大直径管桩施工技术

时间：2022-10-08 20:21:27 土木工程毕业论文我要投稿

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大直径管桩施工技术

　　大直径管桩施工技术【1】

大直径管桩施工技术

　　【摘要】本文笔者根据多年工作经验介绍了大直径管桩的设计，并详细阐述了大直径管桩的施工技术，对于施工中可能存在的下沉偏差问题，给出了相应的纠偏方法。

　　【关键词】管桩设计;施工方法;质量控制

　　1、工程概况

　　某标段工程地理位置位于山区，地质结构情况较复杂，高架桥下部结构桩基施工范围内的地质条件为卵石、圆砾、细砂层，不利于钻机钻孔施工，故该工程采用人工挖孔进行桩基施工。

　　该标段90号轴设计桩长36m，91、92号轴设计桩长42m，93～96号轴设计桩长40m，97号轴设计桩长30m。

　　桩基开挖施工时，90号轴桩基施工自地表以下25m深处遇地下水及大块漂石，97号轴桩基施工至26m深处时，遇流沙层。

　　根据90号轴及97号轴桩基施工现场地质情况分析，该标段90～97号轴段实际地质情况为砂卵石及大块漂石，自地表以下26～34m深度内为流沙层，按原设计进行桩基施工无法成孔。

　　为保证施工安全、工程质量及进度，该标段91～96号轴下部结构选用大直径管桩基础。

　　2、大直径管桩设计

　　大直径管桩直径D=7.0m，d=6.0m，桩长14.5～16.5m。

　　桩身为C50混凝土现场浇筑，桩壁厚50cm，采用自平衡技术分段下沉成桩，桩身内回填砂石(见图1)。

　　3、主要施工方法及技术措施

　　3.1施工工艺流程。

　　打设混凝土锚桩→首节管桩基坑开挖(支护)→预埋钢刃角→第1节管桩钢筋混凝土结构→全断面除土→第1节管桩下沉→第2节管桩钢筋混凝土结构→全断面除土→第3、4节管桩钢筋混凝土结构→全断面除土→顶压下沉→封底钢筋混凝土结构→管桩内回填砂石→封顶钢筋混凝土→桩侧压浆(见图2)。

　　3.2锚桩施工。

　　依据设计图纸，每棵管桩设4棵锚桩，桩径D=0.8m，桩长8m。

　　测量人员采用全站仪统一测放各锚桩准确位置。

　　锚桩及顶压设备(见图3)。

　　3.3基坑支护施工。

　　基坑土方先采用机械开挖2m，做好坑口圈梁和已开挖段的锚喷护壁后，其余部分采用人工开挖，步距1m，每步开挖完成后马上进行锚喷护壁，每步严格检查验收，并待护壁混凝土强度达到5MPa后才可继续开挖。

　　3.4基坑内浇筑第1节管桩。

　　管桩下端设钢刃角，上端预埋拉杆连接螺母，第1节管桩浇筑完成达到下沉强度后在管内全断面除土，靠自重可完成第1阶段下沉(见图4)。

　　3.5浇筑第2节管桩。

　　下端设钢板滑动套筒与第1节管托相连接，管壁预留拉杆孔道。

　　接高浇筑后，安装中继间顶镐并穿入拉杆与第1节管桩连接，在第2节管桩顶部安装拉杆千斤顶，安装工作完成后开始第2阶段管内除土，当管桩不再靠自重继续下沉后开始第3阶段下沉。

　　3.6管桩内除土，中继间千斤顶顶压下沉。

　　管桩内全断面除土，在刃角下超挖，用中间的顶镐压第1节管桩下沉一个行程，随后用拉杆千斤顶压第2节管桩跟进一个行程，如此重复直至桩顶接近地面时，接第3节管桩，同时在2、3节管桩之间安装顶镐，并移装拉杆千斤顶到第3节管桩顶。

　　第3节管桩制作安装完成后，如上述循环顶压管桩，沉入第3节管桩，继续自平衡下沉至预计深度。

　　3.7扎钢筋浇筑底板混凝土。

　　管桩下沉达预定深度后，由刃角向下挖深1.5m，扎钢筋浇筑混凝土底板封底。

　　管桩封底后，桩内逐节回填砂石，并由下向上逐个拆除千斤顶，连接管壁钢筋并浇筑混凝土，封闭各千斤顶的工作位置。

　　3.8封闭中继间工作程序。

　　1)中继间压缩到收缩闭合状态，上下节管桩间距达到最小值(20cm)，环向设垫块垫实;卸落中继间千斤顶，放松拉杆，桩顶拉杆千斤顶回油卸载;2)上节管桩预埋钢板滑动套，在管桩内用贴角焊与下节管桩预埋钢板沿周圈连续焊接;3)上节管桩预埋连接钢筋，内外两层逐根与下节管桩预埋连接板焊接;4)下节管桩拉杆孔道压注水泥浆，将拉杆锚固于孔道中作为管桩结构受拉(弯)钢筋的一部分;5)在管桩内壁中继间部位支模，模板与管壁间留20cm杯口，高出中继间顶面20cm用拉杆紧固;6)浇筑无收缩混凝土至杯口顶面，加振捣使混凝土流动充满中继间。

　　3.9浇筑封顶混凝土后再管壁外侧压浆。

　　由于施工过程中桩侧摩阻力受到部分削弱，设计要求采用管壁外侧压浆的施工方法提高桩基承载力。

　　管桩顶承台施工完成后，实施桩侧压浆。

　　按附图在距管壁外0.2m处打入压浆管，压浆管深度超过管底约0.5m，桩侧注浆压力≥1.5MPa。

　　4、大直径管桩施工质量控制

　　作为首次应用大直径管桩这一新技术的工程，根据其施工特点，经过仔细分析，把控制下沉施工偏差作为质量控制要点，并在施工过程中严格控制，取得了良好的效果。

　　4.1下沉施工偏差控制标准。

　　沉井下沉应符合设计标高要求,沉井底面中心和顶面中心与其设计位置中心在平面纵横方向的偏差，均不得大于沉井高度的1/50,沉井斜度不大于1/50,矩形沉井平面扭转角偏差不得大于1°。

　　4.2下沉偏差原因及预防措施

　　4.2.1下沉偏差原因。

　　筑岛被水流冲坏或管桩一侧的土被水流冲空;管桩刃脚下土层软硬不均;没有对称地抽出垫木或未及时回填夯实;除土不均匀使管桩内土面高低相差过大;刃脚下掏空过多，管桩突然下沉;刃脚一角或一侧被障碍物搁住没有及时发现或处理;排水开挖时管桩内大量翻砂;土层或岩面倾斜较大，管桩沿倾斜面滑动;在软塑至流动状态的淤泥土中，管桩偏斜。

　　4.2.2预防措施。

　　事先加强对筑岛的防护，对水流冲刷的一侧可抛卵石或片石防护;随时掌握地层情况，多挖土层较硬地段，对土质较软地段应少挖，多留台阶，或适当回填和支垫;认真制订和执行抽垫操作细则，注意及时回填夯实;除土时严格控制管桩内土面高差;严格控制刃脚下除土量;及时发现和处理障碍物，对未被障碍物搁住的地段，应适当回填或支垫;刃脚处应适当留有土台，不宜挖通，以免在刃脚下形成翻砂涌水通道，引起管桩偏斜;在倾斜面低的一侧填土档御，刃脚到达倾斜岩面后，应尽快使刃脚嵌入岩层一定深度，或对岩层钻孔以桩(柱)锚固;可采用轻型管桩，踏面宽度宜适当加宽，以免管桩下沉过快而失去控制。

　　4.3采用偏除土的方法进行纠偏。

　　1)纠正偏斜时，可在刃脚高的一侧除土，刃脚低的一侧支垫，随着管桩的下沉，倾斜即可纠正;2)纠正位移时，可先有意识地偏除土使管桩向偏移方向倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直至管桩底面中心与设计中心位置重合(或接近)时再将其纠正。

　　如位移量较大，一次完不成，可反复几次进行，使其逐渐移近中心位置，最后调整到使倾斜和位移都在允许偏差范围之内为止。

　　参考文献

　　[1]张瑞平,史佰通,龚维明.自平衡试桩法在桩基工程中的应用[J].广西土木建筑.2002(02)

　　[2]黄强,刘银飞,黄明.自平衡试桩法在高层桩基检测中的应用[J].施工技术.2010(S1)

　　大直径水中桩施工技术【2】

　　摘要：目前，在各地区桥梁建设中，采用在水中钻孔灌注桩是交通设施建设中最基本的技术方法，由于其较经济、合理的施工成本，具体操作手法比较快捷、简单，柱桩自身具备极强的承载力，同时对地区各种地质土壤都具备超强的适应性。

　　从而被广泛应用到各种交通设施以及房屋建造等各种建筑工程领域中去。

　　关键词：大直径水中桩;施工技术;地质土壤

　　近些年来我社会主义市场经济在经济全球化的社会背景下得到了突飞猛进的发展，导致国家各地区的交通设施都面临着极大的压力，特别是在经济繁荣的一、二线城市，其表现尤为突出。

　　为了适应当下日益繁荣的社会经济背景，各建筑工程领域的建设也随之不断加快发展，在快速发展的过程中对施工结果的质量要求也是有严格规定的，所以在施工技术方面就必须研究探索出最为经济、合理、有效的施工具体操作技术。

　　本文主要通过几个实际案例，研究、探讨验证在交通设施工程，建筑领域中大直径水中桩的最有效施工技术，为在桥梁建设中提供精确的实用参考价值数据，也为我国经济建设提供最基础的交通设施保障。

　　1 大直径水中桩的在实际流程操作上的各种问题以及解决方法

　　在具体施工前，要仔细勘探施工区域的地质土壤状况，结合水中钻探的土质岩性的具体特征，相关建筑工程技术研究人员要根据工程的实际情况制定出合理、正确的工程操作方案流程。

　　1.1 水中桩基钢护筒的具体制作和施工方式

　　首先工程建设技术人员要严格按照规定标准合理的设计出桩基钢护筒的直径和刚度，最好是在桩基钢护筒的焊缝和接头处增加10毫米至20毫米的钢护带，同时可在桩基钢护筒底部增加14毫米的厚度的钢护带，从而有效加强水中基桩钢护筒的承受力，每节钢护筒的连接方式都必须采用坡口双面式的焊接方式，对每节桩基钢护筒进行详细严密性的有效焊接，从而精准的解决了钢护筒在工作过程的漏水、断裂等严重妨碍工程建设进度的情况。

　　钢护筒的具体节长可根据不同建筑工程的实际情况分节段加工，经过相关人员的严格检测，质量检测合格的桩基钢护筒才可以被应用到工程施工过程中去。

　　一般都是根据其现场实际施工情况，对每节桩基钢护筒的组合焊接，从而使其合理的达到施工要求。

　　桩基钢护筒在其实际操作中，必须严格按照设计师的规定要求进行操作，一般情况下桩基钢护筒的具体标高要与平台面之间相差30厘米左右的距离，桩基钢护筒在不透水性的黏土中最少不能插入小于1m的深度，同时采用90千瓦的振动频率运用其钢护筒内存在的空气吸泥机进行水中吸泥钻入沉下。

　　在一定情况下，可采用桩基钢护筒外壁的高程度压力射水的辅助功能在水中进行钻入、下沉。

　　钢护筒具体下沉操作流程如下：在平台桩位置设置焊接一个桩基钢护筒下沉定位架→安装第一节钢护筒于导向架内并与导向架下口临时焊连，把筒固定起来→吊起第二节钢护筒对准第一节钢护筒，校正后将两节钢护筒连接处焊牢并加强→割除第一节护筒与导向架焊接处，浮吊下放第一、二节护筒→吊装90千瓦振动锤与钢护筒上口连接牢固→开动振动锤振动下沉，再接长下节钢护筒，如此反复直至护筒至所需的深度。

　　1.2 在施工过程中对塌孔以及漏浆等问题的解决方式

　　在水中实施钻孔施工流程的同时，经常会出现钻孔施工人员不小心超过了桩基钢护筒底部，从而使冲击钻进入圆形沙砾层内，导致泥浆泄漏问题的频繁发生，同时还可能会引起钻孔突然崩塌的危险现象。

　　根据相关技术人员对每次引起操作故障的问题进行详细分析，研究出以下几种相对应的解决处理措施：(1)再次采用250千瓦振动频率的钢护筒立马跟进施工进程中，钢护筒在施工过程中要与冲击钻相互配合，再次下沉的程度要根据打入的实际情况而定，据相关技术人员的经验表示，当钻孔已经超过钢护筒2米左右，都不会出现泥浆泄漏的现象;

　　(2)当钢护筒进行再次施工跟进后，必须及时往孔内投入一定程度的粘性土质、砾石以及建筑水泥，利用冲击率较低的冲击钻进行冲击，使其能过均匀的重新维护、建造新的护壁，在24小时后，等其稳定在对其进行正常冲击;(3)在施工过程中，尽可能的采用高级的泥浆，从而进行有效的护壁措施;(4)同时可在钢护筒外侧增设砂包，有效防止水渗透到钢护筒的外壁，从而能够有效防止钢护筒底部的泥浆壁遭受施工过程的破坏。

　　2 简单举例研究说明大直径水中桩的施工技术

　　2.1 桃江特大桥大直径水中桩的工程简述

　　桃江特大桥主桥为75m+136m+75m预应力混凝土连续钢构桥，主梁采用单箱双室断面，主墩采用单箱双室薄壁墩，施工区域江面宽约530米，墩位处水深约26米，每日潮水两涨两落，该区施工受台风、雨季、洪水的影响较明显，最高洪水位可达9米以上。

　　2.2 桃江特大桥大直径水中桩的施工方案

　　根据现场地质勘探资料、设计要求以及以往的施工经验，得出钻孔方法为冲击钻成孔的最有效方法，对于深水区即大于3米的位置采取搭设水中钻孔平台即先用浮箱搭设成浮吊，对于滩地和浅水区即水深小于3米区域采用筑岛法搭设钻孔平台，挖埋钢护筒。

　　在钻孔方式选择上根据相关技术人员的现场实际勘查数据得出，采用最有效合理的正循环冲击钻孔。

　　一次清孔采取正循环清孔，主要是保证桩基在钢护筒底部与砂砾石层不出现串孔和孔壁坍塌，二次清孔采用气举反循环清孔，以利清除孔底沉渣，确保成孔质量。

　　3 结语

　　通过大直径水中桩在桃江特大桥工程建设中的实际应用，从而的证明了合理有效的在建筑构建以及桥梁建设中合理的利用大直径水中桩的建设措施，有利用提高工程的建设效率，降低了施工过程的经济费用，同时保障了工程建设成果的的安全性、稳固性。

　　为建筑、交通设施等领域的探讨出极具参考价值的大直径水中桩具体施工过程的操作技术、数据。

　　参考文献

　　[1] 富荣辉，刘昱.赣定桃江特大桥大直径深水中桩施工技术[J].东北水利水电，2013，(2).