虑人工挖孔桩。桩长主要取决于桩端持力层的选择。岩溶区桥梁桩基一般应嵌岩,但嵌岩深度也不宜过深。桩截面尺寸可根据所选用桩型的施工要求大致确定,并初步确定承台底面标高。
3.2桩数确定及桩位布置
(1)桩的根数
n≥
式中:F为作用在桩基上的竖向力设计值,kN;
G为承台及承台上土的重力,kN;
R为单桩竖向承载力设计值,kN。
偏心受压时,对于偏心距固定的桩基,如果桩的布置使得群桩横截面与荷载合力作用点重合时,桩数仍按以上公式确定。否则,应将上式所求桩数增加10%~20%,所选桩数是否合适,尚须待验算各桩受力后决定。考虑承受水平荷载计算时,可粗略地以各桩水平承载力之和作为桩基的水平承载力。两者结果取大值作为初定的桩数。
(2)桩中心距
桩的间距过大,承台体积增加,造价提高;间距过小,桩的承载力不能充分发挥,而且给施工造成困难。一般岩溶区桥梁桩基对于不扩底钻、挖孔灌注桩,其中心距可取2.5d;对于扩底钻、挖孔灌注桩,其中心距取1.5D。(d为桩身设计直径;D为扩大端设计直径)。
(3)桩位布置
桩在平面内可布置成方形、三角形或梅花形。为使桩基中各桩受力均匀,布置时应尽可能使上部荷载的中心与桩群的横截面形心重合或接近。
3.3桩端基岩稳定性验算
对岩溶区桥梁桩基,桩端基岩安全厚度为3倍桩径且不小于3.0m,但对于水平尺寸较大的溶洞,应进行抗弯强度验算。另外,对于在桩端应力范围内基岩存在凌空面时,应验算其向凌空面滑移及倾覆的可能性。
四、岩溶区桥梁桩基特殊施工技术
4.1“吊篮式结构”加固法
在岩溶区桥梁桩基设计中,若持力层中存在较大溶洞,但挖孔桩或钻孔桩全部穿越此溶洞又非常困难时,可采用Sliwinski和Fleming(1984)等人提出的“吊篮式结构”。其方法是在判断可能有岩溶空穴处,钻(或挖)孔并放入钢筋笼,桩的坡脚段长为600~800mm,然后放置吊篮。吊篮上设有二根直径300mm的管子,吊篮内装有粗砂砾(起着灌浆成形和分配压力的作用)。然后浇筑混凝土并抽去吊篮,再在每个管子位置钻孔并至少达到岩溶空穴下面1.00m深处。再在从钻孔底部到桩坡脚以上至少1.00m处放置一个带帆布模套的圈梁,接着灌浆和浇筑混凝土,同时使空腔内的模套充气直至直径约为600mm。模套起着围封的作用,以防止浆液漫流。
4.2 桩底及桩侧后压桨
桩底及桩侧后压浆技术是中国建筑科学研究院地基研究所于1993年、1994年开发出的桩基新技术,主要是为了弥补严重削弱泥浆护壁灌注桩承载力的桩底沉渣及桩侧泥皮的缺陷,可大幅度提高承载力。这种桩基新技术应用于岩溶区桩基设计与施工,可以处理桩端持力层岩溶较为发育且存在局部溶隙的情况。对于岩溶地区桩基设计可采用如下作法:在挖孔桩或灌注桩施工中,在桩身钢筋笼内设置两根直径20mm的注浆钢管,直通桩底,与桩底径同径隔离钢板相通,在桩底混凝土达到50%强度后,用泥浆泵通过注浆管向桩底压入水泥浆或水泥砂浆。压浆充填钢板下的空间以及桩周空隙而使桩底形成包裹式扩大头,使扩大头抗压与抗剪切强度提高。且应压浆渗入岩溶裂隙后,持力层基岩得到加固。
4.3 钢管桩的处理