橋梁樁與管柱基礎(chǔ)施工淺談

洪波

（黑龍江省鐵力市龍?zhí)┙ㄔO(shè)工程監(jiān)理有限責(zé)任公司，黑龍江 鐵力 152500）

管柱基礎(chǔ)施工是使用專用機(jī)械設(shè)備，在水面上進(jìn)行橋墩基礎(chǔ)的施工。它具有不受季節(jié)限制、能改善勞動(dòng)條件、加快施工進(jìn)度、降低工程成本的優(yōu)點(diǎn)。

基樁按材料分類有木樁、鋼筋混凝土樁、預(yù)應(yīng)力混凝土樁與鋼樁，橋梁基礎(chǔ)中應(yīng)用較多的是中間兩種，按制作方法分為預(yù)制樁和鉆(挖)孔灌注樁，按施工方法分為錘擊沉樁、振動(dòng)沉樁、射水沉樁、靜力壓樁、就地灌注樁與鉆孔埋置樁等，前四種又統(tǒng)稱為沉入樁。應(yīng)該依據(jù)地質(zhì)條件、設(shè)計(jì)荷載、施工設(shè)備、工期限制及對(duì)附近建筑物產(chǎn)生的影響等等來(lái)選擇樁基的施工方法。

1 沉入樁基礎(chǔ)

沉入樁所用的基樁主要為預(yù)制的鋼筋混凝土樁和預(yù)應(yīng)力混凝土樁。斷面形式常用的有實(shí)心方樁和空心管樁兩種，方樁尺寸為30x30,30x35,35x35,35x40,40x40cm，樁長(zhǎng)為 10～24m。管樁(包括普通的和預(yù)應(yīng)力的)一般由工廠以離心成型法制成，目前成品規(guī)格:管樁外徑40,55cm兩種，分為上、中、下三節(jié)，管壁厚度為8～10cm，力混凝土管樁的技術(shù)數(shù)據(jù)。

鋼筋混凝土樁的預(yù)制要點(diǎn)為:制樁場(chǎng)地的整平與夯實(shí);制模與立模，鋼筋骨架的制作與吊放;混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)。間接澆筑法要求第一批樁的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%以后，方可拆除側(cè)模;待第二批樁的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以后才可起吊出坑。

預(yù)制樁在起吊與堆放時(shí)，較多采用兩個(gè)支點(diǎn)。較長(zhǎng)的樁也可用3～4 個(gè)支點(diǎn)。支點(diǎn)位置一般應(yīng)按各支點(diǎn)處最大負(fù)彎矩與支點(diǎn)間樁身最大正彎矩相等的條件來(lái)確定，起吊就位時(shí)多采用1 個(gè)或2 個(gè)吊點(diǎn))。堆放場(chǎng)地應(yīng)靠近沉樁現(xiàn)場(chǎng)，場(chǎng)地平整堅(jiān)實(shí)，并備有防水措施，以免場(chǎng)地出現(xiàn)濕陷或不均勻沉陷。

當(dāng)預(yù)制樁長(zhǎng)度不足時(shí)，需要接樁。常用的接樁方法有：法蘭盤連接、鋼板連接及硫磺膠泥(砂漿)連接等等。

沉樁順序應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形條件、土質(zhì)情況、樁距大小、斜樁方向、樁架移動(dòng)的方便等來(lái)決定。同時(shí)應(yīng)考慮使樁入土深度相差不多，土壤均勻擠密。

沉樁前應(yīng)處理空中和地面上下的障礙物，平整場(chǎng)地或搭設(shè)支架、平臺(tái)，做好準(zhǔn)備工作。沉入樁的施工方法主要有:錘擊沉樁、振動(dòng)沉樁、射水沉樁、靜力壓樁以及鉆孔埋置樁等。

1.1 錘擊沉樁

錘擊沉萬(wàn)般適用于中密砂類土、粘性土。由于錘擊沉樁依靠樁錘的沖擊能量將樁打入土中，因此一般樁徑不能太大(不大于0.6m)，入土深度在40m 左右，否則對(duì)沉樁設(shè)備要求較高。沉樁設(shè)備是樁基施工的質(zhì)量與成敗的關(guān)鍵，應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、工程量、樁的種類、規(guī)格、

尺寸、施工期限、現(xiàn)場(chǎng)水電供應(yīng)等條件選擇。

1.2 射水沉樁

射水施工方法的選擇應(yīng)視土質(zhì)情況而異:在砂夾卵石層或堅(jiān)硬土層中，一般以射水為主，錘擊或震動(dòng)為輔，在亞粘土或粘土中，為避免降低承載力，一般以錘擊或震動(dòng)為主，以射水為輔，并應(yīng)適當(dāng)控制射水時(shí)間和水量，下沉空心樁，一般用單管內(nèi)射水。當(dāng)下沉較深或土層較密實(shí)，可用錘擊或震動(dòng)，配合射水;下沉實(shí)心樁，將射水管對(duì)稱地裝在樁的兩側(cè)，并能沿著樁身上下自由移動(dòng)，以便在任何高度上射水沖土。必須注意，不論采取任何射水施工方法，在沉入最后階段1～1.5m 至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)停止射水，單用錘擊或震動(dòng)沉入至設(shè)計(jì)深度。

1.3 振動(dòng)沉樁

振動(dòng)沉樁適用于砂質(zhì)土、硬塑及軟塑的粘性土和中密及較松散的碎卵石類土。對(duì)于軟塑類粘土及飽和砂質(zhì)土，當(dāng)基樁入土深度小于15m 時(shí)，可只用振動(dòng)沉樁機(jī)。除此情況外，宜采用射水配合沉樁。

1.4 靜力壓樁

靜力壓樁系采用靜壓力將樁壓入土中，即以壓樁機(jī)的自重克服沉樁過程中的阻力。沉樁速度視土質(zhì)狀況而異。適用于高壓縮性粘土或砂性較輕的亞粘土層。同一地區(qū)、相同截面尺寸與沉入深度的樁，其極限承載能力與錘擊沉樁大體相同。

1.5 鉆孔埋置樁

鉆孔埋置樁系指利用就地灌注混凝土樁的鉆孔方法鉆孔.將預(yù)制的鋼筋混凝土有底管樁埋入，并在管會(huì)周邊壓注水泥砂漿固結(jié)形成的樁。適用于枯性土、砂類土、碎石類土等土層中埋置不深的大直徑管樁。

1.6 水中沉樁

在河流水淺時(shí)，一般可搭設(shè)施工便橋和各種類型籠攀手架，其上安置樁架等進(jìn)行水中沉樁工藝。

在較寬闊的河中，可將樁安設(shè)在組合的浮體上，亦可使用專用打樁船。此外還可采用:

1.6.1 先筑圍堰后沉基樁法：一般在水不深，臨近河岸的樁基采用此法。

1.6.2 先沉入樁后筑圍堰法：一般適用于較深的水中樁基.此法包括拼裝導(dǎo)向圍籠，浮運(yùn)至墩位，拋錨定位，圍籠下沉接高;在圍籠內(nèi)插打定位樁，下沉其余基樁，然后插打鋼板樁，組成防水圍堰;以及其后的吸泥、水下混凝土封底等等工序組成。

1.6.3 用吊箱圍堰修筑水中樁基法:一般適用修筑深水中的高樁承臺(tái)。懸吊在水中的套箱，在沉樁時(shí)用作導(dǎo)向定位，沉樁完后封底抽水，澆筑水中混凝土承臺(tái)。

2 管柱制作

管柱按材料可分為鋼筋混凝土管柱、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管柱和鋼管柱三種。鋼筋混凝土管柱適用于人土深度不大于25m的管柱基礎(chǔ)，常用直徑有1.55m,3.0m,3.6m,5.8m 幾種。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管柱可用于下沉深度大于25m的管柱基礎(chǔ)，常用直徑有3.0m、3.6m兩種。鋼管柱的直徑有1.4m,l.6m、1.8m,3.0m,3.2m幾種。

管柱可根據(jù)其類型、施工條件分節(jié)預(yù)制。分節(jié)長(zhǎng)度視運(yùn)輸設(shè)備、起重能力及構(gòu)件情況而定。管柱節(jié)間的連接一般采用法蘭盤連接。管柱最底一節(jié)下口設(shè)有刃腳，以便于管柱下沉?xí)r能穿越覆蓋層或切人基底風(fēng)化巖中，故要求刃腳具有足夠的強(qiáng)度和剛度。

2.1 檢查成孔質(zhì)量合格后應(yīng)盡快灌注樁。在灌注樁前，應(yīng)進(jìn)行清孔工作，要求孔壁、孔底必須清理干凈，孔底無(wú)浮渣，孔壁無(wú)松動(dòng)。孔底沉渣厚度應(yīng)符合端承樁50mm、摩擦端承樁和端承摩擦樁100mm、摩擦樁300mm。

2.2 當(dāng)有地下水而滲水量不大時(shí)，則應(yīng)抽除孔內(nèi)積水后，用串筒法灌注樁，串筒末端離孔底高度不宜大于2m，樁宜采用插入式振搗器振實(shí)。如果滲水量過大，積水過多不便排干，則應(yīng)用導(dǎo)管法水下灌注樁。

2.3 樁的粗骨料可選用碎石或卵石，其最大粒徑不宜大于50mm，并不大大于主筋凈距的1/3。

2.4 堅(jiān)持按配合比投料，樁坍落度不宜過大，以5-8cm 為宜，每50cm 為一層及時(shí)振搗，樁灌注要保持連續(xù)。坍落度損失大于5cm/h時(shí)，要調(diào)整配比。

2.5 樁拌合料質(zhì)量控制，每盤樁的拌和時(shí)間不得少于90 秒，開始攪拌時(shí)必須做一次坍落度檢測(cè)，調(diào)整好流動(dòng)性，且具有較好的粘聚性，灌注時(shí)作坍落度損失的觀察，以指導(dǎo)樁配合比的調(diào)整，拌好的樁應(yīng)立即使用，有離析現(xiàn)象嚴(yán)禁灌入樁孔。

2.6 注意樁頭樁的標(biāo)高，應(yīng)適當(dāng)超出設(shè)計(jì)標(biāo)高，以保證在鑿除浮漿層后，樁頭進(jìn)入承臺(tái)內(nèi) 50～100mm。

2.7 樁身樁必須留有試件，對(duì)直徑大于1m的樁，每根樁應(yīng)有1 組試塊，且每100m3 樁及每個(gè)灌注臺(tái)班不得少于1 組，每組3 件，試件的制作必須客觀真實(shí)，嚴(yán)禁“開小灶”。

2.8 氣溫高于30℃時(shí)注意緩凝，氣溫低于0℃時(shí)注意抗凍。

結(jié)束語(yǔ)

管柱基礎(chǔ)適用于各種土質(zhì)條件，尤其是在深水、巖面不平、無(wú)覆蓋層或覆蓋層很厚的自然條件下，不宜修建其他類型基礎(chǔ)時(shí)，可采用管柱基礎(chǔ)。

[1]胡長(zhǎng)明.土木工程概論[M].治金工業(yè)出版社.2009.

[2]丁克勝.土木工程施工[M].華中科技大學(xué)出版社.2008.