淺談管柱基礎施工

王立鵬,宋寶志

(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司)

當水文地質條件較復雜,特別是深水巖面不平、無覆蓋層或覆蓋層很厚時,采用管柱基礎比較合適。管柱基礎的結構,可采用單根或多根形式,使之穿過覆蓋層或溶洞、孤石,支承于較密實的土壤或新鮮巖面。管柱基礎施工系在水面上進行,不受季節性影響,能盡量使用機械操作,從而改善勞動條件,提高工作效率,加快工程進度。管柱基礎是我國于1953年修建武漢長江大橋時所首創的一種新型基礎形式,隨之在前蘇聯、日本與歐美等國先后應用。

管柱基礎主要由三部分組成,即承臺、多柱式柱身和嵌巖柱基。按承臺的高低分為低承臺管柱基礎和高承臺管柱基礎兩類。施工時是否需設置防水圍堰,對施工技術的要求將有重大的差別。需要設置防水圍堰的管柱基礎,其施工較為復雜,技術難度較高。

管柱一般包括管柱體、連接法蘭盤和管靴三部分。管柱體有鋼筋混凝土、預應力混凝土和鋼管柱三種。鋼筋混凝土管柱適用于入土深度不大于 25m,下沉振動力不大的條件,其制造工藝和設備較簡單。預應力混凝土管柱下沉深度可超過 25m,能承受較大的振動荷載,管壁抗裂性強,但制造工藝較復雜,需要張拉設備等。管柱系裝配式構件,分節制造,管節長度由運輸設備、起重能力及構件情況而定。直徑1.55m,管節長度有 3m、4m、5m、6m、9m、12m幾種;直徑3.0m、3.6m、5.0 m、5.8 m,管節長度有 4m、5m、7.5 m、10m幾種;鋼管柱管節長度有 12～16 m。表 1提供了鋼筋混凝土管柱管節主要尺寸。表 2為預應力混凝土管柱主要技術指標。預制的管柱管節屬于薄壁構件,應提高混凝土的強度和密實度。預制管柱宜采用離心、強振或輥壓以及高壓釜蒸養等工藝。管節下沉前,應遵循施工規范要求,嚴格檢驗管柱成品的質量,根據成品管節檢驗資料及設計所需每根管柱長度,組合配套,做好標志,使整根管柱的曲折度滿足設計要求。

表 1 RC管節主要尺寸

表 2 預應力混凝土管柱主要技術指標

管柱下沉應根據覆蓋層土質和管柱下沉深度等采用不同的施工方法,如有:振動沉樁機振動下沉;振動與管內除土下沉;振動配合吸泥機吸泥下沉;振動配合高壓射水下沉;振動配合射水、射風、吸泥下沉等。按照土質、管柱下沉深度、結構特點、振動力大小及其對周圍建筑設施的影響等具體情況,規定振動下沉速度的最低限值,每次連續振動時間不宜超過 5m in。管柱下沉到設計高程后,鉆巖與清孔等工序按鉆孔樁有關規定進行。管柱內安裝鋼筋骨架、填充水下混凝土及質量檢查應符合下列規定。

(1)鋼筋骨架應按設計要求的埋置深度安裝。

(2)用垂直導管法填充水下混凝土應符合的要求是:

①為防止孔壁坍塌或流沙淤入孔內,每孔鉆巖完成后,應迅速進行清孔和填充水下混凝土;

②要避免填充水下混凝土時,砂漿流入相鄰鉆孔內;

③為使鉆孔混凝土和孔底巖體黏結良好,開始填充混凝土前可用高壓射水、射風或其他辦法沖起殘留渣物,在渣物尚未沉淀時,立即澆筑混凝土;

④導管埋入混凝土的深度不宜小于 1.0m,但也不宜過大,應盡量促使導管周圍混凝土流動,防止混凝土開始硬化時與導管黏結成塊。

(3)管柱內填充混凝土的質量檢查要求如下:

①混凝土強度應符合設計要求;

②管柱群樁基礎應有不少于 10%的管柱做鉆探檢查,鉆探孔的深度應至管柱鉆孔底以下 0.5m,并在混凝土芯取出后立即用水泥漿封孔;

③混凝土與巖層間應無殘留渣物,且黏結良好;

④混凝土芯樣外觀應良好,各區段取芯率一般宜大于90%。