深水桩基施工的关键技术探讨

摘要:在科技和经济的不断推动下,桥梁工程的建设规模得到了扩大,同时对深水桩基施工中应用到的关键技术的要求也在不断的提高。文章分析了国内外深水桩基施工的发展趋势,阐述了关键技术在深水桩基施工中的应用,最后对桩基施工应用技术过程中需注意的问题展开了论述。

关键词:深水桩基 桩基施工技术 施工技术

1、深水桩基施工的发展趋势

近年来,海峡、海湾、跨江河等大桥不断地建设,国内外人们增长了对交通的需求、增大了对桥梁跨度的要求,甚至还增加了对基础入水的深度,深水桩基的形式也在不断地变化,由一开始的沉井、沉箱基础,发展成为各类型的基础、管柱基础,最后发展成为设置基础、各种组合的基础、桩基础等形式。在中国、日本还有美国,在深水中采用的沉井、沉箱基础最多,而法国、英国、丹麦等国家也均有应用;然而目前,大多数国家已经采用桩基础,尤其是中国,成为了桩基础应用最多的国家,其次是美国、巴西、日本、苏联等国家。

桩基,以承台为分类标准,可以分为低承台桩基、高承台桩基和双层承台桩基三种。而在深水桩基施工的一般适合采用的是高承台桩基。近年来,我国还研究出一种独有的基础形式,即钻孔式的高承台桩基加上钢吊箱围堰,在深水桩基施工中得到了广泛的应用,使得施工变得更加简单、易于操作以及经济快捷。[1]

2、深水桩基施工应用的关键技术

2.1 钢护筒在深水中施工

根据水中桩的大小,设计出所需钢护筒内径的大小、入土的深度、钢护筒壁的厚度以及钢护筒的长度等等。通过振波机将钢护筒打入深水中,并处于下沉的状态。为了增加钢护筒整体的刚度,将加劲肋焊接到钢护筒壁外。通过水上平台的卷板机将钢护筒卷制并且焊接成型,然后吊上水上移动的工作平台上。保证钻孔平台的位置正确以及钢管桩的施工完成之后,就可以开始对钢护筒实施下沉入深水中的工作。

2.2 灌注桩在深水中施工

在灌注桩施工中,采用的是冲击钻和有泥浆泵的清渣机。开冲击钻之前,先将5m3左右的粘土注入到孔中,接着在孔中放入冲锤。开始施工的时候,冲程最好保持在1.5m—2.0m之间,在孔深逐渐地超过钢护筒的时候,可以将冲程提高。[2]护筒底低于孔深一定深度的时候,出现泥浆失漏导致孔内水位下降的情况很有可能会发生,这种情况可以把片石和粘土混合填加于钢护筒角处,然后以小冲程反复冲孔两三次,在冲锤冲孔的作用下,将片石和粘土的混合物与孔壁挤到一起,达到增加孔壁密集度的作用。

2.3 水中系梁在深水中施工

通过贝雷架,将钢套箱吊架和桩顶的支撑柱拼接在一起,从底板的刚性、混凝土的封底以及拆卸的方便程度来考虑,制作一个钢筋和混凝同浇注而成的套箱地板。

制作完成套箱地板之后,利用吊架上的倒链将套箱地板均匀、缓缓地下沉入深水中。为了保证封底混凝土进行施工能够有足够的空间,套箱地板与系梁底部的距离应该保持60cm。当各个部件都就位之后,对套箱侧壁和地板进行垂直度和标高的调整,保证套箱地板的稳定性。把桩基和套箱的缝隙处利用麻絮塞紧,用封底混凝土浇入缝隙处,当封底混凝土的强度成为75%的时候,开始进行抽水。在抽水过程中,为了减少水带来的上浮力,可以利用贝雷架和工字钢进行支撑。

3、深水桩基施工过程中相关的技术问题

3.1 钻孔在深水施工中的相关技术问题

在深水桩基施工中,钻孔施工时,应该注意以下与技术相关问题:第一、为了保证钻孔的质量以及有效的利用钻孔技术,施工单位应该配备严格的质量检测人员和高技术的钻孔人员;第二、钻架和钻机一定要牢固,不会产生沉降和位置的移动,保证整个钻机的可靠性和稳定性,最终是为钻出位置精准的钻孔做准备;第三、在对钻孔进行安装的时候,钻头、钻杆以及护筒的中心应该保持在一条竖直线上,而且在钻孔的过程中一定要经常检查并进行位置的校正;第四、避免对护壁造成损坏,在整个钻孔的过程中,孔内的泥浆浓度和水位差,必须是保证一定的,不能发生改变;第五、钻孔的时候,需要注意孔内水位与护筒底脚的距离不宜低于0.5cm;第六、为了保证孔内泥浆和水位的稳定性,停止冲钻的时候,应该往孔内及时补充泥浆或水;第七、整个钻孔的施工过程应该是连续进行的。由于特殊原因出现停钻情况时,带钻杆的钻机应该把钻头和孔底保持5m以上的距离,其他类型的钻机可以把钻头提出,把护盖盖到孔口上;第八、在钻孔的时候,应该均匀地提起或是放下钻头,不能突然变速或是过猛的起落钻头,在钻孔的周围不得堆积孔内的出土,影响钻孔的质量。[3]

3.2 灌注混凝土在深水施工中的相关技术问题

在深水桩基施工中,灌注混凝土时,应该注意以下与技术相关问题:第一、符合混凝土导管的相关规定,钢导管的接口必须严密,内经保持一致,内壁必须圆顺而又光滑。在使用导管之前,需要进行试压和试拼的检查,标注出编号和尺度。根据孔的深度以及水上工作平台来决定所需导管的长度;第二、混凝土的储备数量必须满足导管底部填充和埋置深度的需要;第三、混凝土的灌注也应该是连续不断的进行的,不宜在施工的中途停工,保证在混凝土初凝前的时间内灌注完成。第四、在整个混凝土灌注的过程中,应该利用测深锤对导管进行测深,保持导管埋置的深度在2—6m之间;第五、对导管进行提升的时候,应该始终保持导管的位置居中,与轴线相互垂直,对导管进行拆除时,动作一定要快;第六、避免导管被堵塞,在进行混凝土灌注的时候,不要正对着导管口进行浇注,更不要浇注的过剩;第七、在灌注混凝土的过程中,为了预防受到钢筋架上浮的影响,可以把钢护筒和钢筋笼主筋焊接在一起,或是将主筋的数量增加和桩底能够连接,同时还应该设置一到两根环形筋来加强。

4、结语

深水桩基施工的危险性比较大、难度比较高,近年来,新施工技术的出现使得深水桩基施工变得简单、易于操作甚至经济快捷,越来越得到了人们的重视。在施工过程中,按照施工技术规范的要求,注意相关的技术问题,安全、优质的工程一定能完成。

参考文献

[1] 蒋新民.桥梁深水桩基础施工技术[J].企业技术开发,2009,(09).

[2] 朱劼.泊口河桥的加固设计与施工技术[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2009,(04).

[3] 崔广永,董根深.大桥钻孔灌注桩基础工程施工技术[J].安徽建筑,2006,(06).