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    錨固樁技術在橋梁基礎工程施工中的應用

    2014-04-16 05:45:32馮紅學
    交通運輸研究 2014年4期
    關鍵詞:水泥漿灌漿錨桿

    馮紅學

    (匯通路橋建設集團有限公司,河北 高碑店074099)

    0 引言

    在現(xiàn)代工程施工中,錨固技術已經(jīng)得到了廣泛的應用。對錨固技術進行分析研究可以有效地指導錨固樁在工程中的應用,并且有助于錨固技術規(guī)范的不斷完善,使錨固技術的工程應用能夠做到科學管理、規(guī)范有序,從而達到創(chuàng)新、發(fā)展錨固技術并將其應用于其他工程實踐的目的,使這種“高效、經(jīng)濟、安全”的施工技術得到推廣普及。在橋梁工程中采用灌漿錨固技術不僅可以起到前鉆的效果,還能減小樁身的嵌巖深度,降低施工難度。采用錨固樁技術,通過灌漿、擠密、滲透等施工工藝能大大改善地基的結(jié)構(gòu),從而增加地基的承載力。綜上所述,錨固樁技術是一種高效、經(jīng)濟、安全的施工技術。

    1 橋梁基礎錨固樁施工技術介紹

    橋梁基礎錨固樁施工的具體方法如下。

    (1)在完成成孔和孔內(nèi)清理后,按照正常的施工工序下鋼筋籠。制作鋼筋籠時要注意在主筋的內(nèi)側(cè)綁焊4~6根Φ170mm×5的鋼管,且不能出現(xiàn)變形的情況。

    (2)在灌注前需要進行第二次清空,主要目的是使樁內(nèi)的沉渣符合設計要求。待澆筑成樁并且混凝土達到一定強度后,再使用Φ130mm~Φ150mm的鉆頭鉆入Φ170mm×5的鋼管內(nèi),鉆穿管底后繼續(xù)鉆入,直至鉆入樁底基巖5m左右。

    (3)將4~6 個長度約為9m、主筋為6Φ22mm的小鋼筋籠逐個下入小孔孔底,并對小孔進行壓力灌漿,直到小孔內(nèi)被水泥漿灌滿為止。

    (4)在灌漿結(jié)束后的24h,將水泥砂漿填滿小孔直至樁頂氣瓶位置。施工技術人員應做好錨固孔的隱蔽記錄,并編寫好樁基的施工技術報告。此道施工工序不但可以有效地清除孔底沉渣,從而提高混凝土與基巖的黏結(jié)力,還能提高基巖的力學性能,提高樁的整體承載力[1]。

    2 橋梁基礎錨固樁的施工要點

    2.1 施工前期的準備工作

    (1)對設計條件、設計內(nèi)容、設計要求、地質(zhì)條件等因素做好全面的核對。對工程所在地的地下水情況以及其對基礎錨固工程產(chǎn)生的影響做出詳盡的分析。

    (2)對于可能存在的地下掩埋物和障礙物進行核實,在確認其數(shù)量、位置、大小后,提出排除方案和防護措施。對工程所在地的實際情況可能導致工程出現(xiàn)問題的因素進行排除或提出預防措施。制定良好的施工組織設計方案,對現(xiàn)場平面布置要提前進行準備。

    (3)掌握工地現(xiàn)場的實際情況,包括作業(yè)空間、場地的平整度、作業(yè)機械的選用、材料的準備情況、電力的供應以及排水條件等,為后續(xù)的施工作業(yè)做好準備。

    (4)根據(jù)地質(zhì)勘察報告設計的錨固方案,若原沖孔樁嵌巖深,樁底標高達到或超過設計要求,并且在錨固鉆探中所獲取的樁底巖芯較為完整,節(jié)理、裂隙不發(fā)育,一般的錨固方法是在每根樁內(nèi)錨3個孔徑為110mm的孔,下入的錨桿材料為3Φ22的螺紋鋼,并進行灌漿,直到水泥漿將全孔充滿為止。若發(fā)現(xiàn)原沖孔樁嵌巖與設計標高相差不大,但存在巖層傾角較陡、錨樁底基巖裂隙發(fā)育、巖芯破碎的情況時,應將樁的錨孔孔徑增加到150mm,下入的錨桿材料為5Φ22 的螺紋鋼,然后進行灌漿,直到水泥漿將全孔充滿為止。

    2.2 主要施工工藝

    橋梁基礎錨固樁的施工工藝流程為:施工準備→鋼筋制作→造孔→安裝錨桿→灌漿→養(yǎng)護→封孔。下面具體介紹施工要點。

    (1)施工定位放線

    施工放線的效果直接影響著工程質(zhì)量。工程項目部采用全站儀放線,在對橋梁的各個樁位編號之后,還應設置好觀測點和后視點,并用醒目的材料做好標記防止被無意中破壞。在放線結(jié)束后,還應通知監(jiān)理方前來復核,并做好施工放線記錄。

    (2)鑿孔施工

    在大橋的基礎施工進展到巖石層后,作業(yè)人員應采用沖擊鉆進行施工。若因其他原因?qū)е滤簧仙y以繼續(xù)施工時,可以采用沖擊旋轉(zhuǎn)式鉆機,以保證施工順利進行。

    (3)錨桿的制作和安裝

    采用螺栓螺帽將鋼軌連接至設計長度。小鋼筋籠的主筋一般采用Φ22鋼筋,箍筋則采用Φ16鋼筋。焊接時應采用雙面焊接,選用合格且合適的焊條,焊接時要做到飽滿焊接,焊縫的最大寬度不超過16mm[2}。

    清孔完成后應及時安裝拉桿。作業(yè)人員應當輔助吊機、裝載機進行鋼軌和鋼筋籠的安裝。安裝完畢后要做好對現(xiàn)場拉桿和鋼筋籠的保護工作,避免因碰撞而移位。

    在必要的情況下還需要做好拉桿的防銹處理。拉桿的防銹保護層狀況取決于錨桿的使用時間,以及周圍環(huán)境對錨桿的腐蝕程度等因素。尤其是對于永久性錨桿,必須高度重視拉桿的防銹、防腐蝕問題。對于永久性的錨桿,在勘察設計時,若發(fā)現(xiàn)地下水無腐蝕性或是具有輕微腐蝕性時,應當為錨桿設計2mm 厚的保護層;若地下水有腐蝕性時,應當為錨桿設計3mm 厚的保護層。錨桿防腐通常是采用涂防銹漆的方法,由于鋼筋周圍本身就有混凝土作為保護層,所以此方法基本能滿足錨桿防腐要求。

    (4)橋梁基礎錨固樁的灌漿施工工藝

    為了保證砂漿灌注后能在灌漿管中流動,并且達到設計強度,一般情況下,可以采用42.5MPa普通硅酸鹽水泥。在灌注水泥漿時,要將其水灰比嚴格控制在0.45∶1~0.5∶1之間。除此之外,為了提高水泥的早期強度,可以在拌制水泥漿時加入一定量的減水劑[3]。

    由于鋼筋籠的主筋內(nèi)側(cè)四周已經(jīng)預埋了注漿導管,所以注漿前應首先確認注漿所用的鋼管是否堵塞,并及時排除故障。在故障排除后,應按要求配置砂漿,并使用壓力泵將砂漿注孔,直至孔口流出干凈的水泥砂漿方能停止注漿。

    由于注入鉆孔內(nèi)的水泥漿會穿過巖石間的破碎帶和裂隙帶,所以注漿時可能會出現(xiàn)滲漏。如果滲漏只是導致了水泥漿液面回縮的,僅需要在完成注漿的2~3d 后對回縮部分進行簡單修補即可;如果滲漏情況嚴重,則可以采用邊灌漿邊向井口投入填充物(如石塊、砂等)的方法。

    每次完成注漿工序后,必須用清水沖洗注漿設備,如攪拌機、注漿泵、注漿管路等。

    3 工程案例

    3.1 工程概況

    某公路橋梁的設計總長度為350m,共7跨,每跨50m。橋面的凈寬為20m,并按設計要求設置防撞欄桿。該橋的設計荷載為汽—20 級,掛—1000,并按50 年以來最高的洪水水位(高位45m)進行設計。橋面設計采用鋼筋混凝土鋪裝層,上部結(jié)構(gòu)為預應力混凝土簡支空心板,下部結(jié)構(gòu)為雙樁雙柱式橋墩及四樁四柱式橋墩,基礎為Φ1100mm~Φ1300mm的嵌巖端承樁。

    3.2 地質(zhì)情況

    根據(jù)地質(zhì)勘察報告,該橋的地質(zhì)情況從上而下依次為:

    (1)腐殖土,厚約0.5m,粉質(zhì)粘土,塑性,深黃色,土質(zhì)稍濕;

    (2)粘土,厚2.0m,黃褐色,塑性,呈飽和狀態(tài);

    (3)粉細砂土,厚1.0m,黃褐色,稍密,飽和,易被液化;

    (4)砂卵石層,厚2.0m,松散,主要成分為石英巖,含泥多時易發(fā)生泥石流;

    (5)基巖層,白云質(zhì)灰?guī)r,呈青灰色,多數(shù)為微風化,巖芯比較完整且呈長柱狀,常見管狀珊瑚化石及微脈方解石,巖體質(zhì)量較好,該層是該橋的地基持力層;

    (6)橋基持力層,經(jīng)勘察,該橋位于中生代白堊紀下統(tǒng)灰?guī)r上,受區(qū)域地殼升降運動以及斷裂構(gòu)造的影響,該地區(qū)的地下水活動頻繁,導致游離的CO2不斷溶解白云質(zhì)灰?guī)r,故發(fā)育形成裂隙式溶洞,該持力層巖芯較為完整,呈柱狀。

    3.3 施工情況

    根據(jù)該工程所處的地理環(huán)境以及地質(zhì)狀況,在進行橋梁基礎工程施工時采用了錨固樁技術,并獲得了成功。

    4 結(jié)語

    在進行橋梁錨固樁基礎施工時,要注意各道施工工序中的細節(jié)處理。在工程施工之前,要對地質(zhì)勘察報告、設計圖紙以及周圍的環(huán)境進行詳盡的分析,針對各種狀況采取有效的預防措施。另外,還要確保每一道施工程序的規(guī)范操作。只有這樣才能順利完成工程項目,并使得錨固樁技術在橋梁基礎工程中得到推廣。

    [1] 汪文忠.北京大學理科教學群樓獨立基礎植筋錨固技術[J].建筑技術,2011,32(6):397.

    [2] 李官福. 砼結(jié)構(gòu)橋梁基礎施工技術控制[J]. 交通世界:建養(yǎng)· 機械,2011,(13):262-263.

    [3] 吳順川,姜春林,張友葩,等.復合錨桿樁在基礎加固中的應用[J]. 北京科技大學學報,2003,(5):398-401.

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