桩基础施工方法与设备选择

城市桥梁工程常用的桩基础通常可分为沉入桩基础和灌注桩基础。
 
　　按成桩施工方法又可分为沉入桩、钻孔灌注桩、人工挖孔桩。
 
　　一、沉入桩基础
 
　　常用的沉入桩有钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩和钢管桩。
 
　　(一)准备工作
 
　　1.城区、居民区等人员密集的场所不应进行沉桩施工。
 
　　2.对地质复杂的大桥、特大桥，为检验桩的承载能力和确定沉桩工艺应进行试桩。
 
　　(二)施工技术要点
 
　　1.预制桩的接桩可采用焊接、法兰连接或机械连接。
 
　　2.沉桩时，桩帽或送桩帽与桩周围间隙应为5mm～10mm;桩锤、桩帽或送桩帽应和桩身在同一中心线上。
 
　　3.沉桩顺序：对于密集桩群，自中间向两个方向或四周对称施打;根据基础的设计标高，宜先深后浅;根据桩的规格，宜先大后小，先长后短。
 
　　4.施工中若锤击有困难时，可在管内助沉。
 
　　5.桩终止锤击的控制应以控制桩端设计高程为主，贯入度为辅。
 
　　贯入度是指在地基土中用重力击打贯入体时，贯入体进入土中的深度。贯入体可以是桩，也可以是一定规格的钢钎。进行贯入测试的目的，是通过贯入度判断地基土的软硬程度，从而确定桩基或地基土的承载能力。一般采用标准贯入试验(动力触探)进行测定。
 
　　(三)沉桩方式及设备选择
 
　　1.锤击沉桩宜用于砂类土、黏性土。
 
　　2.振动沉桩宜用于锤击沉桩效果较差的密实的黏性土、砾石、风化岩。
 
　　3.在密实的砂土、碎石土、砂砾的土层中用锤击法、振动沉桩法有困难时，可采用射水作为辅助手段进行沉桩施工。在黏性土中应慎用射水沉桩;在重要建筑物附近不宜采用射水沉桩。
 
　　4.静力压桩宜用于软黏土(标准贯入度N<20)、淤泥质土。
 
　　5.钻孔埋桩宜用于黏土、砂土、碎石土，且河床覆土较厚的情况。
 
　　二、钻孔灌注桩基础
 
　　(一)一般规定
 
　　(二)成孔方式与设备选择
 
　　依据成桩方式可分为泥浆护壁成孔、干作业成孔、护筒(沉管)灌注桩及爆破成孔。
 
　　(三)泥浆护壁成孔
 
　　1.泥浆制备
 
　　(1)泥浆宜选用高塑性黏土或膨润土。
 
　　(2)泥浆护壁施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.Om以上，在清孔过程中应不断置换泥浆，直至灌注水下混凝土。
 
　　(3)灌注混凝土前，清孔后的泥浆相对密度应小于1.10;含砂率不得大于2%;黏度不得大于20Pa·s。
 
　　(4)现场应设置泥浆池和泥浆收集设施，废弃的泥浆、渣应进行处理，不得污染环境。
 
　　2.正、反循环钻孔(适用于土质条件)
 
　　孔底沉渣厚度设计未要求时端承型桩的沉渣厚度不应大于100mm;摩擦型桩的沉渣厚度不应大于300mm。
 
　　3.冲击钻成孔(适用于各种地质条件)
 
　　冲击钻主要用于在岩土层中成孔。
 
　　(1)冲击钻开孔时，应低锤密击。
 
　　(2)每钻进4m～5m应验孔一次，在更换钻头前或容易缩孔处，均应验孔并应做记录。
 
　　(3)排渣过程中应及时补给泥浆。
 
　　(4)稳定性差的孔壁应采用泥浆循环或抽渣筒排渣。
 
　　4.旋挖成孔(尤其适用于现场无法设置泥浆池和泥浆处理设施的市政桥梁)
 
　　(1)泥浆制备的能力应大于钻孔时的泥浆需求量。
 
　　(2)旋挖钻机成孔应采用跳挖方式，并根据钻进速度同步补充泥浆，保持所需的泥浆面高度不变。
 
　　(四)干作业成孔(适用于土质条件)
 
　　1.长螺旋钻孔
 
　　(1)开孔时下钻速度应缓慢;钻进过程中，不宜反转或提升钻杆。
 
　　(2)钻至设计标高后，应先泵入混凝土并停顿10～20s，再缓慢提升钻杆。提钻速度应根据土层情况确定，并保证管内有一定高度的混凝土。
 
　　(3)混凝土压灌结束后，应立即将钢筋笼插至设计深度，并及时清除钻杆及泵(软)管内残留混凝土。
 
　　2.钻孔扩底
 
　　(1)钻杆应保持垂直稳固，位置准确，防止因钻杆晃动引起扩大孔径。
 
　　(2)灌注混凝土时，第一次应灌到扩底部位的顶面，随即振捣密实;灌注桩顶以下5m范围内混凝土时，应随灌注随振动，每次灌注高度不大于1.5m。
 
　　3.人工挖孔(土质稳定且无水、少水时)
 
　　(1)挖孔深度不宜超过25m。
 
　　(2)上下节护壁混凝土的搭接长度不得小于50mm;每节护壁必须保证振捣密实，并应当日施工完毕;应根据土层渗水情况使用速凝剂;模板拆除应在混凝土强度大于2.5MPa后进行。
 
　　(五)钢筋笼与灌注混凝土施工要点
 
　　1.吊放钢筋笼入孔时，不得碰撞孔壁，就位后应采取加固措施固定钢筋笼的位置。
 
　　2.用导管灌注水下混凝土的桩钢筋笼内径应比导管连接处的外径大100mm以上。
 
　　3.灌注桩采用的水下灌注混凝土宜采用预拌混凝土，其骨料粒径不宜大于40mm。
 
　　4.灌注桩各工序应连续施工，钢筋笼放入泥浆后4h内必须浇筑混凝土。
 
　　5.桩顶混凝土浇筑完成后应高出设计标高0.5m～1m。
 
　　6.当气温低于0℃以下时，浇筑混凝土应采取保温措施，浇筑时混凝土的温度不得低于5℃。当气温高于30℃时，应根据具体情况对混凝土采取缓凝措施。
 
　　(六)水下混凝土灌注
 
　　1.混凝土须具备良好的和易性，坍落度宜为180mm～220mm。
 
　　2.导管应符合下列要求：
 
　　1)导管内壁应光滑圆顺，直径宜为20cm～30cm，节长宜为2m。
 
　　2)导管不得漏水，使用前应试拼、试压，试压的压力宜为孔底静水压力的1.5倍。
 
　　3)导管采用法兰盘接头宜加锥形活套;采用螺旋丝扣型接头时必须有防止松脱装置。
 
　　4)使用的隔水球应有良好的隔水性能，并应保证顺利排出。
 
　　5)开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为300mm～500mm;导管一次埋入混凝土灌注面以下不应少于1.0m;导管埋入混凝土深度宜为2m～6m。
 
　　6)灌注水下混凝土必须连续施工，并应控制提拔导管速度，严禁将导管提出混凝土灌注面。灌注过程中的故障应记录备案。
 
　　7)场地为浅水时宜采用筑岛法施工，岛的高度应高出最高施工水位0.5m～1.0m。
 
　　8)场地为深水或淤泥层较厚时，可采用固定式平台或浮式平台。平台须稳固牢靠，能承受施工时的静载和动载，并要考虑施工机械的进出安全。转自建设工程教育网