关于软土地基中桥梁深桩基础施工技术的讨论
2016-06-06
一、引言
钻孔灌注桩技术在桥梁工程施工中得到了广泛的应用，其具有小的噪声、高的承载力、没有震害的可能及对各种土层的适应性较强并且没有挤土的效应等方面的优点。桩基础的施工质量是桥梁施工中最重要的一个环节，特别是深桩的基础稍有不注意，就会造成工程造价的增加、工程安全使用得不到保证、或是工期的延误等的严重后果。
二、软土地基中桥梁深桩基础施工技术
桩基础施工与地质情况有着直接的关系，是地下基础施工的范畴。本文结合某工程实例的桥梁深桩基础施工，在软土地基中对桥梁深桩基础的施工技术等进行一些必需的探讨。
1.工程实例
本工程桥梁位于我国某地区的高速公路上，高速公路总里程数为3.9km，高速公路全段有两座特大型的桥梁，总长度为3.6km，共有548根桩基础，最深的桩基础有82m，而最浅的有45m，大多数的桩基础深度也在68m以上。本工程的全标段地质状况较差，大部分都为软土层地区，砂土中液化类型的深度有12m，其软土的厚度达到29m，本工程桩基的设计最终孔达到27m岩石风化层的深度。本次的工程实例中桥梁的桩基础从上到下依次穿过软弱土层、黏性土层、中细砂土层及风化的岩石层等。
2.桥梁桩的基础施工工艺分析
在施工的设计中，工程的施工量大，工期较短，大部分的根桩基础是深桩基础，根桩基础穿越的深化软弱层达到了32m，并且桩基础最长的达到80m。若是某一桩基础质量出现问题，由于本桥梁根桩基础的深度较大，就会影响后期的桥墩、盖梁及架梁的施工，需要更多的时间来对其进行弥补。根据该标段桩基础的施工特征要求施工公司从相关的施工人员，机械的具体配置，配备的原材料及有关的管理人员等方面都要严格的把好每一关，而且加快工作的效率。
(1)本工程实例的钻机选择
根据本工程实例的施工区相关地质状况及笔者之前的施工经验，在上部的图层上，决定使用国际上最先进的旋挖式钻机对其进行钻探及施工，从施工的工程到地下的岩石层使用的是最先进的冲击钻来进行。对使用旋挖式钻机选择有以下三点理由：首先是该钻机的地盘能够实现伸缩及自动的进行调整等，塔的垂直度和钻机的深度都是可以通过操作板显示的。给予自动垂直的钻机及安装导向杆的钻杆导向，就会提高钻进的效果。其次，旋挖式钻机有着很快的钻进速度，钻孔的形成时间过短并且可以根据不同的土层来选择适合的钻头进行施工。最后，该钻机可以放在履带式自行移动的安装底盘上，使根桩之间的移动较为容易，需要仅仅几分钟的时间就能够到位，这就节约了移动的很多时间。
当旋挖机钻进至土层与石层的交界处时，根据工程实例的具体地质情况，旋挖机在岩石层因为没有冲击钻的速度，首先一定要穿越较强的风化层，然后再到比较弱的风化层，中间穿越的岩石层的厚度比较大，最后把旋挖钻机移到下一根的桩位，使用25t的大型汽车，配合冲击钻到指定的位置，使用机钻孔用一根桩置换的方法，能够比较有效的确保施工的安全和进度。
(2)施工的场地平整
根据施工现场的相关地质情况，在软土层地基上进行施工，要使质量得到保障的条件之一就是场地的平整性。在工程施工的过程中，钻机因为是位于软土层地基上面的，而软土层地基的承载能力又不够强，进而就会出现钻机偏移甚至下沉等的状况，最后使钻桩位出现偏移现象。在真实的施工当中，桩基偏位的后果是很严重的，针对这种状况，应该根据地质的实际情况，大于60cm的石头碎屑对其进行换填、填压，需要保证顶端与底座之间处于十分平稳的状态。并且施工的管理人员应及时的拔出杂草及做好排水工作，要防止发生泄漏事故。
(3)钻孔的相关注意事项
在进行钻孔时要注意以下几个方面：首先鉴于工程的根桩深度较大，桩的钢丝绳为了防止断丝现象特别要加强，并且保证要在中心距离5m之内的每一个桩的混凝土浇筑完成24h后进行钻孔。然后，软土层会较容易发生踏孔的现象，在最开始钻孔时要严格控制好进入的具体尺度问题，所以要放慢速度低档的施工，轻轻地向下压去。最后，若是当钻到风化沙砾粘土岩石层时，因为这个土质层特别的硬，有可能会出现钻头跳动等情况，较为容易出现偏离测好的钻孔或是钻头被破坏的现象，所以要选择较慢的速度低档进行以及质量优秀的泥浆灌注。
(4)关于超前钻的技术
根据施工区地质的相关状况，一定要实施超前钻，因为有个别的钻孔位桩低出现了夹层，所以钻至空位桩径下面的地方，根据地质的相关状况来确定根桩的长度。如果在施工时没有发现这个状况，等检测时候才发现时，处理起来就会变得很麻烦。
(5)对于深桩钢筋笼的制造
在制作钢筋笼的过程中，因为桩基础长度会比较大，所以除了根据设计图纸的设计进行以外，还要加大钢筋笼的对接以及焊接的相关工作，节与节之间使用的是双面的焊接，对准根桩的位置中心，要严格的控制好焊接的质量，仔细的检查，防止出现漏焊或者焊接不达标的现象，要能够保证设计材料实际的一个使用效果。
(6)施工中的清孔
成孔工作验收之后实施第一次的清孔施工工作。在进行清孔时要采用换浆法，提升冲锤离钻孔底部的距离在钻孔完以后，大约20cm，然后用密度相对较低的泥浆对其进行施压，渐渐的就会把钻孔里面的一些密度较大的泥浆及钻渣给置换出来。相关的试验者在进行清孔的时，为了避免加入过多的置换水，造成大量的泥浆沉淀，要及时正确的反映孔底内部的情况。因为桩基特别深，清孔工作就会显得更为重要。
(7)混凝土的浇灌
工程在进行二次清孔时要认真检查泥浆沉淀的厚度，反复测量孔底的标准高度，从而判断工程是否已经做到了浇筑的需求。本工程实例的钻孔桩使用的混凝土是C25型的，用导管对钻孔的底部进行扰动应在浇筑步骤之前，能够更好的降低泥浆的沉淀量。由于是本工程是深桩基础，因此要尽可能的减少浇筑的时间，来保证浇筑的一致性及连续性。
三、在软土地基上的深桩基础施工事故的预防
1.桩基夹层和断桩做好预防
如果在实施软土层灌注时泥浆的浓度没有控制好，就会致使软土层的塌陷，进而工程的质量就会得不到保证；对于深度较大的根桩基础，如果是坍落度没有得到较好的控制或者是混凝土没有及时的实现供应，浇筑的时间过长都可能造成桩基的混凝土流动性的降低减弱，从而致使灌注时翻浆不够到位而导致的断桩事故。预防事故发生需要尽量要减少在高温的环境下施工，合理的处理好施工的安排，配置充足的运输机械，加强搅拌工作，做好混凝土的监管试验工作。
2.施工中出现的钻孔缩孔偏斜
导致钻孔缩孔偏斜的几方面原因有：一是钻的过程中碰到了较大的石块；二是打桩机的硬化达不到要求；三是在有倾斜度的软硬土层的交界处造成了钻头受力不够均匀；四是操作的不正确。预防这样的事故的措施如这些：检查一下钻杆的接头；采用减压低速钻入在倾斜度较大的底层钻进时；钻进的场地要硬化好等。
3.施工中出现的掉钻
出现的掉钻主要是因为在钻进的过程中强提硬扭，钻头接触不良，或是根桩基础的施工深度偏大，采用的钢丝绳的高强度的工作要求得不到很好的保证等。预防掉钻事故的处理需要在钻孔时候注意安全的操作，可以使用打捞叉、钩等器具，按照一定的钻孔深度进行钢丝绳的承受能力计算，选择材质较好的钢丝绳施工装配。
四、结束语
桥梁的深桩基础若是在软土地基上进行施工，桩基质量事故就会频频的发生，负面影响也会特别大。工程技术人员对这之类的问题重视的程度和施工队伍的相关施工经验，对防止在以后这之类质量事故的发生起着十分重要的作用。只要技术人员能够坚定自己的科学态度，认真对工程进行分析探讨，就能够保证工程的顺利及及时的防止之类的质量事故出现。
参考文献
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