浅淡公路桥梁桩基施工与检测技术
2015-05-13
在公路桥梁桩基施工中，通常是先使用机械进行钻孔，然后灌注混凝土。也可以根据地质及地下水情况，有针对性地采用挖孔作业，然后再进行混凝土的灌注，挖孔工艺在桩基施工中显示出很大的优越性。如现场作业面小，占地范围不大，可以开展平行和流水交叉作业，可以很好地进行桩的偏位和竖直度控制，能够有效地避免钻孔导致的扩孔率、混凝土用量增大，还能够有效地控制混凝土灌注过程中产生夹层、断桩等不利因素。这两种桩基各有优缺，需结合实际情况灵活应用，避重就轻。
1、钻孔灌注桩施工中应注意的事项
1)钻孔灌注桩在钻孔开始时，需稍提钻杆，在护筒内旋转造浆，开动泥浆泵进行循环，等泥浆均匀后以低挡慢速开始钻进，使护筒脚处有牢固的泥皮护壁，钻至护简脚下1m后，方可按正常速度钻进；在钻进过程中，应注意地层变化，对不同的土层，采用不同的钻进方法；在黏性土中钻进，宜选用尖底钻头，中等钻速，大泵量，稀泥浆；在砂土或软土层中钻进，宜用平底钻头、控制进尺、轻压、低挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进；在土夹砾(卵)石层中钻进，宜采用低挡慢速、优质泥浆、大泵量、分两级钻进的方法钻进。
2)对于泥浆护壁桩基，钻孔能否成功，泥浆是关键。在钻孔过程中，要不断向孔内补充新泥浆，以保持泥浆的稠度和比重。泥浆顶面要高出地下水位线50cm以上，以保持孔壁的稳定。同时要严密注视地质条件的变化，并随时调整泥浆的性能和配合比。在钻进过程中，根据地质情况适当调整泥浆比重，一般地层以1．1～1．3为宜，松散地层以1．4～1．6为宜。
3)当孔深距设计标高差50cm时，将钢筋笼、导管及其他机具、材料等准备就绪，以避免成孔后等待机具、材料而造成时间间隔，引起由于地质不良发生的塌孔现象。
4)清孔，当钻机钻到设计高程时，就立即进行清孔,清孔后泥浆比重控制在1.15～1.2之间，如果泥浆比重太大，则不利于混凝土的浇筑，如果太小可能会引起塌孔。
2、人工挖孔桩施工中应注意的事项
1)人工挖孔成孔方案存在弊端，最大的弊端就是井下作业不安全因素较多，必须严格按照安全生产条例执行，时刻保持高度重视，仔细地查找、消除不安全隐患。井下作业人员必须佩戴安全帽，进、出井孔要系保险绳，挖孔作业中必须搭设掩体，提取土渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等必须经常检查。钢丝绳安全系数宜取5以上，发现有断丝要立即更换。井口围护要高出地面20cm～30cm，防止土、石等杂物落入孔内伤人，并阻止地面水流入孔内，挖孔工作暂停时，要及时罩盖孔口，以避免孔壁干燥吸收混凝土中水分及安全事故的发生。
2)如果孔壁有少数位置土质不好，或有渗水现象，会发生掉块、滑坍、塌孔等现象，孔壁一定要进行支护，宜采用现浇混凝土护壁。支模时下口大,上口小，呈“锥形”，以利于混凝土的浇筑,振捣,还能增大桩身摩擦力。护壁混凝土作为桩身的一部分时，其标号不能低于桩身混凝土标号。
3)当挖孔中遇到坚硬地层，如岩石等，需进行爆破时，应用浅眼爆破法，严格控制用药量，并在炮眼附近加强支护，防止震塌孔壁。爆破产生的烟雾、有毒气体应使用机械通风方法排出孔外，直至孔内空气符合人体健康标准要求后方可继续作业。
4)在挖孔过程中或灌注桩基混凝土之前，若孔底积水较多，可用水泵抽取，积水较少时可用水桶人工排除。
5)挖孔达到设计标高后，对孔底的松散土渣、淤泥、沉淀等扰动过的软层要进行清除，最后达到孔底平整、原状土外露要求。若桩底进入斜岩层时，应凿成水平或台阶状。
6)在实施人工挖孔的过程中，当发现地质或水文地质与钻探资料有较大出入且不利于人工挖孔时，应根据具体情况回填后采取机械重新钻孔或钻机完成剩余孔深等方法，以确保安全。
7)挖孔过程中如遇大的孔洞、裂缝，要会同业主、设计、监理等有关单位技术人员共同查看，查明原因后，再依照具体情况，采用浆砌片石填缝或采用流动度较大的混凝土、片石混凝土浇筑填塞等办法解决。
3、桩基检测技术
3.1成孔检测
在我国，成桩检测技术要优于成孔检测技术。从防患于未然的层面来看，桩的成孔检测应比成桩后检测更为重要。大力提倡成孔检测技术的开发，特别是对桩承载力有很大影响的灌注桩桩底沉渣厚度测试手段的研究，今后仍是我国桩基工程中的迫切任务。
3.2静载荷试验法
管在目前桩的静载试验仍被国内外公认为评价桩承载力最直观、可靠的方法，但由于测试仪表的精度、试验方法的限制、分析方法的差异和工程判断的能力等因素，其测试误差也能达到10％。因此,如何改进静载试验测试、分析方法，提高静载试验的可靠度，长期以来是工程界所关心的课题。近年来，试验吨位有了很大提高，国内已有不少单位可以从事30000kN以上吨位的加载,也有许多研究人员对相关的负摩阻现象进行了研究和探讨,对于大吨位的桩，在桩底埋设千斤顶和传感器进行载荷试验。
3.3声波透射法
这虽是一项传统技术，以前应用却并不广泛。随着近几年来交通系统投资的增加，以桥桩为代表的各种大直径钻孔灌注桩的大量涌现，声波透射法在国内已得到越来越广泛的应用，在这种方法的应用过程中,数字化声波仪已取代了传统的模拟声波仪，不仅在使用的方便程度上有了质的飞跃，而且在分析手段上也有了很大提高，声失时判读已不再是唯一的选择，声幅和声频已开始进入了分析判断领域，尤其令人欣慰的是,CT声波已步入实用阶段，为声波透射法的后续研究提供了广阔的前景。
3.4应力波反射法完整性检测
尽管近年来国内外对于这种方法的研究未见本质性的进展，但在实用和普及方面国内却有较大提高，这些不仅表现在国产桩基动测仪和配套用传感已达到或接近国外先进仪器方面，也表现在许多单位认真研究各个测试细小环节和分析环节方面，更主要的是表现在许多管理部门已开始认真总结应力波反射法完整性检测的得与失，开始使这种方法的应用回归到一种正常的位置，如广东省正在将这种方法定位于为后续检测提供前期技术准备,这种定位已与该方法解决问题的真实能力完全对应。
3.5高应变动力试桩法
在我国,高应变动力试桩法的研究是起自20世纪80年代中后期,90年代初期已有相关的软硬件问题,其实际应用效果已不弱于国外，其后面向国内大量的灌注桩检测,已有单位在模型改进、拟合技巧、参数选定等方面进行了大量工作，也有应用者在桩如何才算被充分激发方面进行了研究。值得一提的是，桩基动测方面，国产仪器和软件业已达到国际先进水平，许多方面甚于更具有中国特色。
3.6动静法
由于高应变动力试桩法力的作用时间过短，桩只能被视为弹性体进行分析，国外有人提出了一种动静法，采用技术将力的作用时间延长，使沿桩身传播的应力波波长大于实际桩长，进而将桩视为刚体，回避了应力波的传播问题。应该说这种方法既克服了传统静载试验的笨重与费时，也克服了高应力方法的过分间接性，是一种较好的方法，但由于该方法对锤的配重要求太高,具体操作仍有较大难度。
4、结语
随着目前高速公路和城市高架立交的飞速发展，桩基工程越来越多，桩基工程的施工质量必须引起高度的重视，以防留下诸多安全隐患。近些年来，桩基工程检测技术也成为一个热门，并得到广泛重视,特别是近10年，桩基检测技术得到了长足的发展，有关桩基工程检测的标准、规范相继发布、施行,使桩基检测工作进一步规范化,对保证工程质量起到了良好的作用。
