橋梁管柱基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用探究

（酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 酒泉 735000）

在橋梁管樁基礎(chǔ)工程，是在水面上進(jìn)行作業(yè)并通過專業(yè)施工機(jī)械進(jìn)行施工。管樁基礎(chǔ)工程不受溫度的影響，可以在一定程度上改善勞動(dòng)條件，并且可以加快工程施工進(jìn)度，同時(shí)在一定程度上降低施工成本的特點(diǎn)。

橋梁管柱基礎(chǔ)的施工材料分為：鋼筋混凝土樁、木樁、預(yù)應(yīng)力混凝土樁、鋼樁四類。橋梁管柱基礎(chǔ)施工大多數(shù)使用預(yù)應(yīng)力混凝土樁以及鋼筋混凝土樁這兩種形式。按照工程施工形式分為預(yù)制樁、鉆孔灌注樁。按照施工方法分為震動(dòng)沉樁；靜力壓樁；錘擊沉樁；鉆孔埋置樁；就地灌注樁等等形式。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)所設(shè)計(jì)的荷載、地質(zhì)的條件、施工的設(shè)備、工期的要求以及會(huì)對(duì)附近的建筑物所產(chǎn)生的影響全方面進(jìn)行考慮，從而選擇出最適應(yīng)的樁基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)施工方法。

1 沉入樁基礎(chǔ)

橋梁管柱基礎(chǔ)沉入樁基礎(chǔ)所使用的樁基大多數(shù)為預(yù)制的鋼筋混凝土樁、預(yù)應(yīng)力的混凝土樁兩種形式。樁基礎(chǔ)通常為空心管樁、實(shí)心方樁兩種形式。在一般情況下樁基礎(chǔ)通常是由工廠通過一定的技術(shù)手段制作而成。樁基礎(chǔ)的規(guī)格型號(hào)通常為40cm、55cm 兩種型號(hào)。樁基礎(chǔ)通常分為上中下三節(jié)，一般情況下管壁厚為8-10cm[1]。

橋梁管柱基礎(chǔ)中鋼筋混凝土管樁在預(yù)制過程中的注意事項(xiàng)為：第一；應(yīng)當(dāng)將預(yù)制場(chǎng)地進(jìn)行場(chǎng)地夯實(shí)機(jī)場(chǎng)地平整，第二；進(jìn)行基礎(chǔ)管樁的制模及立膜施工，第三；當(dāng)模板支立結(jié)束后進(jìn)行鋼筋骨架的制作及吊裝，第四；進(jìn)行混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù)。在間接法澆筑橋梁管柱基礎(chǔ)的施工過程中，需要第一批澆筑的樁基礎(chǔ)強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%，方可進(jìn)行拆模。

橋梁管樁基礎(chǔ)在預(yù)制及存放的的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)多加兩個(gè)支護(hù)點(diǎn)。若樁長較長，可以采用3-4 個(gè)支護(hù)點(diǎn)。支點(diǎn)的位置應(yīng)當(dāng)在最大負(fù)彎矩與最大成彎矩相等的位置進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)起吊就位的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)采用1-2 個(gè)起吊點(diǎn)。選擇堆放場(chǎng)地時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量的與沉樁位置現(xiàn)場(chǎng)距離較短處，堆放場(chǎng)地應(yīng)當(dāng)平整堅(jiān)實(shí)，并且具有一定的防水措施，避免場(chǎng)地發(fā)生不均勻沉降或者濕陷的現(xiàn)象出現(xiàn)。

橋梁管柱基礎(chǔ)進(jìn)行沉樁順序應(yīng)根據(jù)全方面進(jìn)行決定。并且同時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)樁的入讀深度保證相等，并且土壤均勻密實(shí)。若預(yù)制樁長度不滿足設(shè)計(jì)要求的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行接樁。接樁的施工工藝有：鋼板連接、硫磺膠連接、法蘭盤連接等等連接工藝[2]。

在進(jìn)行沉樁施工前，應(yīng)當(dāng)對(duì)障礙物進(jìn)行清理包括地面及空中的所有障礙物，并且對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整，搭設(shè)作業(yè)面等。沉樁的主要施工方法有：振動(dòng)法沉樁、錘擊法沉樁、射水法沉樁、鉆孔埋置樁、靜力壓樁等方式。

1.1 橋梁管柱基礎(chǔ)——錘擊沉樁

橋梁管柱基礎(chǔ)錘擊沉樁的施工方法主要適用于，中等密度的粘性土、砂類土。因?yàn)殄N擊沉樁的施工方法是主要依靠了樁錘沖擊力量把樁錘入土中。所以，樁徑不宜過大，入土的深度一般為40cm，錘擊沉樁的方法對(duì)設(shè)備要求相對(duì)較高。樁基的質(zhì)量以及沉樁成功與否與沉樁設(shè)備關(guān)系非常密切。在選擇機(jī)械設(shè)備前應(yīng)當(dāng)綜合考慮工程量、規(guī)格、樁的種類、土質(zhì)、現(xiàn)場(chǎng)水電供應(yīng)、施工期限等因素進(jìn)行選擇[3]。

1.2 橋梁管柱基礎(chǔ)——射水沉樁

橋梁管柱基礎(chǔ)射水沉樁的施工方法應(yīng)當(dāng)根據(jù)土質(zhì)情況，一般情況下，在堅(jiān)硬土質(zhì)或者砂夾卵石層中，一般使用射水沉樁的方式為主，震動(dòng)或者錘擊為輔，在黏土或者亞黏土的土質(zhì)情況中,為了避免承載力降低，一般情況下都以震動(dòng)或者錘擊為主，以社會(huì)方式為輔，并且應(yīng)當(dāng)對(duì)射水時(shí)間以及射水水量進(jìn)行控制，在下沉空心樁的時(shí)候，一般情況下應(yīng)用單管內(nèi)部射水。當(dāng)下沉的深度較深或者土層較為密實(shí)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)將射水管在樁基礎(chǔ)的兩側(cè)對(duì)稱安裝，并且保證其能夠方便施工。應(yīng)當(dāng)引起注意的是，不論采取何種方式進(jìn)行施工，在橋梁樁基礎(chǔ)沉入最后的1-1.5 米時(shí)，應(yīng)當(dāng)停止射水并且只用錘擊或者震動(dòng)的方式將其沉入設(shè)計(jì)深度。

1.3 橋梁管柱基礎(chǔ)——振動(dòng)沉樁

橋梁管柱基礎(chǔ)震動(dòng)沉樁的方式適合于硬塑、軟塑、砂質(zhì)土的中密和較為松散的碎卵石類土以及粘性土等等土質(zhì)。對(duì)于軟塑類的黏土以及飽和砂類的黏土，應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)樁基沉入土中深度在小于15 米的時(shí)候，可以只是用振動(dòng)沉樁機(jī)進(jìn)行施工，除了樁基沉入土中深度在小于15 米的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)采用射水法與振動(dòng)沉樁機(jī)配合進(jìn)行施工。

1.4 橋梁管柱基礎(chǔ)——靜力壓樁

這種樁基礎(chǔ)通常通過靜力壓的形式將樁基礎(chǔ)壓入土中，也就是說，通過壓裝機(jī)自重，從而克服沉樁阻力。沉樁的速度是根據(jù)土質(zhì)的情況而決定的。橋梁管柱基礎(chǔ)靜力壓樁適用于砂性較輕亞粘土層或者高壓縮性黏土。相同的橫截面積尺寸以及相同地區(qū)的靜力壓樁的極限的承載能力以及錘擊的沉樁大致相同。

1.5 橋梁管柱基礎(chǔ)——鉆孔埋置樁

這種樁基礎(chǔ)通常通過灌注混凝土的方式進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工，通過鉆孔機(jī)進(jìn)行鉆進(jìn)的方法進(jìn)行鉆孔施工。然后將預(yù)制的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)埋入。并且應(yīng)當(dāng)在樁基礎(chǔ)附近的位置進(jìn)行壓注部分水泥砂漿從而起到估計(jì)作用，經(jīng)過以上施工工藝形成橋梁基礎(chǔ)。本類樁基礎(chǔ)適用于砂類土、碎石土、粘性土等土層中進(jìn)行使用。

1.6 橋梁管柱基礎(chǔ)——水中沉樁

在河水水流較淺的時(shí)候，可以通過搭設(shè)施工便橋、腳手架的方式進(jìn)行施工，通過安裝置樁架的方式進(jìn)行水中沉樁施工工藝。橋梁管柱基礎(chǔ)水中沉樁分為兩種施工方法，先圍堰后沉樁，一般適用于水深較淺，并且臨近河岸的地方。兩一種是先沉樁后圍堰，這種施工方法一般適合于水位較深的樁基礎(chǔ)。

2 管柱的制作

橋梁管柱基礎(chǔ)中管柱按照材料可以分為三種：鋼筋混凝土管柱、鋼管柱、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管柱。入土深度小于25m 的管柱基礎(chǔ)適合采用鋼筋混凝土管柱。入土深度大于25m 的管柱基礎(chǔ)適合采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管柱。

管柱的制作方式可以根據(jù)管柱類型以及管柱施工條件進(jìn)行綜合考慮分節(jié)預(yù)制。通過分節(jié)長度確定所使用的施工機(jī)械及施工設(shè)備，全方面對(duì)起重、運(yùn)輸進(jìn)行考慮選擇。管柱之間的連接方式為法蘭盤連接。管柱底下通常設(shè)置刃腳，刃腳的設(shè)置是為了便于施工過程中切割風(fēng)化巖，故刃腳的剛度和強(qiáng)度十分重要。

成孔后進(jìn)行質(zhì)量檢查，質(zhì)量檢查合格后應(yīng)當(dāng)盡快灌注橋梁管樁基礎(chǔ)。灌注前進(jìn)行清孔，孔底、孔壁必須無垃圾、沒浮渣、無松動(dòng)?？椎椎母≡穸纫话銘?yīng)當(dāng)符合國家現(xiàn)行行業(yè)規(guī)范要求。

當(dāng)?shù)叵滤臐B水量較低的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)將孔內(nèi)積水全部抽出，并且使用串筒的方法進(jìn)行灌注管樁基礎(chǔ)。串筒的尾端應(yīng)當(dāng)離孔底的高度小于2m，樁底應(yīng)當(dāng)采取插入式的振搗器進(jìn)行振搗密實(shí)。若因?yàn)闈B水過多，從而導(dǎo)致無法將積水排干，應(yīng)調(diào)整施工方法，利用導(dǎo)管排水進(jìn)行水校灌注混凝土樁基礎(chǔ)。

鋼筋籠在制作過程中應(yīng)當(dāng)注意其焊接方式，合理的排布鋼筋位置，并且應(yīng)當(dāng)按照主筋及箍筋由內(nèi)到外的方式進(jìn)行排列，這種排列方式有助于鋼筋籠的焊接，并且鋼筋籠承載能力更強(qiáng)。鋼筋籠制作完畢后，在運(yùn)輸過程中應(yīng)當(dāng)固定好鋼筋籠避免其滑落、變形、移動(dòng)。鋼筋籠在使用前應(yīng)當(dāng)對(duì)其檢查，保證其符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

混凝土灌注樁是非常常用的樁基礎(chǔ)施工方法之一。施工前應(yīng)當(dāng)將混凝土進(jìn)行科學(xué)配備設(shè)計(jì)，并且混入適當(dāng)添加劑。從而使原材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)一步提高混凝土的強(qiáng)度。通常在混凝土中，樁基礎(chǔ)的粗骨料可以選卵石或者碎石，最大粒徑應(yīng)當(dāng)小于50mm，并且要小于主筋間距的1/3。再進(jìn)行混凝土攪拌之前應(yīng)當(dāng)先測(cè)試其塌落度，保證混凝土塌落度滿足施工要求，保障混凝土的流動(dòng)性及粘聚性。若混凝土灌注需在高溫條件下施工，應(yīng)當(dāng)在混凝土中添加適當(dāng)?shù)木從齽瑥亩苊馄湔辰Y(jié)速度過快。若在冬季施工，室外溫度過低，應(yīng)當(dāng)在混凝土中適當(dāng)?shù)募尤朐鐝?qiáng)劑，從而保證混凝土可以按照工期及工藝要求達(dá)到初凝時(shí)間及終凝時(shí)間的混凝土強(qiáng)度。

混凝土要堅(jiān)持按照配合比進(jìn)行配比，塌落度應(yīng)當(dāng)為5-8cm，并且每灌注50cm，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行振搗，保持灌注過程連續(xù)。塌落度若過大，應(yīng)當(dāng)及時(shí)調(diào)整配合比。

樁頭的標(biāo)高應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)母哂谠O(shè)計(jì)標(biāo)高，從而保證在進(jìn)行破樁頭時(shí)，樁基礎(chǔ)可以進(jìn)入承臺(tái)內(nèi)部50-100mm。

樁身應(yīng)當(dāng)有試件存留，對(duì)于直徑大于1 米的橋梁管柱基礎(chǔ)，應(yīng)當(dāng)每根樁留有1 組混凝土試塊。

在灌注混凝土前，應(yīng)當(dāng)對(duì)孔洞進(jìn)行質(zhì)量檢查，確?？妆趫?jiān)固，清理孔底雜物，若有部分地下水滲入，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行抽水，并且在準(zhǔn)備就緒后，盡快灌注混凝土。灌注混凝土只要是通過護(hù)筒的方式進(jìn)行灌注，并且不斷地插入振搗器進(jìn)行振搗，避免混凝土不能夠充分灌入孔內(nèi)，同時(shí)振搗混凝土可以增加混凝土的密實(shí)度，但是在振搗的過程中，應(yīng)當(dāng)保證混凝土振搗工藝要求，避免混凝土因振搗或者下落不均勻從而產(chǎn)生離析現(xiàn)象。

3 結(jié)束語

橋梁管柱基礎(chǔ)可以適用在很多土質(zhì)情況下，尤其是在深水條件、沒有覆蓋層或者覆蓋層過厚等等地質(zhì)情況較差的條件下均可以使用管柱基礎(chǔ)橋梁管柱基礎(chǔ)為我國橋梁建設(shè)事業(yè)做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。橋梁管柱基礎(chǔ)的施工技術(shù)應(yīng)當(dāng)在施工技術(shù)人員的研發(fā)中，不斷更新，為我國的基建事業(yè)添磚加瓦。