预应力混凝土管桩在桥梁桩基施工中的应用研究_施协东.pdf
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1、Construction&DesignForProject工程建设与设计1引言随着公路桥梁建设环境的日渐复杂,桥梁基础结构作为桥梁工程的重要组成内容,对其后续运营具有重要意义。预应力混凝土管桩作为桥梁桩基施工中的常见管桩类型,将其应用在桥梁工程中,能够有效提高桩基施工质量。在此过程中,为发挥预应力混凝土管桩的技术优势,施工单位应结合桥梁基础施工需求,明确桥梁桩基施工中预应力管桩的工艺要点,有序地完成打桩、接桩等关键工序,提升桥梁工程建设整体质量。2项目概述某桥梁工程,属于城市级高速公路上的立交匝道桥,桥长686 m,设计速度为80 km/h,双向6车道。桥梁桩基结构为预应力混凝土管桩结构,桩径
2、约为55 cm,桩长50 m,管桩壁厚95 cm,桩身混凝土等级为C80。该桥梁工程项目中,桩顶设计标高分别为-2.05 m、-0.45 m、-0.9 m、-0.52 m,单桩承载力为800 kN,桩端进入持力层的设计值为0.8 m。目前,该桥梁工程已经如期完工,桥梁桩基础性能符合要求,整体建设质量良好。3预应力混凝土管桩的应用优势预应力混凝土管桩在桥梁工程中的应用优势较为突出,具体包括以下几方面。1)强度高、抗弯性能强。在合理混凝土混合料的应用下,管桩原料中会增加超塑化剂,制桩时所采用的高压蒸养护技术、高速离心成型技术都有助于增强预应力混凝土管桩的抗压强度,使其承载力不低于800 kN1。2
3、)在使用高强度混凝土的基础上,桩身会加设预应力钢筋,使其在桥梁基础工作中具有较高的有效预应力,满足桥梁基础结构的设计要求。根据预应力混凝土管桩抗弯性对其进行分类后,可将其划分为3类,具体的抗弯指标如表1所示。表 1预应力混凝土管桩抗弯指标外径/mm类型抗裂弯矩/(kN m)极限弯矩/(kN m)450AABB7288105108145187500AABB99121145148200258550AABB1251561871882543283)预应力混凝土管桩自重轻,可减少对土体的扰动,在软土地基区域有着极大的应用优势。预应力混凝土管桩属于空心桩,虽然具有较强的承载能力,但本身的自重不大。比如,壁
4、厚为100 mm,外径为550 mm的管桩自重约为0.35 t。将其应【作者简介】施协东(1993),男,江苏常州人,工程师,从事桥梁及预制构件技术研究。预应力混凝土管桩在桥梁桩基施工中的应用研究Application of Prestressed Concrete Pipe Pile in Bridge Pile Construction施协东(中铁建预制构件研发咨询(上海)有限公司,江苏 镇江 212000)SHI Xie-dong(CRCC Prefabricate Research and Development Consulting(Shanghai)Co.Ltd.,Zhenjian
5、g 212000,China)【摘要】结合某桥梁工程,论文对预应力混凝土管桩的应用优势展开分析,详细研究了预应力混凝土管桩应用于桥梁桩基的施工要点,及施工过程中的注意事项,如加强管桩质量控制,合理选用打桩设备,规范打桩、管桩焊接时的施工工艺。【Abstract】Combined with a bridge project,the paper analyzes the application advantages of prestressed concrete pipe pile,studies theconstruction points of prestressed concrete pip
6、e pile used in bridge pile foundation and the matters needing attention in construction indetail,such as strengthening the quality control of pipe pile,reasonable selection of pile equipment,standardize the construction process ofpile,pipe pile welding.【关键词】预应力;混凝土管桩;桥梁工程;桩基;施工【Keywords】prestress;co
7、ncrete pipe pile;bridge engineering;pile foundation;construction【中图分类号】U445.55+1【文献标志码】B【文章编号】1007-9467(2023)06-0202-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.062202用在软基区域时有利于预防缩颈、塌孔等风险。4)桥梁基础施工中,预应力混凝土管桩施工工序相对简单,且管桩多为预制,有利于提升桥梁桩基施工效率,节约工期2。4预应力混凝土管桩应用于桥梁桩基的施工要点4.1管桩质量管桩质量是影响桥梁桩基施工质量的重要因素,所以相关人员应加强制桩环节的质量管
8、理,同时重视成品管桩的质量检验。一方面,制桩过程中应重点控制水泥、细骨料、粗骨料、端板等基础材料的设计参数,如水泥应选用不低于42.5的硅酸盐水泥,细骨料吸细度模数应控制在2.53.2,粗骨料最大粒径应小于25 mm,钢棒直径分别为7.1 mm、9 mm时,桩端板最小厚度应控制在16 mm和18 mm3。另一方面,正式施工前,还应检查预应力混凝土管桩质量,确保其桩身、桩尖规格符合预期要求。预应力混凝土管桩的常见质量问题及原因如表2所示,质量检验中施工人员应以此为依据,有序地落实管桩质量检验工作。表 2预应力混凝土管桩的常见质量问题及原因常见质量问题主要原因分析合缝漏浆超出标准值麻面、粘皮超出标
9、准值局部磕碰深度、面积超出允许偏差出现内外表面露筋情况桩端面平整度超出允许偏差长度超出允许偏差桩端板厚度出现负偏差模具内馍螺栓未拧紧钢模内壁脱模剂涂刷不均匀起吊搬运时有磕碰喂料不足桩端板过薄预应力主筋下料参数控制不到位进货检验不到位4.2打桩机械预应力混凝土管桩应用于桥梁桩基时,打桩是预应力混凝土管桩施工的关键步骤,而打桩机械选用的科学性,关系着打桩施工的整体质量。施工人员应结合桥梁桩基施工需求,合理选择打桩机械。目前,常用的打桩机械包括滚管式打桩机、导杆式打桩机、三点支撑履带式打桩机、柴油锤、液压锤等。其中柴油锤在预应力混凝土管桩打桩环节中应用广泛,该打桩机械由桩架、桩锤组成,具体可分为筒式
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