淺談管柱基礎(chǔ)施工

王立鵬,宋寶志

(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司)

當(dāng)水文地質(zhì)條件較復(fù)雜,特別是深水巖面不平、無(wú)覆蓋層或覆蓋層很厚時(shí),采用管柱基礎(chǔ)比較合適。管柱基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu),可采用單根或多根形式,使之穿過覆蓋層或溶洞、孤石,支承于較密實(shí)的土壤或新鮮巖面。管柱基礎(chǔ)施工系在水面上進(jìn)行,不受季節(jié)性影響,能盡量使用機(jī)械操作,從而改善勞動(dòng)條件,提高工作效率,加快工程進(jìn)度。管柱基礎(chǔ)是我國(guó)于1953年修建武漢長(zhǎng)江大橋時(shí)所首創(chuàng)的一種新型基礎(chǔ)形式,隨之在前蘇聯(lián)、日本與歐美等國(guó)先后應(yīng)用。

管柱基礎(chǔ)主要由三部分組成,即承臺(tái)、多柱式柱身和嵌巖柱基。按承臺(tái)的高低分為低承臺(tái)管柱基礎(chǔ)和高承臺(tái)管柱基礎(chǔ)兩類。施工時(shí)是否需設(shè)置防水圍堰,對(duì)施工技術(shù)的要求將有重大的差別。需要設(shè)置防水圍堰的管柱基礎(chǔ),其施工較為復(fù)雜,技術(shù)難度較高。

管柱一般包括管柱體、連接法蘭盤和管靴三部分。管柱體有鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼管柱三種。鋼筋混凝土管柱適用于入土深度不大于 25m,下沉振動(dòng)力不大的條件,其制造工藝和設(shè)備較簡(jiǎn)單。預(yù)應(yīng)力混凝土管柱下沉深度可超過 25m,能承受較大的振動(dòng)荷載,管壁抗裂性強(qiáng),但制造工藝較復(fù)雜,需要張拉設(shè)備等。管柱系裝配式構(gòu)件,分節(jié)制造,管節(jié)長(zhǎng)度由運(yùn)輸設(shè)備、起重能力及構(gòu)件情況而定。直徑1.55m,管節(jié)長(zhǎng)度有 3m、4m、5m、6m、9m、12m幾種;直徑3.0m、3.6m、5.0 m、5.8 m,管節(jié)長(zhǎng)度有 4m、5m、7.5 m、10m幾種;鋼管柱管節(jié)長(zhǎng)度有 12～16 m。表 1提供了鋼筋混凝土管柱管節(jié)主要尺寸。表 2為預(yù)應(yīng)力混凝土管柱主要技術(shù)指標(biāo)。預(yù)制的管柱管節(jié)屬于薄壁構(gòu)件,應(yīng)提高混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)度。預(yù)制管柱宜采用離心、強(qiáng)振或輥壓以及高壓釜蒸養(yǎng)等工藝。管節(jié)下沉前,應(yīng)遵循施工規(guī)范要求,嚴(yán)格檢驗(yàn)管柱成品的質(zhì)量,根據(jù)成品管節(jié)檢驗(yàn)資料及設(shè)計(jì)所需每根管柱長(zhǎng)度,組合配套,做好標(biāo)志,使整根管柱的曲折度滿足設(shè)計(jì)要求。

表 1 RC管節(jié)主要尺寸

表 2 預(yù)應(yīng)力混凝土管柱主要技術(shù)指標(biāo)

管柱下沉應(yīng)根據(jù)覆蓋層土質(zhì)和管柱下沉深度等采用不同的施工方法,如有:振動(dòng)沉樁機(jī)振動(dòng)下沉;振動(dòng)與管內(nèi)除土下沉;振動(dòng)配合吸泥機(jī)吸泥下沉;振動(dòng)配合高壓射水下沉;振動(dòng)配合射水、射風(fēng)、吸泥下沉等。按照土質(zhì)、管柱下沉深度、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、振動(dòng)力大小及其對(duì)周圍建筑設(shè)施的影響等具體情況,規(guī)定振動(dòng)下沉速度的最低限值,每次連續(xù)振動(dòng)時(shí)間不宜超過 5m in。管柱下沉到設(shè)計(jì)高程后,鉆巖與清孔等工序按鉆孔樁有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。管柱內(nèi)安裝鋼筋骨架、填充水下混凝土及質(zhì)量檢查應(yīng)符合下列規(guī)定。

(1)鋼筋骨架應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的埋置深度安裝。

(2)用垂直導(dǎo)管法填充水下混凝土應(yīng)符合的要求是:

①為防止孔壁坍塌或流沙淤入孔內(nèi),每孔鉆巖完成后,應(yīng)迅速進(jìn)行清孔和填充水下混凝土;

②要避免填充水下混凝土?xí)r,砂漿流入相鄰鉆孔內(nèi);

③為使鉆孔混凝土和孔底巖體黏結(jié)良好,開始填充混凝土前可用高壓射水、射風(fēng)或其他辦法沖起殘留渣物,在渣物尚未沉淀時(shí),立即澆筑混凝土;

④導(dǎo)管埋入混凝土的深度不宜小于 1.0m,但也不宜過大,應(yīng)盡量促使導(dǎo)管周圍混凝土流動(dòng),防止混凝土開始硬化時(shí)與導(dǎo)管黏結(jié)成塊。

(3)管柱內(nèi)填充混凝土的質(zhì)量檢查要求如下:

①混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求;

②管柱群樁基礎(chǔ)應(yīng)有不少于 10%的管柱做鉆探檢查,鉆探孔的深度應(yīng)至管柱鉆孔底以下 0.5m,并在混凝土芯取出后立即用水泥漿封孔;

③混凝土與巖層間應(yīng)無(wú)殘留渣物,且黏結(jié)良好;

④混凝土芯樣外觀應(yīng)良好,各區(qū)段取芯率一般宜大于90%。