桥梁桩基施工技术

2017-03-01万江勇罗颖峰

黑龙江交通科技 2017年12期

万江勇，陈峻，罗颖峰

(江西省公路桥梁工程有限公司，江西南昌 330029)

1 桥梁桩基施工与施工控制

1.1 参数选择及孔径控制

该工程地质特点为：(1)第一层杂填土，较松散，厚度在1.5～2.0 m范围内，此层的钻进速度较快，故应采用中等的钻进压力，加大泵量和转速，护壁使用密度和粘度都较高的泥浆，以尽可能缩短钻穿的时间；(2)第二层粘土，具有可塑性，厚度在2.0～3.0 m范围内，此层的钻进速度一般，可沿用中等的钻进压力，加大泵量和转速，护壁使用低密度泥浆；(3)第三层淤泥，处于饱和状态，厚度在10～15 m范围内，建议采用笼式钻头，加大泵量与转速，并在低密度泥浆护壁的同时多次进行扫孔；(4)第四层粉质粘土，具有中度硬塑性，厚度为3.0～5.0 m，保持中等的钻进压力不变，加大泵量与转速，采用低密度泥浆进行护壁；(5)第五层强风化花岗岩，厚度有较大变化，是桩基主要持力层，钻进建议使用四翼刮刀钻头，保持中等钻进压力不变，加大泵量，减慢转速，采用高品质高密度泥浆进行护壁；(6)第六层中风化花岗岩，该层为桩基端承力层，嵌入长度以1.5 m为宜，钻进建议使用金刚牙轮钻头，保持中等钻机压力不变，加大泵量，降低转速，采用高品质高密度泥浆进行护壁。

一般情况下，钻头直径决定了孔径大小，所用钻头的直径必须桩径的设计值小50 mm，同时为避免由于钻头在钻进时发生晃动而造成超径，应优先考虑具有良好同心度的钻头。在钻进过程中，孔中应有充足水头高度，以及合理的泥浆护壁技术标准，实现土层压力的有效平衡，避免塌孔与缩孔等问题的发生。施工的同时密切关注泥浆比重，对胶体率、粘度与含砂量进行定期测定，根据测定结果及时作出调整，若有必要，可以加入一定量外加剂。高品质泥浆护壁能起到保护作用，而且还能避免泥皮效应的产生，也不至于对桩周摩阻力造成不利影响，所以在条件允许的情况下，应优先采用高品质泥浆护壁。终孔时对孔径进行测量，可使用探笼器，将其通过钢丝绳放入到孔中，若上下提拉顺畅，则满足要求。

1.2 终孔鉴定与沉渣控制

在进行终孔鉴定时，渣样是给出判断结果的关键依据。针对深入到风化岩层一定深度中的桩基，根据所得渣样实施岩面分析，明确进入岩层的深度，终孔时对孔深进行测定，同时再次分析渣样是否能满足要求。无论是钻孔作业的原始记录还是钻渣捞取，都要做到准确和及时。针对将强风化岩层作为持力层的桩基，将渣样作为依据判断是否进入到岩层，同时注意残积土和强风化岩之间的差别，通常情况下，强风化岩的渣样都含有一定量次生矿物，轻扳即断，而残积土只含有石英一种坚硬块体。

孔底沉渣是影响嵌入岩层桩基桩端承实际作用发挥的关键因素，务必采取措施严格控制。在分别下入钢筋笼和导管之后，再次进行清孔，并配制高品质泥浆，确保其可以减小颗粒的下沉速率；引用新型反循环式工艺进行清孔，在通过对沉渣的测定确认满足要求之后，即刻灌入混凝土，确保完成二次清孔时到首盘混凝土剪球的时间在0.5 h以内，以免土渣发生回落；尽可能增加初灌量，依靠其冲击力，冲开清孔未清除的残余沉渣。

1.3 灌注施工与控制

灌注是桩基成型最后一道重要工序，同时也是最容易出现质量问题的环节。以常用的导管法为例进行分析。采用剪球工艺灌注首盘混凝土，结合桩径确定初灌量，确保初灌的混凝土能埋管2 m以上。施工时，伴随混凝土液面高度持续上升缓慢提升导管，在提升的过程中要注意，导管底端距离液面的高度应保持在4～6 m范围内，不得从液面下完全提出导管，否则将有可能造成离析与断桩。

2 桩基质量检测

由大直径桥梁桩基荷载传递基本原理可知，桩基自身质量是影响其承载能力的关键因素，所以对桩基自身完整性及桩底的沉渣进行准确检测是十分必要的。在对桩基自身完整性进行检测时，使用低应变应力波动力检测方法，除了能找出缺陷所在与类型，还能对沉渣厚度进行定性分析，评定桩基质量水平。该方法的原理为：于桩顶处施加一股脉冲作用力，该作用力的应力波会沿着桩基的纵向不断向下传播；此时，如果桩基中有不同的波阻抗，则会产生相应的反射波，通过对这种反射波的接收和放大，以及分析和处理，即可获取源自桩基的实时反射信息，从而判断缺陷所在、类型及影响程度。因该方法具有广泛的检测面，且准确度较高，实际操作简便，成本低廉，所以成为大直径桥梁桩基首选质量检测方法。

3 质量事故处理

以压力注浆法为例进行分析，该方法的作用原理为：当浆体受到一定压力时，可依靠挤密、充填或渗透等作用促使桩基中发生离析的部分形成由碎石与浆液构成的固结体，从而恢复并提高桩基强度。对桩底实施注浆，沉渣受浆液的固结、置换与挤密作用，可消除对端承力带来的不利影响，同时对持力层各项力学性能进行改善，恢复并提高该层强度。