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桥梁挖孔桩施工
日期:2015-5-16 10:27:26 作者:佚名 来源:本站原创
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挖孔桩最早是在旱地施工发展起来,后来用于城市跨线桥、立交桥。城市桥梁挖孔桩除了 可以节省钻孔机具外,还可以避免钻机的噪声和泥浆对环境的污染。以后逐渐发展到水中也 采用挖孔桩,桩的直径或边长也由最初的1.0 -1.Sm发展到 4-6m,深度也发展到超过20m, 并由小直径的挖孔实心桩发展到大直径的挖孔空心桩。

在无地下水或有少量地下水,且较密实的土层或风化岩层中,或无法采用机械成孔或机械 成孑L非常困难,水文、地质条件允许的地区,可采用人工挖孔施工。

1.小直径挖孔桩施工要点

(1)孔壁支护

挖孔桩的施工方法比较单一,所不同的是护壁方法的不同。一般孔壁支护现都采用预制 混凝土护圈或钢护圈支护,也可采用现浇或喷射混凝土护壁。挖孑乙与支护孔壁交错进行,开挖 一段,支护一段。

一般采用护筒保护孔口,护筒宜高出地面300mm,除保护孔口不坍塌外,还可防止表面水 或地面泥土、杂物等滑落孔中。

孔中井壁宜设置预埋钢筋做爬梯,每孔对称两排布置,以便一旦发生危险,孔中挖土的两 人可同时离开。爬梯还有利于护壁和桩身混凝土的共同工作,增加桩的承载力。钢板护壁可 用2 -3mm厚的钢板卷制成护圈,每节高1.Om,竖向分成3 块,每块四周边镶L40mm X 40mm 的角钢焊接而成。角钢上钻孔,用螺栓或销钉连接成环形,每挖1.Om深的土方,组装一节 护圈。

(2)挖土施工

挖孔桩开挖过程中,开挖和护壁两个工序必须连续作业。挖土应均匀、对称、同步进行。 挖孔时应注意施工安全,如有水渗入,应及时加强孔壁支护,防止水在井壁浸流造成坍孔。挖 孔较深时应向孔内鼓风以保证工人施工所需的新鲜空气,同时采用矿工灯或其他照明方式,以 方便施工。

挖孔达到设计深度后,应进行孔底处理。清底工作一定要按要求清出曲线底面,有可能将 桩底扩孔呈大头桩,以提高桩的承载力。桩底要清到无松渣、淤泥、沉淀等虚土。

(3)灌注混凝土

清底工作经检查合格后,即可放入钢筋笼。钢筋笼制作、运输、安放人孔与钻孔灌注桩要 求相同。孔内的混凝土灌注应连续快速进行,防止污水泥土杂物掉进孔内,造成人为断桩。若 施工接缝不可避免时,应按施工缝处理要求办理。

采用在空气中灌注混凝土方法时,应注意掌握灌注速度,混凝土应分层灌注、分层振捣,每层最深不得超过400mm。空气中灌注的桩如为摩擦桩,且土质较好,短时期无支护不致引起 孔壁坍塌时,可在灌注过程中逐步由下至上拆除支护。

2.大直径挖孔桩施工要点

大直径挖孔桩不仅施工工艺和设备比较简单,而且质量好,速度快,采用变截面桩身使桩 的受力更加合理。由于桩的刚度增大,可取消承台,大大降低工程成本,实践证明,可比钻孔桩 降低达30% -40%的造价。

(1)成孔技术

对于旱地上的大直径挖孔桩成孔过程的开挖支护,可以采用小直径挖孔桩的方法,采用全 深护筒法(预制钢筋混凝土或钢护筒等)。目前,我国在水中进行大直径挖孔桩的施工技术获 得很大成功,具体方法有如下3种。

①钢护筒法:沉人钢护筒在筒内开挖,护筒脚最好能进入不透水的黏土层或风化岩层中。 如在透水层中且在地下水位以下时,宜配备适当的排水设备如潜水泵等。

②钢筋混凝土套筒法:具体做法是在河床上先筑岛,在墩位处就地浇筑外径为320 - 520cm. 厚10cm的钢筋混凝土套筒,用大功率抽水机在邻孔抽水来降低水位,人工在套筒内开挖。

③沉井内挖孔桩法:筑岛将圆形沉井下沉至6 -8m的风化岩层面后,用水下混凝土和旋 喷工艺封住刃脚,止水后人工在风化岩中完成大直径挖孔桩。

挖孔桩用钢筋混凝土与沉井刃脚固结,而沉井内不填混凝土,作为空心墩的组成部分,形 成沉挖空心墩新结构。

(2)排水和止水方法

一般挖孔桩是在预估渗水量甚小时才采用,但在水中挖孔总难免遇到渗水,尤其是井底渗水。除一般采用潜水泵抽水外,如果渗水量较大,尚需先采取止水措施再挖进。实践中采用如下几种止水措施。

①内套筒压浆止水

如果刃脚附近及以下皆为粗砂砾石层,则可放人直径比沉井或外套筒小1.Om左右的钢 内套筒,使其与井壁之间有50cm的空隙,用空压机吹砂等方法沉至岩面,中间插1-2m间距 压浆管(直径450mm),将空隙用砾石填满,顶面用纤维袋装混凝土封闭,然后从井上压注水泥 浆,将砂砾石固结封水。沉放内套筒等工序可在抽水情况下进行,而压浆则宜在静水状态下进 行,以免水泥浆流失。如果必须在抽水状态下进行时,水泥浆应加速凝剂(如盐类、水玻璃等)。

②内套筒填灌混凝土止水

当沉井或外套筒在下沉过程因抽水而有大量粉细流沙涌入刃脚,或刃脚尚难下到风化层,其间的地层尚夹杂粉细颗粒,既不宜抽水,又不宜压浆时,则应采用静水沉放内套筒,向井内灌 水使水位高于井外,由潜水员下到刃脚,将刃脚与内套筒之间的流沙等清除干净,从井上用套 管将不分散混凝土(或砂浆)灌下封闭止水。这个作业需潜水员三班连续进行,进度较慢但止 水效果较好,一次即可成功。

③井壁预凿钻孔旋喷止水

沉井较大时,事先在沉井壁中预留钻孔(中300mm)通过刃脚,当沉井抽水不干时,用地质 钻机从井面向下钻孔,并旋喷水泥浆,将刃脚以下砂砾、黏性土等与水泥浆通过水力搅拌形成 混凝土,强度可达SMPa左右。旋喷有效范围视土质而异,一般为60 - 100cm,因而预留孔间 距不宜过大。如果一次旋喷完成后抽水时还有较大漏水情况,还可在沉井之外进行补钻旋喷。

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