桥梁工程施工中的桩基加固技术研究

桥梁工程施工中的桩基加固技术研究

许昌腾飞公路工程有限公司河南许昌461000

摘要:随着经济建设规模的持续扩展及经济发展速度的大幅度提升,我国的汽车行业也获取了迅猛的发展,然而逐年扩增的各类工程装备及交通运输车辆在公路上的频繁通行给道路带来了一定的承载负担,同时也给公路中大批桥梁设施的运行安全造成极大威胁,特别是重型货车超载超速行驶、车身外形严重超标等不规范的通行行为,给桥梁通行安全和建造质量带来了严峻的挑战。桥梁工程在建造中要严格执行高水平的技术标准,必须保证所建造的桥梁能够充分满足交通运行安全的基本需求,其中关键要做好现阶段桥梁桩基的稳定加固作业,特别要对那些超出正常使用期限,且已经出现许多严重病害并处于危险运行阶段的老旧桥梁,要针对性地对其做好桩基加固及翻修工作,进而保障车辆在桥上通行时的安全稳定。

关键词:桥梁施工;桩基加固;技术

1桥梁施工中桩基加固原理

施工技术人员为提高路桥施工中桩基的承载能力,要增强路桥桥梁桩基承台的性能,钻孔灌注桩技术的加固原理是对群桩的结构进行系统分析,依据群桩的实际情况,在桥梁桩基的周围进行灌注处理,这样能够增加承台的桩基参数,增加柱桩直径以提高承载能力。钻孔灌注会在一定程度损坏土壤的稳定性,而在钻孔后灌注混凝土时,运用高压技术让浆料直接深入到桩基周围的土壤中,能够起到很好的填筑效果,桩基周围持力层的物理性能、化学性能、稳定程度也会极大提高,桩基的承载能力也会提高。

2桥梁建造中易出现的问题

2.1桩基结构沉陷

在桥梁工程建造环节中,桩基底部区域落入的工程废渣未能彻底清理,造成废渣堆积过高,由此在很大程度上造成桩基结构沉陷。当桩基结构沉陷已经发生但尚未出现顶部连续型横梁的断裂情况时,由于桩基结构本身的承载能力已经达不到支撑顶部横梁体所具有的自身重量,因此要对桩基结构进行稳定加固,进而有效阻止此类桩基结构的持续下沉。与此同时,还要使其顶梁体能够整体还原到之前的结构模式和受力状态,彻底排除由于桩基结构沉陷而导致添加到上部梁体自身的额外应力,以防止发生上部梁体断裂事故,充分保障桥梁工程的稳固持久性。

2.2施工环节中桩体浇注作业易发生的问题

在桥梁项目的建造环节中,现场浇筑桩基体施工工艺是属于过水桥建造环节中应用的最普遍的施工模式,在具体操作过程中容易产生的施工质量问题主要表现在所构筑的水泥浇筑体时常出现松散、产生蜂窝、形成气孔等不良现象。在进行水泥浇注环节中桩基结构体还易发生离析及透气情况,水泥浇筑体内产生零散型的气眼、沙窝结构等缺陷问题。除此之外,桩基结构松驰,沉积层厚度偏大,桩基结构内部的清孔工作做得不彻底,软质淤泥型沉陷杂质被残存在水泥结构体底部,桩体结构的端头不牢固,刚性偏低;在浇灌水泥料至桩顶端位置时,时常出现支撑力不够,存在部分泥浆混入或桩基顶端结构不结实,因此桩基结构施工质量不能够满足工程设计的标准要求。在水泥灌注作业过程中,出现通水管渗水、管内堵塞、产生坍落气眼等情况以及水泥料灌注迟缓,导致最初先灌注的水泥料已提早产生初期凝固状态,从而造成其坍落度指标下降,而后期灌注的水泥料又会冲破顶层出现快速上长的趋势。在进行水泥浇筑环节中会发生局部范围塌壁,从而造成两层水泥料之间混入其他工程杂料,严重的话可使整体桩基结构因为混入杂料而发生桩体断裂的情况。

3微型桩加固施工技术

桥梁工程建造环节中经常采取的微型桩是比较普遍的一类内径偏小的钻孔式水泥桩,它可以充分适应于桥梁工程桩基结构加固作业。这款微型立桩的桩基结构加固操作程序是选取地质勘探系统专用的钻孔装备开展钻孔操作,依照不同的工程地况构架,可以选取干作业法钻孔或者连续循环型泥浆浇注护壁法钻孔两类工艺。若选取连续型泥浆浇注钻孔方法,在钻入至拟定的深度指标要求时,再使用冲水作业方法来实施钻孔操作中的设备清洗操作;若选取干作业法钻孔操作技术,就需反复进行提钻来达到清洁内孔的操作目标。进行完清孔过程之后,须迅速置入嵌筋笼架和输浆导管。其中嵌筋的钢笼构件需要依照所设定的相异用途来实施具体的制作过程。在开孔直径很大的情况下,要使用钢筋型笼框模式;在选取较小内径的开孔时,应使用单根钢筋。在实施完上述操作工序之后,方可开始展开压力式水泥料浇筑过程。应先向孔眼内置入内径为12cm的散碎石料,之后向钻眼内浇灌均一型的水泥砂浆或水泥灰浆,另外还可以向孔开眼内实施依靠外部作用力施加的压入型模式来实现浇注水泥砂浆料的作业过程。

4桥梁工程施工中微型桩加固施工的作用

1)选用微型桩基加固施工工艺可以成功构筑出特异形态的、属于网形排布的微型桩结构模式,这款利用较多微型桩来构筑出的桩基结构模式,可以大幅度提升桥梁工程桩基结构的负载效能,全部单型桩均可共同承载施加到其本身上的各种外力载荷,并且实现极强的桩基加固效果。2)桥梁项目建造环节中所运用的微型桩基础结构加固技术可以圆满完成优质型的桩基构筑作业过程,而且其施工工序操作相对简洁明快、施工技术比较先进化,作业环节中所使用的工程器具简单高效,因此使具体施工过程中耗费的成本偏低,并且应用区间宽,在多种地质状况下的桥梁桩基结构加固施工过程中都适合采用。

5钻孔浇注桩基加固技术

5.1改善承力层状况、强化桩基结构承载能力

在钻孔浇注桩基结构的施工过程中,桩基底部负载、桩基体表观层、土层滑移趋势等都和桩基结构的负载强度之间有紧密的关系。要想实现整体强化桩基结构的承载效能,就应当对其构筑桩基结构的灌浆操作环节施予充足的压力差,并以此作为操作过程的推动力,从而保证水泥浆料能够在振捣部位周边区域内对桩基边缘土层进行泥土挤压开裂、开裂狭缝浸氮、缝隙充实灌筑、桩旁土质充实、桩基土层固结的处理过程,把桩基周边零散的砾石料、土壤成分均依照此方法聚结成密实性极强的填充型泥土层,进而在强化桩基结构体承力层自身的力学及机械性能的前提下,大幅度增强水泥浇注桩本身结构的承载效能,实现桩基结构加固的施工质量。

5.2强化桩基侧部摩擦阻力

钻孔浇注水泥桩和水泥浇注桩桩基底侧结构体,二者之间所表现出的机械性能差距,是指其桩体侧模阻力的大小及其影响因素,设挡泥桩和桩基旁边的土体层进行结合,由此来减小彼此之间的摩擦阻力系数,还有效地降低了桩基侧部的摩擦系数。针对桩柱底侧的高压型灌浆作业及其水泥浆液均是顺着桩基土层和桩基所接触的界面来持续进行向外缘扩展、填充,利用水泥料自身的性能影响来充实二者之间的缺陷,由此使桩基侧部的摩擦阻力得到大幅度的增强。水泥浆料沿水平方向渗透到桩基侧部的土层之后,方可发挥出很好的承力效能,从而明显地增强桩基体结构层的承力能力。

5.3水泥压浆作业的指标

水泥灌浆作业指标中重点涵盖水分与灰分比例、灌浆操作压力、灌浆压力终止控制等关键性内容。在具体实施桩基加固施工作业环节中,必须参照过去的施工操作经验来进行参数的确定,然后依照所拟定的指标参数来进行具体设置。在实施完桩基结构性能测试之后,要对所测数据进行系统化的总结分析,务必要使其性能指标恢复到桥梁建造起始阶段所拟定的强度指标,而且还要进行静载压力试验,最终获取各项测验参数。严格按照规范要求,进行水泥净浆配合比设计,确定理论配合比,并进行相关的检验。泌水率最大不得超过3.1%,拌合3h后的泌水率宜控制在2.2%,25h后泌水应全部被浆吸收。水泥浆液从拌制到使用的最长时间,应通过试验来确定,一般不得超过2~4h。

6路桥工程中桩基结构的其他固化工艺概述

在路桥项目建造环节中,微式墩桩固化工艺是最广泛应用的桩基固化工艺,在此基础上,被广泛应用到桥梁工程上的也有其他一些类型墩桩基础固化工艺,但都会用到现场放线、基础打孔、设置钢筋以及穿入钢管等操作工序,在所实施的具体操作环节中,运用的操作模式是利用钻机进行开孔,在墩基上钻开一个圆状的孔眼之后,再利用汽车吊车把其钢轨构件高高吊起,之后再依托人力的协助,把钢轨构件完整地穿进孔内。穿孔操作结束之后,把矿粉石水泥浆液灌注入轨,防止其他各个钻孔之间留有余隙。为了增强浇注水泥的质量,操作人员须随时仔细查看其水泥体的充实度高低,特殊情况下,应当往其内部添入少量的粉煤型细灰、化学缩水制剂或复合型加强制剂。其中各个钢轨之间的间隔距离,应当限制在0.2m之内,为了防止钢轨构件发生下陷,应当选取将钢轨加工成尖锐形态的处置手段。当转入钢轨基桩的构筑环节时,要提前实施试验操作环节,在桥梁墩台旁边进行钻探试验操作,并且在实验过程中不断地积累经验、感知体会,掌控好操作的时机,确保钢轨型墩桩的构筑任务能在预定的期限内圆满地实现。在圆满地做好钢轨型墩桩的构筑环节后,选取一定的合适钢板材料焊制一个连续箱梁安置于钢体轨道的上方,此时可构筑出一个完整的钢轨型排列桩,设置的目的是为了增强其抵抗倾斜的能力,尔后运用人力挖掘的手法,构建一个长方形开孔。再运用一间二手段加工出一个深度尺寸为3.5m的沉孔,选取钢筋材料实施焊接。焊接过程中,在各个钢轨彼此之间连接的空隙区间,选用木板把它挡住,将钢筋条压于木板之上,尔后再实施钢轨之间的对接焊制,由此可确保桥梁墩台基础不暴露出钢制轨道,进而确保项目建设质量达标。在挖掘长方形孔眼的作业环节中,需要选取钢条、钢片来加工成一个钢体模型,其目的是欲防止周边的土结构体出现坍塌情况。

7提高桩基加固质量的措施

7.1优化施工持力层

在对有关的公路桥梁进行桩基施工时,如果操作地点的土质较为松软,那么相关桩基的加固操作就便于开展,所以我们要结合相关的具体情况,尽可能地优化持力层的土质。在进行钻孔灌注桩施工时,加固质量的好坏与许多因素有关,例如桩底的负荷情况、桩底的表皮情况以及土层移动均和情况等。为了能够在施工过程中增强立桩的负荷能力,我们需要在注浆环节保持较好的输送压能差,这样在振捣浆料的过程中,就能够有效解决桩边土层出现的下压开裂问题、缝隙渗氮问题和裂缝填充问题,还能够把周围松散的砾石采用压力差的原理胶结为具有高强度的泥土,这样就可以保持桩基附近持力层的物力性能,从而在原来的基础上增强桩基的性能,保障桩基坚固度,提高灌注桩的承重能力,保证桩基的质量。

7.2提高桩基侧面的摩擦力

在进行施工的过程中,我们会发现灌注桩的底部和钻孔灌注桩之间存在着较大的差距,其原因是下桩侧模的阻力存在大小不同的问题,为了在安装挡泥桩的时候保证其稳固性,我们一定要把桩身和附近的泥土进行紧密的结合,这样做的目的不但可以降低两者之间的摩擦系数还可以有效降低桩侧面产生的摩擦阻力,如,我们在对桩底进行高压注浆的操作时,注入的浆液都会选择从桩土和桩体的界面流入,在持续下流的过程中,这些浆液会进行不断的扩散,最终进行填料,增强两者之间的粘合性。通过以上的操作,桩侧的摩阻力就会得到提高,这样子桩基的稳固性就得到了加强。在桥梁的施工加固过程中,还应该注重桥梁本身的质量问题,在进行固化加工的过程中,应该考虑到桥梁设施的总体质量和可以承受的车辆运行承载力。在进行施工之前,应该对即将进行施工的图纸进行再次审核,并与相关的技术人员作相关的技术研讨,以此保证桥梁工程的质量问题。

结论

在整个路桥工程施工中,桩基加固技术的优劣直接影响桩基加固的质量;在加固技术施工中,需要将桩基的持力层和侧摩阻力都进行改善。而在桩基加固操作中主要针对的因素是微型桩加固,可通过钻孔灌注桩和后压浆技术来进行。

参考文献:

[1]孙志国.关于路桥施工中桩基加固技术的研究[J].黑龙江科技信息,2013(12):115.

[2]孙岭.关于路桥施工中桩基加固技术的研究[J].黑龙江交通科技,2013(12):115.

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