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摘 要:近年来,伴随我国城市化进程的快速推进,对于基础设施工程建设的力度也在不断增加。桥梁工程作为跨水网道路必须构造物,其建设的数量和规模也明显增长,尤其是预应力简支梁桥应用最为广泛。就目前的工程建设情况来看,部分工程还存在一定的质量通病问题,这些质量问题会威胁到工程的使用寿命和交通安全。所以相关施工企业应不断强化对桥梁工程质量问题的分析并加强质量控制。由于篇幅有限,本文只对市政小跨径简支梁桥基础的相关质量通病和保证措施做一些简单的分析介绍。
关键词:简支梁桥;扩大基础;灌注桩;沉入桩;质量保证措施
一、概述
预应力简支梁桥一般由上部结构、下部结构、支座系统和附属设施四个基本部分组成。上部结构一般为先张法预应力梁板(用于支小路)和后张法预应力空心板(用于各级道路);下部结构包括基础、桥台和桥墩;附属设施包括锥形护坡、伸缩缝、桥头搭板和桥面系等。
二、桥梁基础质量通病和保证措施
市政道路常用的桥梁基础有明挖扩大基础、灌注桩基础、沉入桩基础等。
1、扩大基础,主要指的是直接在承载地基上设置基础底板,一般情况下,是将墩台及上部结构的荷载由基础直接传递到较浅的支承地基的一种基础形式。一般采用明挖法施工,所以需要在地下水位以上的浅基础才能使用。
首先施工单位要对扩大基础设计图纸和地勘资料进行仔细分析,复核基坑中心线、方向和高程时,充分结合当地地质水文特征以及施工现场实际情况决定基础的基坑开挖坡度、支护方案及相应的防排水措施。
(1)砌块石基础:砌块表面要无杂物,基础边缘部分严密隔水,禁止水中作业或带水作业,实在条件有限可使用水下混凝土灌注方法先进行水面以下扩大基础施工。并且在切实控制好施工要点的同时,要采用外部、内部分部分层进行砌筑。要先做好定位外部结构,内部才能进行砌筑工作,并通过混凝土或砂浆的粘结性实现砌筑结构内外的紧密结合。砌块隔层连接,应注意是否脱离砌筑层或砌块之间的连接,砌块层以 2 ~ 3 层为单位组成施工区段,每施工区段的水平缝要避开垂直缝。在内外密实连接的前提下,通过控制好砌缝宽度,砌块石需控制好平整度,不能有特别突兀或者尖锐部分,以免砌筑时空隙过大,导致砌体不稳定。砌体石块从下往上按砌块的大小,交错互压排列。
(2)片石混凝土基础:要先洒水湿润,然后紧密压实;直接在基岩上砌筑的片石混凝土,一般需要先湿润基岩,然后再铺上一定厚度的水泥砂浆,利用其初凝的时间准备首轮浇筑施工,需在湿度较高的环境下完成砌筑;承载力较弱的疏松土质基底可以用坐浆法来实现足够的基地承载力,同时要严格控制地基土的含水率。片石混凝土中的粗、细骨料物应选择性能稳定和强度优良的石体,基本要求是达到一定抗压力。多层紧实结构、体积较小、应对极端气温,是选择填充石块质量的关键;设计允许可适当增加粒径不大于8cm石块;通过将石块埋入捣实的混凝土中,均匀分布石块且维持石块净距大于或等于10cm,控制结构侧面和顶面净距大于或等于15cm,石块与钢筋或者与预埋体分离,石块净距≥ 4 ~ 6cm,有效保证片石混凝土基础的施工质量。
(3)钢筋混凝土基础:对验收后的基底与基坑及时进行钢筋放置与绑扎工作;下部钢筋上放置垫块以保证钢筋混凝土底部保护层的厚度,安放墩柱或台身钢筋预埋部分保证准确定位;最后需要验收钢筋数量、直径、间距、位置,检验满足设计文件与规范要求后才能进行混凝土浇筑工作;现场要检测混凝土的坍落度及配合比,监理见证取样做好规范所需求的试块。坍落度检测合格的混凝土可投入使用,混凝土浇筑需分层且连续进行,在排水困难时可采用水下灌注混凝土工艺施工。
2、钻孔灌注桩基础,可以根据持力层的起伏而改变桩长,可按地质受力最不利内力组合要求配置钢筋,并且施工简单、方便、成本不高等特点被广泛地应用于市政桥梁基础。但由于钻孔灌注桩属于隐蔽工程,施工时受原材料及混凝土、施工工艺和地质条件等多种因素影响,施工过程中质量控制比较困难,容易产生各种质量问题或事故,比如:钢筋笼上浮、断桩、桩身混凝土质量差等。
(1)钢筋笼上浮:
原因分析:混凝土临近钢筋笼底部时速度过快或者钢筋笼没有采取固定措施。
质量保证措施:當混凝土上升到接近钢筋笼下端时,应控制浇筑速度,以免钢筋笼被混凝土顶托而上浮。当钢筋笼被埋入一定深度时再提升导管,减少导管埋入深度,使导管下端高出钢筋笼下端有相当距离后再按正常速度浇筑。此外,浇筑前,应将钢筋笼固定在孔位护筒上,防止上浮。
(2)断桩:
原因分析:混凝土坍落度偏小,和易性差,或骨料级配不合格、导管直径偏小时,在浇筑施工中宜堵管,盲目提起导管;混凝土离析,未采取二次搅拌处理,灌注时骨料集中在一起下放导致卡管,就会形成夹泥层;孔壁土体发生坍塌,处理不当,混凝土中就会夹杂泥浆;终孔验收时,孔深测量错误,导致导管偏短,使底口与孔底间距过大,使首批混凝土设计量未能充满底部,导致封底失败;对导管埋深量测和计算错误,导管提拔过量,使导管底口拔出混凝土面;灌注前未对导管进行水密性及压力测试,导致接口密闭性不足,使泥浆水进入导管或者爆管,形成混合夹层;浇筑过程中突发机械损坏、区域性停电、原材料不足等情况,中断时间超过混凝土初凝时间,导致导管无法提起,造成堵管,形成断桩。
质量保证措施:
严格水下混凝土配合比,测试坍落度,防止导管堵塞;严禁盲目拔管,防止导管脱离混凝土;钢筋笼接头焊平,防止挂住导管法兰盘;导管应经过耐压和水密检测;要准备一台备用混凝土搅拌机和发电机。钻孔灌注桩断桩原因一般较复杂,处理之前首先要探明孔内情况,分析断桩原因,以便有针对性地采取处理措施。
(3)桩身混凝土质量差是指桩身出现蜂窝、空洞、夹泥层或集配不均的现象。
原因分析:未边灌边振捣,使桩身混凝土不密实;浇筑或放钢筋笼时,孔壁土塌落,造成桩身夹泥;混凝土配合比、坍落度没有控制好,下料高度大,产生离析,造成桩身级配和强度不均匀。
质量保证措施:浇筑时边灌边振捣;浇筑或放钢筋笼时,注意不要碰撞孔壁;严格控制混凝土配合比和坍落度,使用串筒下料,防止产生离析,使混凝土强度均匀。
3、沉入桩基础,主要为预制钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩。施工方法主要有:锤击、振动、射水沉桩和静力压桩等。沉桩设备是沉入桩基础施工的关键,应根据工程量、地勘资料、桩的规格和种类尺寸等选择合适的沉桩设备。
沉桩过程中宜发生桩身倾斜、移位;桩顶破碎;桩身开裂、变形;桩侧地面隆起等质量通病。原因就是从沉桩开始,对桩位的垂直度和斜桩的倾斜度没有控制好,发现偏离后用顶桩头、拉桩头或桩身来纠偏额外增加桩身的负弯矩。预防措施是沉桩前要检查桩锤、桩帽或送桩与桩的中轴线是否一致;开始沉桩后要严格控制提锤高度,控制动能;桩帽和桩头的周围要有一点间隙,桩帽破碎要及时更换;不得采用顶、拉桩身及桩头来纠偏。
三、结束语
桥梁下部结构基础是整个桥梁工程的质量控制重点,基础质量控制不好将严重影响桥梁的使用寿命及安全性能。这就要求各相关施工企业,对市政路桥工程建设中基础的质量通病进行深入研究,并制定出与之对应的质量保证措施方案,提升桥梁工程整体建设质量,为国家经济发展以及人民的安全出行打下坚实的基础。
参考文献
[1] 滕善勇 . 市政道路桥梁施工质量通病防治处理 [J]. 科技创新导报,2012(21):129.
[2] 张利萍. 浅析市政桥梁工程中的扩大基础施工技术控制措施[J].科技创新与应用,2013(07).
关键词:简支梁桥;扩大基础;灌注桩;沉入桩;质量保证措施
一、概述
预应力简支梁桥一般由上部结构、下部结构、支座系统和附属设施四个基本部分组成。上部结构一般为先张法预应力梁板(用于支小路)和后张法预应力空心板(用于各级道路);下部结构包括基础、桥台和桥墩;附属设施包括锥形护坡、伸缩缝、桥头搭板和桥面系等。
二、桥梁基础质量通病和保证措施
市政道路常用的桥梁基础有明挖扩大基础、灌注桩基础、沉入桩基础等。
1、扩大基础,主要指的是直接在承载地基上设置基础底板,一般情况下,是将墩台及上部结构的荷载由基础直接传递到较浅的支承地基的一种基础形式。一般采用明挖法施工,所以需要在地下水位以上的浅基础才能使用。
首先施工单位要对扩大基础设计图纸和地勘资料进行仔细分析,复核基坑中心线、方向和高程时,充分结合当地地质水文特征以及施工现场实际情况决定基础的基坑开挖坡度、支护方案及相应的防排水措施。
(1)砌块石基础:砌块表面要无杂物,基础边缘部分严密隔水,禁止水中作业或带水作业,实在条件有限可使用水下混凝土灌注方法先进行水面以下扩大基础施工。并且在切实控制好施工要点的同时,要采用外部、内部分部分层进行砌筑。要先做好定位外部结构,内部才能进行砌筑工作,并通过混凝土或砂浆的粘结性实现砌筑结构内外的紧密结合。砌块隔层连接,应注意是否脱离砌筑层或砌块之间的连接,砌块层以 2 ~ 3 层为单位组成施工区段,每施工区段的水平缝要避开垂直缝。在内外密实连接的前提下,通过控制好砌缝宽度,砌块石需控制好平整度,不能有特别突兀或者尖锐部分,以免砌筑时空隙过大,导致砌体不稳定。砌体石块从下往上按砌块的大小,交错互压排列。
(2)片石混凝土基础:要先洒水湿润,然后紧密压实;直接在基岩上砌筑的片石混凝土,一般需要先湿润基岩,然后再铺上一定厚度的水泥砂浆,利用其初凝的时间准备首轮浇筑施工,需在湿度较高的环境下完成砌筑;承载力较弱的疏松土质基底可以用坐浆法来实现足够的基地承载力,同时要严格控制地基土的含水率。片石混凝土中的粗、细骨料物应选择性能稳定和强度优良的石体,基本要求是达到一定抗压力。多层紧实结构、体积较小、应对极端气温,是选择填充石块质量的关键;设计允许可适当增加粒径不大于8cm石块;通过将石块埋入捣实的混凝土中,均匀分布石块且维持石块净距大于或等于10cm,控制结构侧面和顶面净距大于或等于15cm,石块与钢筋或者与预埋体分离,石块净距≥ 4 ~ 6cm,有效保证片石混凝土基础的施工质量。
(3)钢筋混凝土基础:对验收后的基底与基坑及时进行钢筋放置与绑扎工作;下部钢筋上放置垫块以保证钢筋混凝土底部保护层的厚度,安放墩柱或台身钢筋预埋部分保证准确定位;最后需要验收钢筋数量、直径、间距、位置,检验满足设计文件与规范要求后才能进行混凝土浇筑工作;现场要检测混凝土的坍落度及配合比,监理见证取样做好规范所需求的试块。坍落度检测合格的混凝土可投入使用,混凝土浇筑需分层且连续进行,在排水困难时可采用水下灌注混凝土工艺施工。
2、钻孔灌注桩基础,可以根据持力层的起伏而改变桩长,可按地质受力最不利内力组合要求配置钢筋,并且施工简单、方便、成本不高等特点被广泛地应用于市政桥梁基础。但由于钻孔灌注桩属于隐蔽工程,施工时受原材料及混凝土、施工工艺和地质条件等多种因素影响,施工过程中质量控制比较困难,容易产生各种质量问题或事故,比如:钢筋笼上浮、断桩、桩身混凝土质量差等。
(1)钢筋笼上浮:
原因分析:混凝土临近钢筋笼底部时速度过快或者钢筋笼没有采取固定措施。
质量保证措施:當混凝土上升到接近钢筋笼下端时,应控制浇筑速度,以免钢筋笼被混凝土顶托而上浮。当钢筋笼被埋入一定深度时再提升导管,减少导管埋入深度,使导管下端高出钢筋笼下端有相当距离后再按正常速度浇筑。此外,浇筑前,应将钢筋笼固定在孔位护筒上,防止上浮。
(2)断桩:
原因分析:混凝土坍落度偏小,和易性差,或骨料级配不合格、导管直径偏小时,在浇筑施工中宜堵管,盲目提起导管;混凝土离析,未采取二次搅拌处理,灌注时骨料集中在一起下放导致卡管,就会形成夹泥层;孔壁土体发生坍塌,处理不当,混凝土中就会夹杂泥浆;终孔验收时,孔深测量错误,导致导管偏短,使底口与孔底间距过大,使首批混凝土设计量未能充满底部,导致封底失败;对导管埋深量测和计算错误,导管提拔过量,使导管底口拔出混凝土面;灌注前未对导管进行水密性及压力测试,导致接口密闭性不足,使泥浆水进入导管或者爆管,形成混合夹层;浇筑过程中突发机械损坏、区域性停电、原材料不足等情况,中断时间超过混凝土初凝时间,导致导管无法提起,造成堵管,形成断桩。
质量保证措施:
严格水下混凝土配合比,测试坍落度,防止导管堵塞;严禁盲目拔管,防止导管脱离混凝土;钢筋笼接头焊平,防止挂住导管法兰盘;导管应经过耐压和水密检测;要准备一台备用混凝土搅拌机和发电机。钻孔灌注桩断桩原因一般较复杂,处理之前首先要探明孔内情况,分析断桩原因,以便有针对性地采取处理措施。
(3)桩身混凝土质量差是指桩身出现蜂窝、空洞、夹泥层或集配不均的现象。
原因分析:未边灌边振捣,使桩身混凝土不密实;浇筑或放钢筋笼时,孔壁土塌落,造成桩身夹泥;混凝土配合比、坍落度没有控制好,下料高度大,产生离析,造成桩身级配和强度不均匀。
质量保证措施:浇筑时边灌边振捣;浇筑或放钢筋笼时,注意不要碰撞孔壁;严格控制混凝土配合比和坍落度,使用串筒下料,防止产生离析,使混凝土强度均匀。
3、沉入桩基础,主要为预制钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩。施工方法主要有:锤击、振动、射水沉桩和静力压桩等。沉桩设备是沉入桩基础施工的关键,应根据工程量、地勘资料、桩的规格和种类尺寸等选择合适的沉桩设备。
沉桩过程中宜发生桩身倾斜、移位;桩顶破碎;桩身开裂、变形;桩侧地面隆起等质量通病。原因就是从沉桩开始,对桩位的垂直度和斜桩的倾斜度没有控制好,发现偏离后用顶桩头、拉桩头或桩身来纠偏额外增加桩身的负弯矩。预防措施是沉桩前要检查桩锤、桩帽或送桩与桩的中轴线是否一致;开始沉桩后要严格控制提锤高度,控制动能;桩帽和桩头的周围要有一点间隙,桩帽破碎要及时更换;不得采用顶、拉桩身及桩头来纠偏。
三、结束语
桥梁下部结构基础是整个桥梁工程的质量控制重点,基础质量控制不好将严重影响桥梁的使用寿命及安全性能。这就要求各相关施工企业,对市政路桥工程建设中基础的质量通病进行深入研究,并制定出与之对应的质量保证措施方案,提升桥梁工程整体建设质量,为国家经济发展以及人民的安全出行打下坚实的基础。
参考文献
[1] 滕善勇 . 市政道路桥梁施工质量通病防治处理 [J]. 科技创新导报,2012(21):129.
[2] 张利萍. 浅析市政桥梁工程中的扩大基础施工技术控制措施[J].科技创新与应用,2013(07).