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人工挖孔桩施工中特殊问题的技术处理!!
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-01-11 09:09:15

 导读:近几年,在公路工程施工中,全国许多地区都逐渐推广和采用了人工挖孔成桩的施工手段,其具有设备简单、施工操作方便、占用施工场地小、对周围建筑物影响小、施工质量可靠、可全面展开施工、工期短、造价低等优点,因此得到广泛应用。江西武吉高速公路桥梁桩基础施工中也运用了此法,并获得了较好的效果。含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态,使周围的静态水充入桩孔内,从而影响了人工挖孔桩的正常施工,如果遇到动态水压土层施工,不仅开挖困难,连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透,发生桩身质量问题。

  关键词:挖孔桩,基础,施工
 
  近几年,在公路工程施工中,全国许多地区都逐渐推广和采用了人工挖孔成桩的施工手段,其具有设备简单、施工操作方便、占用施工场地小、对周围建筑物影响小、施工质量可靠、可全面展开施工、工期短、造价低等优点,因此得到广泛应用。江西武吉高速公路桥梁桩基础施工中也运用了此法,并获得了较好的效果。
 
  1.工程情况
  本工程位于江西省武吉高速公路B5合同段。路基全长3.416公里,双向六车道,路面总宽26米,主要构造物为两座大桥:石桥电站高架桥和青洞高架桥。工程地质:本区上部覆盖层厚度为2m~10m,覆盖层一般为冲击层,表层为较薄的粘性土,下部为圆砺、卵石,地下水含量较丰富,物理性质良好。由于路线处基岩埋深较浅,对桥梁工程可选用基岩作为基础持力层,故桥梁基础采用桩基础。

  2.问题及处理
  2.1地下水
  路线处地下水含量较丰富,地下水是深基础施工中最常见的问题,它给人工挖孔成桩施工带来许多困难。含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态,使周围的静态水充入桩孔内,从而影响了人工挖孔桩的正常施工,如果遇到动态水压土层施工,不仅开挖困难,连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透,发生桩身质量问题。如遇到了细纱、粉砂土层,在压力水的作用下,也极易发生流砂和井漏现象。论文参考。
  2.1.1地下水量不大时
  可选用潜水泵抽水,边抽水边开挖,成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁,然后继续下一段的施工。本合同段的两座大桥大部分桩基采用边抽水边开挖并及时浇筑混凝土护壁,顺利的完成挖孔及浇筑。
  2.1.2水量较大时
  一般情况下,地下水发育的地区禁止使用人工挖孔桩施工工艺(因为对工程质量和人身安全均存在隐患),但在桩长较短,两侧土壁的直立性强且不易坍塌的地段也可采用人工挖孔桩。当用施工孔自身水泵抽水,也不易开挖时,应从施工顺序考虑,采取对周围桩孔同时抽水,以减少开挖孔内的涌水量,应采取交替循环施工的方法,组织安排合理,能达到很好的效果。论文参考。以本合同段的青洞高架桥为例,本桥台采用双排桩,桩密集,桩长较短,桩间相互影响大,又所处地势低洼,地下水渗透大,施工起来就采用对周围挖孔同时抽水以达到减少孔内的涌水量,完成施工的目的。
  2.1.3抽水对环境影响
  有时施工周围环境特殊,一是抽出地下水对周围环境、基础设施等影响较多,不允许无限制抽水;二是周围有江河、湖泊、沼泽等,不可能达到无限制抽水目的。因此在抽水前均要采取可靠的措施。处理这类问题最有效的方法是截断水源,封闭水路。桩孔较浅时,可用板桩封闭;桩孔较深时,用钻孔压力灌浆形成帷幕挡水,以保证在正常抽水时达到正常开挖。
  2.2流砂
  人工挖孔在开挖时,如遇细砂、粉砂层地质时,再加上地下水的作用,极易形成流砂,严重时会发生井塌,造成人员伤亡和质量事故,因此要采取有效可靠的措施。
  2.2.1流砂情况较轻时
  有效的方法是缩短这一循环的开挖深度,将正常的1米左右一段,缩短为0.5米,以减少挖层孔壁的暴露时间,及时进行护壁混凝土浇筑。当孔壁塌落,有泥砂流入而不能形成桩孔时,可用纺织袋土逐渐堆堵,形成桩孔的外壁,并保证内壁满足设计要求。
  2.2.2流砂情况较严重时
  常用的办法是下钢套筒,钢套筒与护壁用的钢模板相似,以孔外径为直径,可分为4~6段圆弧,再加上适当的肋条,相互用螺栓或钢筋环扣连接,在开挖0.5米左右,即可分片将套筒装入,深入孔底不小于0.2米,插入上部混凝土护壁外侧不少于0.5米,然后即支模浇筑护壁混凝土,若放入套筒后流砂仍上涌,可采用突击挖出后即用混凝土封闭孔底的方法,待混凝土凝结后,将孔心部位的混凝土清凿以形成桩孔。也可用此种方法应用到已完成的混凝土护壁的最下段钻大,使孔位倾斜至下层护壁以外,打入浆管,压力浇筑水泥浆,使下部土壤坚硬,提高周围及底部土壤的不透水性,以解决流砂现象。
  2.3淤泥质土层
  在遇到淤泥质土层等软弱土层时,一般可用方木、木板模板等支挡,并要缩短这一段的开挖深度,并及时浇筑混凝土护壁,这次支挡的木方木板要沿周边打入底部不少于0.2米深,上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面,可斜向放置,双排布置互相反向交叉,能达到很好的支挡效果。
  2.4桩身混凝土的浇筑
  2.4.1消除水的影响
  (1)孔底积水
  浇筑桩身混凝土应保证其符合设计强度,要保证混凝土的均匀性、密实性,因此要防止孔内积水影响混凝土的配合比和密实性。
  浇筑前要抽干孔内积水,抽水的潜水泵要装设逆流阀,保证提出水泵时,不致使抽水管中残留水又流入桩孔内。论文参考。
  如果孔底水量大,确实无法采取抽水的方法解决,桩身混凝土的施工就应当采取导管水下灌注的施工工艺了。
  (2)孔壁渗水
  对孔壁渗水,不容忽视,因桩身混凝土浇筑时间较长,如果渗水过多,将会影响混凝土质量,降低桩身混凝土强度,可在桩身混凝土浇筑前采用防水材料封闭渗漏部位。对于出水量较大的孔可用木楔打入,周围再用防水材料封闭,或在集中漏水部分嵌入泄水管,装上阀门,在施工桩孔时打开阀门让水流出,浇筑桩身混凝土时再关闭,这样也可解决其影响桩身混凝土质量的问题。
  保证桩身混凝土的密实性
  桩身混凝土的密实性,是保证混凝土达到设计强度的必要条件。为保证桩身混凝土浇筑的密实性,水量不大时可采用串流筒下料及分层振捣浇筑的方法,其中的浇筑速度是关键,即力求在最短的时间内完成一个桩身混凝土浇筑,特别是在有地下压力水情况时,要求集中足够的混凝土短时间内浇入,以减少地下水对混凝土的稀释作用,保证混凝土的强度。对于渗水量较大时,串流筒下料分层振捣浇筑的方法就不是很安全了,应当采取直升导管法灌注水下混凝土的施工方法了。
  2.5合理安排施工顺序
  合理安排人工挖孔桩的施工顺序,能有效降低施工难度,故在制定施工方案时要认真考虑,根据实际情况合理安排。
  在可能的条件下,先施工比较浅的桩孔,后施工深一些的桩孔。因为一般桩孔愈深,难度相对愈大,较浅的桩孔施工后,对上部土层的稳定起到加固作用,也减少了深孔施工时的压力。在含水层或有动水压力的土层中施工,应先施工外围(或迎水部位)的桩孔,这部分桩孔护壁混凝土完成后,可保留少量桩孔先不浇筑桩身混凝土,而作为排水井,以方便其他孔位的施工。保证了桩孔的施工速度和成孔质量。
 
  3.实践效果
  由于在人工挖孔桩施工时采取了上述的技术措施,故在施工过程中比较顺利,达到了预期的效果,在对武吉高速公路B5标146根成桩进行的超声波试验检测,全部为I类桩,人工挖孔桩满足设计要求,达到了质量验评标准的优良等级。
  总之,在挖孔桩基础施工过程中,会出现各种不尽相同的问题,请各位同仁根据有关规范参照实际情况进行解决。
 
  【参考文献】
  [1]交通部第一公路工程总公司.公路施工手册«桥涵»(上册).人民交通出版社,2003,10.
  [2]交通部第一公路工程总公司.公路桥涵施工技术规范.人民交通出版社,1997.

 

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