桥梁桩基础技术特点分析

关键词：桥梁工程；桩基础；施工；质量 

　　1引言 

　　近年来，随着交通基本建设步伐的不断加快，公路工程项目中的桥梁数量不断增加，其施工质量也受到了越来越多的重视，其中重中之重是桥梁基础的施工质量控制。桩基础具有沉量小且均匀和稳定性好以及承载力强的优点，所以河床冲刷大和地质条件差的区域的桥梁均采用桩基础作为基础的结构形式。结合工程实践经验从桥梁桩基础的施工工艺出发对施工过程中出现的质量通病及其控制措施进行了相应的分析和探讨。 

　　2桩基础按施工方法分类 

　　桩的施工方法种类较多，但基本形式可分为预制桩和灌注桩。 

　　2.1预制桩 

　　预制桩是在工厂或工地将各种材料做成一定形式的桩，而后用机具设备将桩打入、振动下沉、静力压入土中。它适用于一般土地基，但较难沉人坚实地层。沉桩有明显的挤压土体的作用，应考虑沉桩时对邻近结构的影响，在运输、吊装和沉桩过程中应注意避免损坏桩身。 

　　2.1.1预制桩分类 

　　按不同的沉桩方式，预制桩可分为下列几种：（1）打入桩。打入桩是通过锤击将预制桩沉入地基。这种施工方法适用于桩径较小，地基土质为可塑状粘土、砂土、粉土、细砂以及松散的不含大卵石或漂石的碎卵石类土的情况。打入桩伴有较大的振动和噪声，在城市建筑密集地区施工，须考虑对环境的影响。（2）振动下沉桩。振动下沉桩是将大功率的振动打桩机安装在桩顶，利用振动力以减少土对桩的阻力，使桩沉入士中。它对于桩径较大，且土的抗剪强度受振动时有较大降低的砂土等地基效果更为明显，适用于锤击沉桩效果较差的密实的粘性土、砾石、风化岩。（3）静力压桩。静力压桩是借助桩架自重及桩架上的压重，通过液压或滑轮组提供的压力将预制桩压入土中。它适用于较均质的可塑状粘土地基，对于砂土及其他较坚硬土层，由于压桩阻力大而不宜采用。静力压桩在施工过程中无振动、无噪声，并能避免锤击时桩顶及桩身的损伤，但长桩分节压入时受桩架高度的限制，接头变多，会影响压桩的效率。（4）射水沉桩。在密实的砂土、碎石土、砂砾的土层中用锤击法、振动沉桩法有困难时，可采用射水作为辅助手段进行沉桩施工。射水施工方法的选择应视土质情况而异，在砂类土、砾石土和卵石土层中，一般以射水为主，锤击或振动为辅；在亚粘土或粘土中，为避免降低承载力，一般以锤击或振动为主，射水为辅，并应适当控制射水时间和水量。在湿陷性黄土层中，除设计有特殊规定外，不宜采用射水沉桩；在重要建筑物附近不宜采用射水沉桩。 

　　2.1.2预制桩的特点 

　　预制桩的特点包括：不易穿透较厚的砂土等硬夹层，只能进入砂、砾、硬粘土、强风化岩层等坚实持力层不大的深度。沉桩过程产生挤土效应，特别是在饱和软粘土地区沉桩可能导致周围建筑物、道路、管线等的损坏。沉桩方法一般采用锤击，由此产生的振动、噪声污染必须加以考虑。一般说来预制桩的施工质量较稳定。预制桩打入松散的粉土、砂砾层中，由于桩周和桩端土受到挤密，使桩侧表面法向应力提高，桩侧摩阻力和桩端阻力也相应提高。由于桩的贯入能力受多种因素制约，因而常常出现因桩打不到设计标高而截桩，造成浪费。预制桩由于承受运输、起吊、打击应力，需要配置较多钢筋，昆凝土强度等级也要相应提高，因此其造价往往高于灌注桩。 

　　2.2灌注桩 

　　灌注桩是在施工现场的桩位上先成孔，然后在孔内灌注混凝土而制成。灌注桩可选择适当的钻具设备和施工方法而适应各种类型的地基土，可做成较大直径的桩以提高桩基的承载力，还可避免预制桩打桩时对周围土体的挤压影响以及振动和噪声对周围环境的影响。但在成孔成桩过程中应采取相应的措施和方法保证孔壁的稳定和提高桩体的质量。 

　　灌注桩分类： 

　　针对不同类型的地基土可选择适当的钻具设备和施工方法：钻孔灌注桩。钻孔灌注桩指用钻孔机具在土中钻进，边破碎土体边出土渣而成孔，然后在孔内放入钢筋骨架，灌注混凝土而形成的桩。钻孔灌注桩的施工设备简单，操作方便，适用于各种粘性土、砂性土，也适用于碎、卵石类土和岩层。对于易坍孔土质及可能发生流砂或有承压水的地基则施工难度较大。钻孔灌注桩的应用日益广泛，但由于泥浆的排放对周围环境有一定的影响，在城市中应用有时会受到一定的限制。挖孔灌注桩。是依靠人工在地基中挖出桩孔，然后与钻孔桩一样灌注混凝土而成的桩。它不受设备限制，施工简单；适用桩径一般大于1.4m，多用于无水或渗水量小的地层；对可能发生流砂或含较厚的软粘土层的地基施工较困难（需要加强孔壁支撑）；在地形狭窄、山坡陡峻处可用以代替钻孔桩或较深的刚性扩大基础。因能直接检验孔壁和孔底土质，所以能保证桩的质量。还可采用开挖办法扩大桩底以增大桩底的支承力。沉管灌注桩。沉管灌注桩指采用锤击或振动的方法把带有钢筋混凝土的桩尖或带有活瓣式桩尖的钢套沉入土层中成孔，然后在套管内放置钢筋笼，并边灌注混凝土边拔套管而形成的灌注桩；也可将钢套管打入土中挤土成孔后向套管中灌注混凝土并拔 

　　6m成桩。它适用于粘性土、砂类土等。沉管灌注桩直径较 

　　小，常用的尺寸在0.6m以下，桩长常在20m以内。施工中可以避免钻、挖孔灌注桩产生的流砂、坍孔的危害和由泥浆护壁所带来的排碴等弊病。在软粘土中，沉管对周围的桩有挤压影响且挤压产生的孔隙水压力会使混凝土桩出现颈缩现象。 

　　3桩与桩基础的构造特点及技术要求 

　　3.1钢筋混凝土预制桩的构造特点 

　　沉桩采用的预制钢筋混凝土桩，有实心的圆桩和方桩，有空心的管桩，另外还有管柱。普通钢筋混凝土方桩可以就地灌注预制。通常当桩长在10m以内时横断面为0.30m×0.30m，桩身混凝土强度等级不低于C25，桩身配筋应按制造、运输、施工和使用各阶段的内力要求配筋。主筋直径一般为19。25mm；箍筋直径为6～8mm，间距为100～200mm。由于桩尖穿过土层时直接受到正面阻力，应在桩尖处把所有的主筋弯在一起并焊在一根芯棒上。桩头直接受到锤击，故在桩顶处需设方格网片三层以增加桩头强度。钢筋保护层厚度不小于35mm。桩内需预埋直径为20～ 25mm的钢筋吊环，吊点位置通过计算确定。 

　　3.2钢筋混凝土灌注桩的构造特点 

　　钻、挖孔灌注桩、沉管灌注桩采用就地灌注钢筋混凝土桩的方法，桩身常为实心截面。混凝土强度等级不低于C20，对仅承受竖直力的基桩可用c15，但水下灌注的混凝土仍不应低于C20。钻孔灌注桩设计直径一般为08～20m。挖孔灌注桩的直径或最小边宽度不宜小于1.2m，沉管灌注桩直径一般为0.3～0.6m。桩内钢筋应按照内力和抗裂性的要求布设，较长的摩擦桩应该根据桩身弯矩分布情况分段配筋。短摩擦桩和柱桩按桩身最大弯矩通常均匀配筋。当按内力计算桩身不需要配筋时也应在桩顶3～5m内设置构造钢筋。孔内钢筋不设弯钩，以利水下混凝土的灌注。为了保证钢筋骨架有一定的刚性，便于吊装及保证主筋受力后的纵向稳定，主筋不宜过细、过少。箍筋应适当加强，箍筋直径一般不小于8mm，间距为200～400 mm。对于直径较大的桩或较长的钢筋骨架，可在钢筋骨架每隔20～25m设置一道加强箍筋。钢筋保护层厚度一般应不小于50mm，钻、挖孔桩的柱桩根据桩底受力情况如需嵌入岩层时，嵌入深度可根据受力情况计算确定，并不得小于0.5m。钻孔灌注桩常用的含筋率为0.2%～0.6%，较一般预制钢筋混凝土实心桩、管桩与管柱均低。也有工程采用就地灌注桩的大直径空心钢筋混凝土，这是进一步发挥材料潜力、节约水泥的措施。 

　　4结束语 

　　总而言之桥梁桩基础施工涉及的面很广，与施工条件、周围环境、水文地质、结构形式等有关，而且我国地质条件复杂地域大。因此对于高层建筑的桩基础施工，需要在综合考虑上述各种问题的基础上，通过全面的技术经济分析，从而选择最合理的施工方案，才能杜绝隐患，避免事故的发生。 

　　参考文献 

　　[1]顿国辉.桩基础施工工艺概述[J].中国科技纵横，2013，（6）：176176. 

　　[2]王晶.路桥桩基施工技术探析[J].黑龙江科技信息，2013，（3）：276276.