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新时期高速公路桥梁桩基施工要点研究宫志颖

发表时间：2021/6/4 来源：《基层建设》2021年第2期作者：宫志颖

[导读] 摘要：桩基础以其承载力高、适用范围广、稳定性强等特点在高速公路桥梁中广泛采用，但是，在其施工过程中，还存在一些问题，本文基于工程实例，主要对高速公路桥梁桩基施工要点进行全面的剖析，希望能有一定的借鉴作用。

        安徽省公路桥梁工程有限公司安徽合肥 230031
        摘要：桩基础以其承载力高、适用范围广、稳定性强等特点在高速公路桥梁中广泛采用，但是，在其施工过程中，还存在一些问题，本文基于工程实例，主要对高速公路桥梁桩基施工要点进行全面的剖析，希望能有一定的借鉴作用。
        关键词：高速公路；公路桥梁；桩基施工要点；
        1 桥梁桩基施工高质量的重要性
        在对桥梁施工的整个期间，桥梁桩基在桥梁中起到了非常重要的作用，更是桥梁工程里不可或缺的一部分，桥梁桩基承载着桥梁的自身负荷以及来往车辆的重力。只有通过确保桥梁桩基建设时的高质量、高效率，才能确保桥梁整体的稳固、延长桥梁的使用寿命。想要保证桥梁桩基的高质量实施，加强桥梁的稳定性和安全性，首先就要提高桥梁桩基施工的高质量，保证桥梁桩基施工的顺利进行。加强对桥梁桩基施工的控制力度，施工人员应了解施工的标准规范，然后严格地按照标准规范去进行施工，实现对桥梁桩基的全方位控制
        2 工程概况
        某高速公路是 7918 网中第四纵，高速公路 D10 合同段位于我市沙坝镇，地处岩溶地区，根据地钻勘探结果发现桥梁位于岩溶地区。单孔内溶洞最多高达 7 个，溶洞大部分为黏土半充填，桩基成孔施工难度大。高速公路 D10 标桥梁黄鸡设计直径较多，各种规格桩基涉及溶洞，设计桩长 10.00~51.54 m，混凝土标号为 C25。桥梁桩基础施工为隐蔽工程，处理方法不当会造成掉钻、梅花桩等事故发生。根据地勘报告资料，桥区地层地质有单个与多个溶洞串联，大部分地质由素填土、岩溶化石灰岩、弱风化石灰岩，瑞金八工排大桥岩体强度高。针对桥区溶洞多呈串珠型分布，从确保工程进度安全考虑，将溶洞桩基施工列为重点，组织技术人员研讨方案，邀请各方专家指导，处理溶洞采用片石加黏土回填的方法。由于溶洞桩基方案采用冲击钻成孔施工工艺，根据地质条件对溶洞、漏浆、流沙层等不良地质条件下钻孔桩采用不同施工方法。由于溶洞桩基施工具有复杂性等特点，溶洞处理中随时观察异常情况，安排多名专职技术人员观察泥浆中浮渣，充分准备片石等应急物质，及时解决现场出现的异常问题。
        3 高速公路桥梁桩基施工设计
        高速公路桥梁桩基设计主要包括嵌入深度与承载力性能问题。桩基承载力性能研究包括受力状态等方面，桩基承载性能研究方法主要有数值模拟法等，物理模拟法分为室内相似模拟实验、现场原位实验。综合分析桩基荷载传递性能，荷载由桩顶开始向下传递，桩侧摩阻力达到一定限度后荷载增加，桩端发挥作用承担增加荷载，见图 1。岩溶地区桩基受力状态特点为与多方面因素有关，如持力层性质及覆盖岩土性能等；桩身长径比超过 20，桩侧摩阻力较大；小于 20 时桩基受力由桩端岩层承受；相对桩基偏位、裂缝大小、顶板厚度等因素影响桩基的承载力。岩溶地区桥梁桩基设计应结合受力状态影响因素，提高桥梁桩基整体质量。桩基嵌入度不超过 0.5 m，需调整桩基承载力。无强制深度要求易造成成桩质量问题。专业人员对嵌入度理解存在差异，部分专业人员认为嵌入度为 3-7D 范围内可充分发挥桩基承载力。由于实验局限性结论不完善，部分人员提出桩基嵌入度不宜过大，增加桩基嵌入度桩基承载力提高不明显，会增加施工成本。

        图 1 桩基与岩溶顶板的作用系统
        4 岩溶地区桥梁桩基施工技术
        桥梁桩基施工关键技术包括准备环节，钻孔施工质量控制，钢筋制作与水下混凝土灌注施工。准备阶段施工主要包括平整场地、桩位测量、埋设护筒等。桥梁桩基施工前需要清理场地，清除现场障碍物，对场地进行硬化处理。施工场地处于深水地区需采用钢管桩施工平台法，平整场地要保证平台平整。平整场地后续测量桩位，采用方木桩对桩位中心识别，护桩埋设需要遵循科学原则，向桩中心外大于 50 cm 内设置，桩位测量中保证护桩顶面与平面持平。在埋设护筒时使用钢护筒，内径比钻头大 20 cm，根据施工现场土质确定护筒高度。安置中护筒顶高出地面 30 cm，护筒埋设中控制桩位中心偏差，护筒连接中避免出现缝隙。开孔前确定膨胀土基造浆黏土量，合理规划配料配置，泥浆比控制在 1.1~1.2，钻孔中及时清理大量上涌泥浆，要求钻孔前做好场地设施布置，在钻孔周围设置储浆池。钻孔施工质量控制主要针对主河道内桩基施工，孔口坍塌概率大，采用浆护筒长度加长办法，用优质土填充钻孔周围，增加钻孔水位高度，减小孔口坍塌概率。加强钻孔施工质量控制，施工中不得出现长时间间歇，对钻孔速度严格控制，见图 2。

              图 2 混凝土的护壁形式
        制作钢筋前需严格控制钢筋材质，根据具体长度确定制作钢筋笼方式。保证钢筋骨架刚度，便于钢筋笼吊运等工序不会在移动中出现松动情况。在骨架主筋上定位钢筋焊接，根据钢筋笼大小确定间隔位置，对钢筋笼分节起吊，清理施工现场杂物，迅速接长到设计深度，混凝土浇筑后解除钢筋笼固定设施。最后检查钢筋笼就位，修复固定稳定性。水下混凝土灌注前设立导管，使用法兰盘连接导管关节，使其满足水密要求，通过升降实验避免导管被卡问题。导管安装后检测孔底沉渣，发现厚度超过要求标准需要进行清除故障。水下混凝土灌注要测探孔底沉淀厚度，大于设计值需进行二次清孔。混凝土拌合需要采用自动拌合机，温度过低会导致混凝土拌合不均匀，温度过高会导致混凝土老化。避免反复加热与中断清孔，结合季节天气因素合理控制温度，充分发挥混凝土使用性能。在首批混凝土灌注中确保孔底到导管下口距离不超过 40 cm，计算水下混凝土灌注数量。需要注意工序的稳定性，缩短导管拆除时间。拆除导管中避免产生高压气囊，提升导管中保证位置居中，结合导管需要提升高度严格控制导管提升。需要将混凝土灌注到桩顶设计标高 1 m 以上，保证桩顶混凝土质量。
        结束语
        综上所述，桥梁桩基施工中受到地质条件等隐蔽性因素干扰，溶洞地区进行桥梁桩施工较为困难，如何对桩基质量有效控制尤为重要。高速公路桥梁桩施工要点包括泥浆制备、钢护筒制作、钻机就位等方面，岩溶地区地质情况复杂变化，施工企业要不断总结施工技术要点，提高公路桥梁桩基施工质量。要采取有效的桩基钻孔施工技术措施处理，掌握桩地质情况，控制好混凝土灌注施工，保证桩基钻孔施工质量。
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        [3]张晓原，杨奎.基于高速公路桥梁桩基施工及质量问题处理措施[J].交通世界，2020（30）：129-130.