几种桩基础施工工艺探讨

摘要：桩基础的施工是各类建设工程中技术要求高，工艺复杂的一项。文章针对不同的工程特点探讨了三种桩基础施工工艺。

关键词：桩基础；施工工艺

中图分类号：TU7 文献标识码：A

桥梁工程挖孔桩基础施工中的薄壁沉井法施工技术。

（一）该施工工艺主要针对流塑状淤泥层和松散砂粘土层中的挖孔桩施工。淤泥类土, 粘土颗粒组成以粉粒为主含量, 为 61%～68%；粘粒含量 17% ～24%；砂粒含量为 13%～20%；有机质含量 1% ～4%。具有天然含水量高( 饱和度达 86% ～97%，呈饱和状态) , 大于液限。软塑～流塑状态, 孔隙比大( 0. 9～1. 2) , 力学强度低。透水性低, 固结速度缓慢, 产生不均匀沉降。饱和状态下具有流变性触变性。该施工工艺中沉井外壁要求有足够的厚度与强度以承受下沉过程中各种不利荷载组合( 水土压力) 所产生的内力,同时要有足够的重量使沉井能在自重作用下顺利下沉到设计标高。井壁厚度取决于沉井大小、下沉深度、土层的物理力学性质。水土压力随着深度的不断增大使井壁在不同高程受力的差异较大, 为了减少井壁与土体之间的摩擦力, 在外壁做成阶梯形井壁。施工中沉井的井壁均设计为单孔圆形的钢筋混凝土及砖混阶梯结构。下沉条件取沉井总重大于 1. 15倍的总阻力。为加强外壁光滑, 减少井壁四周与土层接触的侧面阻力, 上节砖混壁外抹水泥砂浆, 井壁厚240mm 。下节为钢筋混凝土, 壁厚为 300mm, 配置内外两层竖向钢筋及水平钢筋, 以承受弯曲应力。上节在相同内径下, 壁厚减小。使周围土层能较好地约束井壁, 易于控制垂直下沉, 接长井壁简单。

（二）施工过程中的注意事项。(1) 下沉过程中随时掌握土层情况, 分析土的阻力与沉井重力的关系, 选用最有利的下沉方法。(2) 正常下沉时, 自中间向刃脚均匀地对称除土, 合理安排沉井外弃土地点, 避免对沉井产生偏压。(3) 下沉中, 随时注意正位保持垂直下沉。当沉井入土深度尚未超过其平面最小尺寸的 1. 5～2 倍时,最易出现偏斜, 应注意纠正。( 4) 沉井进入流砂层后, 先在井内挖一小坑放置潜水泵, 抽干地下水。先挖中央流砂, 再向四周开挖。注意均匀对称, 每层每次的开挖高度控制在 15cm左右。这样可控制沉井的均匀沉降, 而不至于倾斜。这是关键所在。边挖边砌砖沉井, 如此反复循环。随时检查和纠正沉井的倾斜情况, 如在上次开挖中一侧已有轻度倾斜, 则下次在开挖沉井下侧流砂时, 先开挖另一侧流砂, 起到纠偏作用。

二、电力工程施工中静压式钢管桩基础施工技术研究。

目前城市电网建设中多回路的大转角杆由于受地形及建筑物的约束, 其拉线问题一直是一个非常棘手的问题。目前的基础施工中基本采用现浇钢筋混凝土钢管塔基础, 但是该方法在施工过程中需要大面积开挖, 基础浇铸完毕后还要满足长时间的保养期，这样就影响了该施工方法的应用范围。而静压式钢管桩基础施工技术可以弥补上述不足，给电力工程施工带来了方便。钢管桩基础根据不同受力情况的钢管塔, 选配长度合适、管径稍大于钢管塔底径的钢管桩, 采用合适的施工方法将其垂直埋入地下, 然后将钢管塔组立插入钢管桩基础 1-2m, 用钢锲块固定四周, 用少量混凝土填满四周空隙处即可。采用钢管桩基础可大大节约施工工期, 一般每一个基础如不计算施工器械的搬运时间, 从组装到施工完毕只需一至二天; 而且基础施工结束后可立即进行钢管塔的组立和架空线路的架设, 免去了常规钢筋混凝土基础长达一个月的保养期, 时间上可比钢筋混凝土基础节约近 20 天。由于钢管桩基础的受力没有方向性, 任一角度的抗倾覆能力都是一样的, 可在施工前拉4个方向桩, 使其交点为塔位中心, 在钢管桩基础就位时能有对中参照即可。这比常规钢筋混凝土基础减少了基础分坑的工作, 即减轻了技术人员的工作量; 又减少了由于基础分坑时疏忽而造成的质量事故。由于基础上段 1 至 2m 为与塔身的连接段, 故该深度内的泥土需先挖去, 开挖直径比基础直径稍大即可。又因为钢管塔多用在城市内, 其上层基本为矿渣回填, 必须先挖至本土泥才能采用静压法。开挖后, 将施工的静压桩器具在塔位上组装好, 将适量的重力模块压好。将钢管桩吊起在塔位中心就位, 将顶端液压机放下压住钢管桩, 插上反向插销, 这样, 就可以开始正式的压力施工了。启动液压机, 基础钢管桩即可被慢慢的压下去。当液压机一个行程走完后, 松开液压机, 将反向插销往下移一位置, 再次启动液压机走完一个行程后再下移反向插销。如此反复交替进行, 直到将整根钢管桩基础全部压入地面,基础施工阶段便告顺利完成。

三、填石压浆混凝土空心桩施工技术。

该技术在桥梁建设工程施工中应用较为广泛。从已建的桥梁统计资料来看，空心桩型的选择多采用单排、大直径(d大于1.5m)的空心桩基础。第一、压浆管的设计施工。为了使压注的砂浆填满全部预填粗集料的空隙，每一压浆管的有效影响半径不宜超过0.85倍的压浆管影响半径，此时两注浆管灌注砂浆交点处的砂浆上升高度约为0.393倍的注浆管处砂浆上升的理论高度。一般宜控制水泥砂浆的上升高度为1.2m~2.0m之间。（1）对于大直径水下填石压浆混凝土桩，需要布置几排注浆管，使整个桩面都为砂浆的有效影响半径控制，并稍有重叠。一般来说，距注浆管越远，压浆混凝土强度越低;故注浆管间距不宜超过2m;对于桩径3.5m以上者，注浆管可布置为正五边形。(2)压浆管埋入水泥砂浆面的深度为提高压浆效率，可减少压浆管埋入水泥砂浆面的深度，但有可能破坏水下填石层中砂浆表面的平整度，形成一层层的坍流，埋入过深会影响灌注效率和深部已灌砂浆的凝固;最佳埋入深度约为砂浆上升极限高度的0.4~0.5倍;施工时，要控制埋入深度0.8~1.2m，不能小于o.6m。(3)灌注压力。压注水泥砂浆时，为达到要求的影响范围，在压浆管下口需要一定的出浆压力;可采用灰浆泵或混凝土泵压注;水下填石压浆混凝土桩基础不宜采用自流灌注方式。(4)压注砂浆料用量。当采用水灰比比较大的水泥砂浆压注时，应考虑泌水的影响，采用较大的充填增实系数。第二，桩身填石压浆混凝土的设计标号为C20。尽管在空心桩的成桩工艺中，包括了预制钢筋混凝土、或者预制预应力混凝土桩壳，混凝土设计标号可达C40以上，但成桩工艺的关键是:在放入预制桩壳后，在桩壳与成孔直径之间，经填石压浆工艺，形成的桩基础仍归于填石压浆混凝土桩基础类型。