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  • 21点桥梁桩基础课设

    2020-01-11 13:10

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      桥梁桩基施工常见方法:一、工程概况火星北路浏阳河特大桥位于长沙市北部,自芙蓉区火星村跨越浏阳河至开福区鸭子铺。主桥为中承式类双层钢箱拱桥,上部结构:主拱为悬链线钢箱拱肋无绞结构,通过64根柔性吊杆,每一吊点采用双杆自主拱吊住16道钢箱型横梁,横梁间设4道钢箱型纵梁,桥面荷载通过钢筋混凝土双肋板梁结构传递给钢横梁;下部结构:拱桥两侧主承台为两个42.4*26.04*4.5的大体积钢筋混凝土承台,基础为钻孔灌注桩基础。共有桩长为59m,桩径为2m的桩60根,根据工程地质状况,决定采用φ200冲击钻机在枯水季节冲击成孔,钻孔过程中根据地质变化情况选择泥浆和冲程。二、冲击钻机成孔施工工艺流程该桥钻孔施工的工艺流程为:1.测量定位;2.加固钻机底座;3.埋设钢护筒;4.冲击钻机安装就位;5.冲击成孔;6.成孔检查;7.清孔;8.钢筋笼制作、21点。吊装、就位;9.二次清孔;10.灌注混凝土;11.待砼终凝后拔出钢护筒。(一)测量定位建立施工测量控制网,校核测量仪器,桩位放样座标、高程计算,根据测量控制网用全站仪定出桩位。(二)加固钻机底座桥位地势较平坦开阔,属冲积堆积区,砾岩裂隙较发育,局部溶蚀强烈,为岩溶发育区,由于地质情况复杂,因此在钻机就位前,对钻机底座进行支垫和加固,防止钻机在冲击成孔过程中下沉和倾斜。(三)埋设钢护筒为固定桩位,保护孔口不坍塌,保持孔内水头以维护孔壁,用10t振动锤将钢护筒压入,入土深度根据河床土质情况来确定,一般应埋入河床冲刷线m并穿过软土、粉沙层,钢护筒采用10mm厚的钢板卷制成筒状,直径为2.3m,护筒保证有足够的强度和刚度且不漏水。(四)冲击钻机安装就位钻机就位时,垫平钻机,保持平稳,严防在冲击过程中移位、沉陷;钻机就位后,进行桩位校核,保证就位准确。孔前除保证“三通”外,应储备一定数量的粘土、片石,以备调配泥浆比重,处理斜孔和穿越溶洞时使用。(五)冲击成孔开孔一般投入大比例粘土,造浓浆(相对密度1.4~1.6),采用小冲程进行底打紧击造孔,以上述方式穿过覆盖层、粉沙层2~4m后,再按正常的冲击成孔工艺成孔,钻进过程中要严密观察护筒内的水头,保持比施工水位高出1.5~2m,并派专人检查地质变化情况及泥浆指标。根据不同的地质状况调整不同指标的泥浆,当通过漂石层时,如表面不平整,应先投放粘土或小片石将表面垫平,再冲击钻进,防止发生斜孔、塌孔现象。冲锤击穿溶洞顶板后,无论溶洞是否填充、半填充、未填充,也无论是否漏浆,均向孔内投入片石,同时视情况亦可加适量3~5cm的碎石、袋装粘土和水泥,然后采用小冲程冲击,如此反复操作,达到挤塞溶洞通道、加固孔壁,以便顺利通过溶洞。为防止钻架使用时间过长,可能会产生位移;孔内有探头石,会造成偏孔,因此每个台班检查钻机不少于一次。(六)成孔检查当孔深达到设计要求后,应对孔深、孔径、垂直度进行终孔检查。检查方法是:用φ25的钢筋焊成直径为2m,长为9m的检孔器,吊入孔内直放到孔底检测,如检孔器放不到孔底,则说明桩孔有缩径或局部偏孔现象,在检孔器沉入孔底的过程中,根据悬挂着检孔器的钢丝绳的倾斜程度可判断孔壁是否倾斜:倾斜度用铅垂线、钢尺检测。(七)清孔当钻孔达到设计深度,经建设各责任主体方确认后,开始清孔。清孔采用换浆法进行,以已净化的、相对密度较低的泥浆压入,把相对密度较大的泥浆和悬浮钻渣换出孔外,保持孔内液面稳定,直到孔内泥浆的各项指标及沉渣厚度符合规范及设计要求为止。(八)钢筋笼的制作、吊装、就位钢筋笼就近成型。钢笼主筋搭接采用闪光对焊,箍筋与主筋采用点焊,主筋与加劲箍应100%焊接牢固。由于钢筋笼直径比较大,采用在钢筋笼加劲箍内加焊三角形撑,以加强钢筋笼结构的整体性,防止钢筋笼在吊装过程中变形。钢筋笼制作时安装声测管,声测管上下管口用木塞封口。在每个加劲箍外周焊接8个7cm厚钢筋笼保护层“耳环”,钢筋笼制作完成后,按程序通过验收后采用50T吊车吊放。钢筋笼采用分2段制作和吊装,两段钢筋笼的主筋错开搭接、焊接长度应符合设计、规范要求,三角形撑在钢筋笼下放过程中割除。导管的安装:导管直径为φ300mm,壁厚5mm,每节长2~5m,另配1m长导管各一节,接头由丝扣连接,并用橡胶圈密封。导管使用前经过接头抗拉试验和不小于孔内水深1.3倍的水密承压试验。混凝土灌注开始时,导管底部距孔底的距离约为40cm。(九)二次清孔钢笼安放完毕后,孔内泥浆各项指标、孔内沉渣如超出要求,应采用二次清孔方法,直到泥浆各项指标、沉渣符合要求为止。二次清孔后及时组织实施灌桩工作。(十)灌注水下混凝土各项准备工作完备,应及时组织实施灌桩工作,一般情况下,导管及漏斗、储料斗安装完毕,灌注工作随即开始,它包括两个部分:拌和及运输、现场浇注。混凝土的拌和主要控制配合比、拌和时间、坍落度、和易性等几个指标。施工时要根据设计配合比,材料当时的含水量调节成施工配合比,并依此认真计量,加强现场监督、现场检查并随机留取规定组数的试件。混凝土运输采用混凝土输送泵,混凝土的运输能力与拌和能力一样,要与灌注速度相适应,充分保证灌注工作的不间断。混凝土的现场灌注工作,安排有统一的指挥,且各工种分工明确,协调配合,快速连续施工,做好现场的各种有关记录,在施工过程中,注意下面几个关键问题:1.初灌时,一次性投料数量确保混凝土埋置导管大于1m,孔口自然返水,导管内与外部水隔绝,处于正常工作状态。尽量缩短导管拆卸时间,做好灌注记录。2.灌注过程中,根据操作进展,定时测量混凝土面高度,并与灌入的混凝土量的折算值相比较,以确定是否有坍孔等情况发生,以测定埋深来控制提升、拆卸导管,导管的埋置深度宜在2~6m,最小埋深大于2m,最大埋深不得大于6m,提升导管时,应轻提轻放,并尽量居中,垂直,以免挂笼、损坏或超提。注意导管是否漏水,渗水,发现问题及时处理。拆下的导管及时冲洗,检查,以利于再次使用。保证导管内混凝土上下连续,当含有空气时,后续混凝土要缓缓灌入,避免在导管内形成高压气囊,影响工程质量。3.导管外混凝土上升过程中,对钢筋笼有向上的浮力,要采取适当的措施加以避免,比如,在钢筋笼顶部适当加压;当孔内混凝土顶面距钢筋笼底部约1m时,降低混凝土的灌注速度等。4.灌注后期接近桩顶时,要尽量做到混凝土落差在6m以上,以增加混凝土下落的冲击力。因为此时导管外泥浆稠度增加,比重增大,上升阻力也大,且混凝土落差已相对减小很多,容易出现顶升困难。为此,可向孔内加水稀释泥浆,掏出部分沉淀物,必要时可适当小幅转动提放导管。最后的测深工作尤其要细、认真,充分考虑浮浆及混合杂物的厚度,确保有效的桩顶标高。5.在施工中,做好原始数据的记录,检测混凝土的相关指标,制作混凝土试件。三、混凝土灌注桩施工过程的常见问题及处理方法(一)孔壁坍塌原因:泥浆稠度小,护筒埋深不够,松软地层进尺速度太快,孔内泥浆水位高度不够,在地质不好的情况下处理不及时。技术措施:在松散砂土钻进时,控制进尺速度,选用高粘度、不分散的优质泥浆,如PHP泥浆;确保护筒埋设已穿过软土、粉沙层;钻进时及时补充孔内泥浆,保证孔内水头相对稳定。(二)斜孔原因:当遇到岩面倾斜、大孤石、探头石或土层软硬不匀时,稍有不注意就会造成斜孔。技术措施:如有探头石、大孤石,低速将石打碎;当遇到岩面倾斜,采用片石填平后再冲击;遇到土层软硬不匀,致使锤头受力不均时,往孔内填入底标号混凝土,待混凝土凝固到一定强度再用锤低速打进。(三)卡锤原因:钻进速度太快,地质情况不明,岩面倾斜、遇有孤石、溶洞或被坍孔落下的石块卡住等。技术措施:应严格按操作规程进行钻孔作业。当遇有岩面倾斜或溶洞时,应采取前述有关措施先期进行处理后,再按常规进行钻孔;卡锤后不宜强提,只宜轻提,采用冲、吸等方法将锤周围松动后再提出。(四)沉渣过厚原因:泥浆指标不符合要求,含砂率过大;下放钢筋笼时间过长或钢筋笼碰撞孔壁,造成塌方。技术措施:清孔时严格控制泥浆指标,保证清孔后,孔内泥浆各项指标符合设计要求;尽量缩短下放钢筋笼的时间,但下放时应徐徐下放,不得快速冲下。如钢笼安放完毕后,孔内沉渣仍超出要求,应采用二次清孔方法,直到沉渣符合要求为止。(五)灌注混凝土时钢筋笼上浮原因:灌注混凝土时,埋管过深;或混凝土供应不上,混凝土已初凝,混凝土抱死钢筋笼。技术措施:经常上下提动导管,控制埋管深度在2-6m范围内。砼的供应要连续均衡。(六)断桩与夹泥层原因:混凝土坍落度太小,骨料不符合要求,粒径太大;灌注过程未及时提升导管,造成导管堵塞;混凝土供应不及时,间歇时间过长;提升导管时碰撞钢筋笼,使孔壁土体混入混凝土中;超提导管。技术措施:混凝土要经常测定坍落度,检查骨料是否符合规范要求;边浇灌混凝土边提升导管,并勘测混凝土顶面高度,随时掌握埋管深度,避免塞管及导管拔出混凝土面;做好混凝土的供应工作,保证混凝土浇灌的连续进行;提升导管要使导管垂直上升,并注意观察钢筋笼有否上升或移动。灌注水下砼前检查导管是否漏水、弯曲,发现问题及时更换。五、结语水下灌注桩的施工过程是人们无法直接能观察到,而河床中桩基础的施工存在的困难更大,它还需要克服河床底土层的结构变化与水流的影响,因此,其桩基础的质量是否能达到要求,需要技术人员预先制定严谨的施工方案,多方面了解现场实际情况,遇到问题及时处理。要多借鉴以往的经验,结合实际情况去进行施工,以杜绝质量隐患,减少经济损失。【参考文献】[1]中华人民共和国行业标准.公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000).北京:人民交通出版社,2000.[2]杨文渊,徐犇.桥梁施工工程师手册(第二版)[M].北京:人民交通出版社,2002.