桥梁管柱基础施工技术的应用探究

2020-02-18

四川水泥 2020年8期

（酒泉职业技术学院，甘肃酒泉 735000）

在桥梁管桩基础工程，是在水面上进行作业并通过专业施工机械进行施工。管桩基础工程不受温度的影响，可以在一定程度上改善劳动条件，并且可以加快工程施工进度，同时在一定程度上降低施工成本的特点。

桥梁管柱基础的施工材料分为：钢筋混凝土桩、木桩、预应力混凝土桩、钢桩四类。桥梁管柱基础施工大多数使用预应力混凝土桩以及钢筋混凝土桩这两种形式。按照工程施工形式分为预制桩、钻孔灌注桩。按照施工方法分为震动沉桩；静力压桩；锤击沉桩；钻孔埋置桩；就地灌注桩等等形式。在设计过程中，应当根据所设计的荷载、地质的条件、施工的设备、工期的要求以及会对附近的建筑物所产生的影响全方面进行考虑，从而选择出最适应的桩基础及桩基础施工方法。

1 沉入桩基础

桥梁管柱基础沉入桩基础所使用的桩基大多数为预制的钢筋混凝土桩、预应力的混凝土桩两种形式。桩基础通常为空心管桩、实心方桩两种形式。在一般情况下桩基础通常是由工厂通过一定的技术手段制作而成。桩基础的规格型号通常为40cm、55cm 两种型号。桩基础通常分为上中下三节，一般情况下管壁厚为8-10cm[1]。

桥梁管柱基础中钢筋混凝土管桩在预制过程中的注意事项为：第一；应当将预制场地进行场地夯实机场地平整，第二；进行基础管桩的制模及立膜施工，第三；当模板支立结束后进行钢筋骨架的制作及吊装，第四；进行混凝土的浇筑和养护。在间接法浇筑桥梁管柱基础的施工过程中，需要第一批浇筑的桩基础强度必须达到设计强度的30%，方可进行拆模。

桥梁管桩基础在预制及存放的的时候，应当多加两个支护点。若桩长较长，可以采用3-4 个支护点。支点的位置应当在最大负弯矩与最大成弯矩相等的位置进行设置。当起吊就位的时候，应当采用1-2 个起吊点。选择堆放场地时应当尽量的与沉桩位置现场距离较短处，堆放场地应当平整坚实，并且具有一定的防水措施，避免场地发生不均匀沉降或者湿陷的现象出现。

桥梁管柱基础进行沉桩顺序应根据全方面进行决定。并且同时应当对桩的入读深度保证相等，并且土壤均匀密实。若预制桩长度不满足设计要求的时候，应当进行接桩。接桩的施工工艺有：钢板连接、硫磺胶连接、法兰盘连接等等连接工艺[2]。

在进行沉桩施工前，应当对障碍物进行清理包括地面及空中的所有障碍物，并且对场地进行平整，搭设作业面等。沉桩的主要施工方法有：振动法沉桩、锤击法沉桩、射水法沉桩、钻孔埋置桩、静力压桩等方式。

1.1 桥梁管柱基础——锤击沉桩

桥梁管柱基础锤击沉桩的施工方法主要适用于，中等密度的粘性土、砂类土。因为锤击沉桩的施工方法是主要依靠了桩锤冲击力量把桩锤入土中。所以，桩径不宜过大，入土的深度一般为40cm，锤击沉桩的方法对设备要求相对较高。桩基的质量以及沉桩成功与否与沉桩设备关系非常密切。在选择机械设备前应当综合考虑工程量、规格、桩的种类、土质、现场水电供应、施工期限等因素进行选择[3]。

1.2 桥梁管柱基础——射水沉桩

桥梁管柱基础射水沉桩的施工方法应当根据土质情况，一般情况下，在坚硬土质或者砂夹卵石层中，一般使用射水沉桩的方式为主，震动或者锤击为辅，在黏土或者亚黏土的土质情况中,为了避免承载力降低，一般情况下都以震动或者锤击为主，以社会方式为辅，并且应当对射水时间以及射水水量进行控制，在下沉空心桩的时候，一般情况下应用单管内部射水。当下沉的深度较深或者土层较为密实的时候，应当将射水管在桩基础的两侧对称安装，并且保证其能够方便施工。应当引起注意的是，不论采取何种方式进行施工，在桥梁桩基础沉入最后的1-1.5 米时，应当停止射水并且只用锤击或者震动的方式将其沉入设计深度。

1.3 桥梁管柱基础——振动沉桩

桥梁管柱基础震动沉桩的方式适合于硬塑、软塑、砂质土的中密和较为松散的碎卵石类土以及粘性土等等土质。对于软塑类的黏土以及饱和砂类的黏土，应当注意，当桩基沉入土中深度在小于15 米的时候，可以只是用振动沉桩机进行施工，除了桩基沉入土中深度在小于15 米的时候，应当采用射水法与振动沉桩机配合进行施工。

1.4 桥梁管柱基础——静力压桩

这种桩基础通常通过静力压的形式将桩基础压入土中，也就是说，通过压装机自重，从而克服沉桩阻力。沉桩的速度是根据土质的情况而决定的。桥梁管柱基础静力压桩适用于砂性较轻亚粘土层或者高压缩性黏土。相同的横截面积尺寸以及相同地区的静力压桩的极限的承载能力以及锤击的沉桩大致相同。

1.5 桥梁管柱基础——钻孔埋置桩

这种桩基础通常通过灌注混凝土的方式进行桩基础施工，通过钻孔机进行钻进的方法进行钻孔施工。然后将预制的钢筋混凝土结构桩基础埋入。并且应当在桩基础附近的位置进行压注部分水泥砂浆从而起到估计作用，经过以上施工工艺形成桥梁基础。本类桩基础适用于砂类土、碎石土、粘性土等土层中进行使用。

1.6 桥梁管柱基础——水中沉桩

在河水水流较浅的时候，可以通过搭设施工便桥、脚手架的方式进行施工，通过安装置桩架的方式进行水中沉桩施工工艺。桥梁管柱基础水中沉桩分为两种施工方法，先围堰后沉桩，一般适用于水深较浅，并且临近河岸的地方。两一种是先沉桩后围堰，这种施工方法一般适合于水位较深的桩基础。

2 管柱的制作

桥梁管柱基础中管柱按照材料可以分为三种：钢筋混凝土管柱、钢管柱、预应力钢筋混凝土管柱。入土深度小于25m 的管柱基础适合采用钢筋混凝土管柱。入土深度大于25m 的管柱基础适合采用预应力钢筋混凝土管柱。

管柱的制作方式可以根据管柱类型以及管柱施工条件进行综合考虑分节预制。通过分节长度确定所使用的施工机械及施工设备，全方面对起重、运输进行考虑选择。管柱之间的连接方式为法兰盘连接。管柱底下通常设置刃脚，刃脚的设置是为了便于施工过程中切割风化岩，故刃脚的刚度和强度十分重要。

成孔后进行质量检查，质量检查合格后应当尽快灌注桥梁管桩基础。灌注前进行清孔，孔底、孔壁必须无垃圾、没浮渣、无松动。孔底的浮渣厚度一般应当符合国家现行行业规范要求。

当地下水的渗水量较低的时候，应当将孔内积水全部抽出，并且使用串筒的方法进行灌注管桩基础。串筒的尾端应当离孔底的高度小于2m，桩底应当采取插入式的振捣器进行振捣密实。若因为渗水过多，从而导致无法将积水排干，应调整施工方法，利用导管排水进行水校灌注混凝土桩基础。

钢筋笼在制作过程中应当注意其焊接方式，合理的排布钢筋位置，并且应当按照主筋及箍筋由内到外的方式进行排列，这种排列方式有助于钢筋笼的焊接，并且钢筋笼承载能力更强。钢筋笼制作完毕后，在运输过程中应当固定好钢筋笼避免其滑落、变形、移动。钢筋笼在使用前应当对其检查，保证其符合设计及规范要求。

混凝土灌注桩是非常常用的桩基础施工方法之一。施工前应当将混凝土进行科学配备设计，并且混入适当添加剂。从而使原材料发生化学反应，进一步提高混凝土的强度。通常在混凝土中，桩基础的粗骨料可以选卵石或者碎石，最大粒径应当小于50mm，并且要小于主筋间距的1/3。再进行混凝土搅拌之前应当先测试其塌落度，保证混凝土塌落度满足施工要求，保障混凝土的流动性及粘聚性。若混凝土灌注需在高温条件下施工，应当在混凝土中添加适当的缓凝剂，从而避免其粘结速度过快。若在冬季施工，室外温度过低，应当在混凝土中适当的加入早强剂，从而保证混凝土可以按照工期及工艺要求达到初凝时间及终凝时间的混凝土强度。

混凝土要坚持按照配合比进行配比，塌落度应当为5-8cm，并且每灌注50cm，应当进行振捣，保持灌注过程连续。塌落度若过大，应当及时调整配合比。

桩头的标高应当适当的高于设计标高，从而保证在进行破桩头时，桩基础可以进入承台内部50-100mm。

桩身应当有试件存留，对于直径大于1 米的桥梁管柱基础，应当每根桩留有1 组混凝土试块。

在灌注混凝土前，应当对孔洞进行质量检查，确保孔壁坚固，清理孔底杂物，若有部分地下水渗入，应当及时进行抽水，并且在准备就绪后，尽快灌注混凝土。灌注混凝土只要是通过护筒的方式进行灌注，并且不断地插入振捣器进行振捣，避免混凝土不能够充分灌入孔内，同时振捣混凝土可以增加混凝土的密实度，但是在振捣的过程中，应当保证混凝土振捣工艺要求，避免混凝土因振捣或者下落不均匀从而产生离析现象。