高速公路桥梁桩基混凝土钻孔灌注桩施工技术.pdf
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1、交通世界TRANSPOWORLD0 引言钢筋混凝土桩是桥梁基础结构的主要材料,是连接桥梁、基础、承台以及桩基的纽带。施工过程中,由于钻孔与钢筋混凝土连接时会受到长度和强度的限制而无法承受混凝土拉应力,导致在桥梁桩基、桩孔内的混凝土表面产生裂缝,甚至钢筋在受外力影响下会发生断裂的情况1。为保证桩基质量,必须采取桩基预处理、锚固孔和钻孔等工艺措施。本文以高速公路桥梁桩基混凝土钻孔灌注桩的施工为例,希望能为同类型桥梁桩基工程提供技术参考。1 混凝土灌注桩承载力层测定成孔是道路桥梁桩基桩孔综合施工的第一道工序。考虑混凝土自身的应力和剪切力破坏会对整体结构产生较大损害,以及钻孔的工作特性与承载层的相互作
2、用等方面原因,使用传统结构验算方法已经不能满足设计要求。当第一节钻孔入孔后,要在井口设置好支撑面,使钻孔处于临时固定状态,再用吊车提升第二节钻孔,并将两节钻孔进行焊接,焊接方式采取单面焊、双面焊或者套筒连接均可。待整个钻孔放至设计标高后,要使用护桩调整中心位置,再使用四根25钢筋呈井字形穿过钻孔内侧支撑在护筒上,如果钻孔顶面标高小于护筒顶,可以在笼上加焊U形吊环,再用钢筋穿过固定。为避免发生较大程度变形甚至损坏,需要先确定钻孔混凝土的灌注承载力层2。承载力层是指用混凝土或钢筋作为承载力的构件,是一个复杂且完整的统一体系,由混凝土、钢筋、钢筋加劲肋以及其他金属框架组合而成。由于其具有强度高、刚度
3、高和稳定性好的特性,在结构工程中具有举足轻重的作用,因此得到了广泛应用3。钻孔混凝土灌注承载力层应力值的计算公式为:f=L(1)式(1)中:为应变;L为体外预应力筋长,其计算公式为:L=L1+L2(2)式(2)中:L1、L2分别为第一阶段、第二阶段预应力伸长量。对于桩基混凝土钻孔灌注桩承载力层剪切力,首先计算剪切力方向与路堤滑面夹角,公式为:sin=|yx2+y2(3)式(3)中:()x,y,z分别为x、y、z三个方向剪切分量。由于剪切力与位移方向相反,所以根据上述公式获取剪切力x、y、z三个方向剪切分量,计算公式为:x=zdx2z()d2x+d2y+()xdx+ydy2y=zdy2z()d2
4、x+d2y+()xdx+ydy2z=-()xdx+ydy2z()d2x+d2y+()xdx+ydy2(4)式(4)中:x、y、z分别为 x、y、z三个方向夹角;dx、dy、dz分别为x、y、z三个方向位移。根据规范要求采用高强钢筋混凝土结构的断面形式,其构件尺寸、表面形状等应满足相关技术规范的规定4。设计荷载不收稿日期:2022-11-15作者简介:孙国斌(1995),男,山西万荣人,助理工程师,研究方向为桥梁隧道工程。高速公路桥梁桩基混凝土钻孔灌注桩施工技术孙国斌(山西路桥第二工程有限公司,山西 临汾 041000)摘要:针对当前桥梁灌注方法未考虑承载力对钻孔结构制约的作用,会造成桥梁出现较
5、大水平位移和垂直沉降,导致桥梁安全系数较低等问题,研究提出高速公路桥梁桩基混凝土钻孔灌注桩施工技术。通过计算桩基钻孔混凝土灌注的承载层应力和剪切力,分析出承载力层的受力情况,防止钻孔混凝土出现变形。采用调整导管埋深和连续浇筑的方式,利用导管内混凝土超压力从整斗上方倾入导管内,以避免形成高压气囊,由此完成混凝土灌注桩施工。由实验结果可知,该技术水平位移和垂直沉降误差最大值分别为0.1 mm和0.05 mm,桥梁边坡安全系数最小为0.97,具有较好的灌注效果。关键词:桥梁桩基;钻孔灌注桩施工;混凝土中图分类号:U445文献标识码:A121总651期2023年第21期(7月 下)会对工程进度产生任何
6、影响,使结构的变形不会增大承载层的实际承载力。2 混凝土钻孔灌注桩施工设计灌注施工前需要清理桩孔及检查成孔质量,确保孔壁不会有松动或孔底不会有沉渣及积水。灌注施工中,如果孔内积水过多且较难排干,可以采用导管工艺进行灌注。将钻孔安装好后安装导管,通常导管的内径应保持在30cm为宜,以此确保内径长度及壁厚可以符合施工要求。安装导管时,其两端要使用法兰盘与螺栓完成连接,准确将橡皮圈安装到位,确保导管处于密封状态,有效规避漏水及渗水情况的发生。导管需要安装在孔的中央位置,与孔底的距离应保持在2030 cm 之间,不能直接将导管插入孔底沉淀的泥浆中。导管安装完成后,应在其端口处将漏斗接好,并向漏斗中装入
7、足够的混凝土,并打开隔水栓,混凝土便能沿着导管灌入孔底,随着孔内水位升高而逐渐上升,从而使混凝土能够灌注至孔内。采用的混凝土质量必须达到混凝土强度等级设计标准,其中水泥为普通硅酸盐水泥,最大水胶比为 0.45,含砂 40%50%,坍落度1822 cm,由此完成高速公路桥梁桩基混凝土钻孔灌注桩施工方案的设计,其具体的施工步骤如下。步骤1:钻孔前严格控制钻机的转速和泥浆浓度,使井筒能够抬升并形成向上的流场。通常井下钻机的转速为3 200 rpm,其钻速必须达到设计要求,而井中的钻井液浓度通常应控制在34 kg/m3。施工过程中应时刻关注检查钻井设备的工作状况和泥浆的浓度变化情况5。当泥浆浓度高时,
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