摘 要:公路桥梁桩基施工一直被视作公路桥梁基础施工中的难点及重点内容。由于部分公路桥梁桩基施工涉及水下和地下环境,施工难度较大,且无法以相对直观的方式去监测工程施工的部分情况和施工进度,极易发生施工问题,阻碍项目进程。本文就公路桥梁桩基基础施工工程为主要研究点,分析其施工难点、常见事故以及相应的控制措施。
关键词:公路建设工程;桥梁桩基施工;事故应对措施
我国“十三五规划”中明确提到了关于全国公路建设的内容,将其作为一项重点建设工作进行,自此项规划提出以来,我国大多数省份及所属的市县基本上实现了全方位覆盖。经济发展新时期,国家对于一些公路等级较低的路段进行了重新规划、建设,重点将提升其使用能力作为工作目标。在公路桥梁桩基施工工程中,施工事故可能由多种因素引起,因此对其的预防及处理工作要落实到位,才能整体上提升公路桥梁建设工程的施工质量,确保其日后通行性能。
1 公路桥梁柱桩基工程概述及常见施工事故
1.1 公路桥梁桩基础工程概述
桥梁桩基础施工工程是山区公路桥梁建设工程中的关键部分,其质量很大程度上影响着后续公路建设情况及日后使用性能。此外,因为桩基施工工程存在较大的隐蔽性,因施工不利造成的工程返工问题也屡次发生,容易对企业在项目中的成本控制及经济收益产生消极影响,因此是施工企业非常关注的一项施工内容。
公路桥梁桩基础主要类型划分基于以下标准:①按数量划分:单桩、群桩;②按桩位所处位置划分:水下桩、水上桩;③按制桩方法划分:预制桩、灌注桩;④按使用功能划分:复合受荷桩、水平受荷桩、竖向抗拔桩以及抗压桩(较为常见);⑤按施工方式划分:人工挖孔桩、钻孔灌注桩。目前大部分公路桥梁工程为了减少人工失误以及控制施工进度,大多采用钻孔灌注的方式进行施工,这种方式多用于水下及渗水较多的各地质层中的桩基施工。
1.2 常见桩基施工问题
1.2.1 桩基成孔偏位事故
桩基挖孔的偏位事故主要包含钢筋笼定位、浮笼等问题,尤其是钢筋笼放置问题发生次数较多。钢筋笼施工是公路桥梁桩基施工(见图1)环节的“关键点”,其施工质量间接决定着公路桥梁桩基的结构水平。施工中,钢筋笼结构主要由水泥混凝土包裹,承受桩基基础的水平拉力。钢筋笼在吊入桩孔的过程中受各类因素影响,容易产生移位、浮笼、甚至变形现象,导致钢筋笼结构实际施工水平无法满足桥梁的承载力及设计要求,对公路桥施工质量产生较大的影响。例如,钻孔灌注桩施工中,放样位置及坐标点不准确、周围地层不均匀、存在异物等造成倾斜、焊接处理不当等因素造成的钢筋笼偏位、倾斜问题;人工挖孔桩施工中,护壁因素造成的钢筋笼定位不准问题;冲击桩施工中,施工地质地层状态因素导致的偏位、倾斜问题。此外,斜孔问题也是常见的偏位事故,由于钻头在钻孔过程中碰到硬度较高的硬石或岩层后,钻头承担了余外的外力作用,导致钻杆产生挠度,最终导致钻孔形成偏移。
图1 公路桥梁桩基施工流程示意图
1.2.2 钢护筒变形问题
在对公路桥梁桩基进行钻孔作业时,工程本身结构极易受到负责的地下地质环境影响,在出现外力作用影响或是失稳情况时,就会造成桩孔坍塌问题。基于此,钢护筒就发挥了一定作用,施工单位利用此结构来对已被挖孔的桩基实施保护。但在实际施工中,钢护筒的保护作用也并不是万无一失的,可能受到一些因素影响而导致变形。例如,钢护筒厚度不够,碰到硬物头部发生变形;入土部分焊接力度不足,震动后加劲箍脱落发生变形;加劲箍安置不当发生变形,加大钢护筒入土难度造成变形。
1.2.3 断桩事故及原因分析
桩基基础施工中出现的断桩事故大多受到突发因素,如自然灾害、施工设备故障等的影响而出现。桩基在完成钻孔、钢筋笼安置等环节后,需要对桩基进行混凝土的浇筑,在浇筑过程中出现的突发问题则会导致浇筑中断,混凝土塌陷导致断桩事故的发生。另外,在钻孔灌注桩基施工中,断桩事故的发生也可由钢筋笼结构的焊接问题导致。如果钢筋笼焊接存在缺陷,钢筋在桩孔内部的焊接脱裂,导致钢筋插入管吊环内,则大概率会进一步导致断桩问题。
2 常见桩基施工事故处理措施分析
2.1 桩基成孔偏位问题的处理
桩基的偏位要多加注意,避免因偏位现象导致废桩问题出现。针对单排桩,偏位较小时可采用“系梁改承台”的方式将偏位桩基与墩柱衔接,加强衔接稳定性;偏位较大时,可适当增加单根桩基减小偏位误差。针对群桩偏位,若严重超出偏位允许范围,则利用扩大承台截面的方式转移荷载位。另外,钻孔灌注桩施工前,必须在桩基上安装钢筋笼,以保证桥梁桩基的稳定。在安装过程中,钢筋笼不能剧烈旋转,以避免因碰撞而产生变形、偏移问题。施工中注意施工技术及相关设备、钻头等工具的运用,避免出现技术问题。
2.2 钢护筒变形问题的处理
在钢护筒吊入桩孔前对其进行多次试验,分析数据,以确保在其在不变形或可承受变形范围内的情况下进行放置。施工前,要认真计算桩基与相应规格的钢护筒之间的契合程度,以保证钢护筒,尤其是第一节具备足够的强度和厚度,做好入土准备工作;其次,通过偏吸泥来调整钢筒放置的角度,或者通过抓斗的方式挖出多余积泥从而调整钢护筒位置,加宽与钢管桩之间的间隙,增强桩基的整体稳定性和垂直性;最后,加强钢护筒入土口的焊接力度,对加劲箍进行全面焊接,避免出现因焊接不当造成的变形。
2.3 桩基断桩问题的处理
针对断桩事故,首要的处理方式是加强混凝土浇筑质量。例如,水下桥梁桩基存在大量积水,所以对导管进水环节的勘察和分析是混凝土浇筑前的一个重点工作。一般来说,混凝土采用多次浇筑的形式(见图2),为排掉多余积水,在第一次进行混凝土浇筑后,需用吸泥将其冲洗干净在再进行二次浇筑。如有导管进水的现象出现,则需要拔出导管,然后用吸泥装置吸出混凝土浇筑的底部沉淀物。此外,导管的堵塞也会造成断桩问题,大多是由于柱塞原因,所以灌注不顺利。在这种情况下,必须先拔出导管,然后取出导管内的物体再进行浇筑,避免后期出现断桩问题。
图2 钻孔灌注桩浇筑施工示意图
3 总结
综上所述,公路桥梁桩基整体施工由于地理位置的限制不易对施工影响因素进行控制,而施工总体上对施工技术及各项统计参数的数据要求必须精湛、准确。因此,有关建设单位需在施工中加强对桩基施工方案的控制,积极制定有效的事故预防方案,出现文章所述施工事故则要及时采取措施,避免这些质量病害现象影响到后续工程建设,提升公路建设的有效性。
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