桥梁桩基础探讨
2015-04-09
我省地处青藏高原，复杂的地质状况使得在大桥基础在形式上对桩基础的应用非常广泛，特别是钻孔灌注桩适用于地下水位较低的和复杂且常需护壁的地质情况，这种工艺正日益完善，但往往由于工艺不当，断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题也时有发生。正确地选用科学合理的施工工艺，使钻孔灌注桩单桩静载试压达到全部优良。
1.桩基础材料的控制
桩基础对材料的要求时比较严格的，特别是我们在施工中大多都是进行水下混凝土的浇筑施工，所以在试验检测的基础上选用合格的材料，主要材料水泥、钢材必须有产品合格证，而且还要根据进场数量进行抽检合格后方可使用。粗细集料的进场时都需进行检查验收，使用时仍需进行严格试验，以确保原材料的质量。工地试验室严格把关配合比，并做好现场施工检测。水泥混凝土原料宜选用卵石、石子含泥量小于2%，以提高水泥混凝土的流动性，防止堵管。一般水泥混凝土初凝时间仅3―5小时，只能满足浅孔小桩径灌注要求，而深桩灌注时间约为5―7小时，因此应加缓凝剂，使水泥混凝土初凝时间大于8小时，为了使水泥混凝土具有良好的保水性和流动性，应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后，先开动搅拌机并加入30%以上的水，然后与拌合料一起均匀加入60%的水，最后再加入10%的水（如砂、石含水率较大时，可适当控制此部分水量），最后加水到出料时间控制在60秒内，坍落度应控制在180～200 mm之间，在灌注砼过程中严格测量灌注砼的标高和导管的埋置深度，导管的埋深应保持在2m～4 m， 要保证证砼顺利进行，当灌注至距顶点标高8m～10 m 时， 及时调整砼坍落度，降低到12 cm～16 cm 以提高砼的强度，每根桩留取砼试件3 组，做强度试验。水泥混凝土灌注距桩顶约5 m处时，坍落度控制在160～170 mm，以确保桩顶浮浆不过高。气温高，成孔深，导管直径在250 mm之内，取高值，反之取低值。钻孔灌注桩水下砼使用导管灌注，现场的配合比要随水泥的品种，砂、石规格及用水量的变化而进行调整。为使每个工作的施工配合比都能准确无误，施工现场选用生产量高的1000 型拌和站生产砼混合料，1000 型砼拌和站各项功能全部电脑操作，其特点是：计量准，生产能力强，产量高，适用于砼用量大的结构工程，施工中各项技术指标自动控制，准确无误。
2.桩基础施工要点
桩基础的钻孔打桩顺序直接影响打桩速度和桩基质量。打桩顺序一般分为：由一侧向单一方面打，自中间向两个方面对称打，自中间向四周打。因此；应结合地基土壤的挤压情况，桩距的大小，桩机的性能，工程特点及工期要求，经综合考虑予以确定，以确保桩基质量。减少桩机的移动和转向，加快打桩速度，由一侧向单一方向打，桩机系单向移动，桩的就位与起吊均很方便，故打桩效率高；但它会使土壤向一作技术检灌注操作技术分为首批水泥混凝土灌注与后续水泥混凝土灌注及后期灌注三个过程。在前一过程中，水泥混凝土灌注量与泥浆至水泥混凝土面高度，水泥混凝土面至孔底高度，泥浆的密度，导管内径及桩直径有关。在后续灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的水泥混凝土下落后，应当牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入水泥混凝土。牵动导管的作用有两点：1）由于粗骨料间有大量空隙，后续水泥混凝土加入后形成的高压气囊，会挤破管节间的密封胶垫而导致漏水，有时还会形成蜂窝状水泥混凝土，严重影响成桩质量。因此牵动导管有利于后续水泥混凝土的顺利下落，否则水泥混凝土在导管中存留时间稍长，其流动性能变差，与导管间摩擦阻力随之增强，造成水泥浆缓缓流坠，而骨料都滞留在导管中，使水泥混凝土与管壁摩擦阻力增强，灌注水泥混凝土下落困难，导致断桩。2）牵动导管增强水泥混凝土向四周边扩散，加强桩身与周边地层的有效结合，增大桩体摩擦力，同时加大水泥混凝土与钢筋笼的结合力，从而提高桩基承载力。
3.桩基础常见的质量问题及处理措施
（1）根据规范要求钻孔后要彻底清除孔底的淤泥，但在实际施工过程中，很难将淤泥彻底清除，于是在浇灌第一斗混凝土进行封底施工时，孔底沉积的淤泥必然混入混凝土中。由于用导管灌注的水下混凝土是从下往上顶升的，先灌入的混凝土顶升于孔的上面，这样就容易出现桩上段强度较低甚至断桩的现象。
（2）浇灌混凝土时，若导管插入混凝土之内过深，浇注速度又较快，则容易在孔体深部沉积较多的骨料，加上振捣过程所造成的混凝土的离析，也容易导致桩体上部强度较低的质量问题。
（3）断桩。断桩一般常见于地面下1～3 m不同较硬层交接处。其裂痕呈水平或略倾斜，一般都贯通整个截面，其主要原因有：桩距过小，邻桩施打时土的挤压所产生的水平横向抵力和隆起拔力的影响；软硬土层间传递水平力大小不同，对桩产生剪力；桩身水泥混凝土终凝不久，强度弱，承受不了外力的影响。避免断桩的措施有：1）桩的中心距宜大于3.5倍桩径；2）考虑打桩顺序及桩架行走路线时，应注意减少对新桩的影响；3）采用跳打法或控制时间法以减少对邻桩的影响。断桩检查，在2～3 m深度内可用木锤敲击桩头侧面，同时用脚踏在桩头上，如桩已断，会感到浮振。亦可用动测法，由波形曲线和频波曲线图形判断桩的质量和完整程度。
4.结语
随着科学技术的不断提高，建筑新技术及新工艺也不断发现并完善起来。相当多的科研人员及业内人士非常重视钻孔灌注桩的发展，我们在施工过程中注意收集有关地质资料及学习各种复杂的基础施工经验是必不可少的。相信钻孔灌注桩技术会不断完善成熟。
