混凝土在路桥桩基施工中的应用分析

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  摘要:路桥桩基施工是道路桥梁中一项非常重要的工作。通常桩基施工工艺非常繁杂,由于各种因素常会对桩基质量难以控制和管理等问题,而混凝土在整个路桥桩基施工中起到了主导作用。
  关键词:桩基;混凝土;施工技术
  一、关于混凝土原理的具体描述
  在整个路桥工程建设中,路桥桩基施工是非常重要的环节,一般来说,路桥桩基施工都是比较复杂性,它的施工工艺异常的繁杂,如果不能良好的掌握施工方法,就难以保证路桥桩基施工的质量,在此过程中,我们对大直径钻孔进行灌注施工,在施工过程中,主要通过两种手段进行,分别是泥浆护壁方法以及全套管施工。这两者是有区别的,却又相互联系,共同促进路桥桩基施工系统的建立健全。通常来讲,泥浆护壁方式应用于钻孔的冲击,以及回转钻削成孔。两者都是对具体施工过程的应用,这些施工方式离不开对混凝土的具体应用。综合施工全局来说,我们日常的路桥施工建设中,需要应对不同的实际施工情况,采取不同的施工方法,对于混凝土的具体应用也是不一样的。
  二、混凝土施工的质量要求
  (一)由于混凝土具有和易性以及流动性,水下灌注混凝土必然无法进行振捣施工,因此只能依靠混凝土自重产生流动达到摊平和捣实,但是如果混凝土的流动性较差,极易造成堵管,导致灌注无法正常进行,严重时还有可能出现断桩等严重事故,引发较大损失。
  (二)需要进行水下灌注的混凝土要具有较好的粘聚性能以及保水性能,从而避免离析现象出现,并出现碎石在导管中局部集结的现象出现,造成“卡管”,引发质量事故。
  (三)未经振捣的水下灌注混凝土,随着灌注深度与抗压强度呈现反比关系,必须采用与此适应的配合比设计才能充分保障混凝土的施工要求。
  三、路桥桩基施工中混凝土的配合比
  路桥桩基施工中水下混凝土施工是一项及其重要的工作,就目前情况来讲,常采用的方法是导管法,进行导管法施工要求混凝土具有很好的流动度以及和易性。因此进行导管法施工前,一定要重视混凝土配合比和具体适用性,在配制路桥桩基施工混凝土时应当按下述方法和规定进行操作:
  保障混凝土设计强度符合施工标准,水泥用量不宜少于工程指定用量,若使用外加剂进行配制时可适当减少水泥用量,但不能低于300kg/m3的标准,保障初凝时间不少于2小时,与此同时应当保证混凝土坍落度控制在18cm—22cm范围之内,进行粗集料选择时应优先考虑卵石,若采用碎石进行混凝土配置时应加强粗砂的使用量,一般砂率的比率应在45%—50%范围之内,集料最大粒径也应保持相关施工标准;在配合比的选择上要根据工程实际进行调整,以适应工程实际需要。要根据施工配合比调整用水量,以确保混凝土的各项指标。
  四、在路桥桩基施工中的常见混凝土质量缺陷
  (一)浮笼。浮笼是机械钻孔灌注桩较为常见的质量缺陷之一,尤其是在半截笼的桩基础当中出现的概率较高,究其原因大致可分为以下几点:第一,混凝土灌注时首灌量严重不足,或者是采用混凝土罐车直接对导管进行灌注,导致混凝土首灌时不能迅速覆盖淹没钢筋笼;第二,混凝土灌注前的泥浆比重较低,不能对钢筋笼的上浮产生足够的阻力;第三,起拔导管时挂住钢筋笼造成浮笼。
  (二)桩心混凝土质量不合格。如果混凝土灌注时导管进水,就很可能导致桩心混凝土质量不合格,究其原因大致可分为以下几点:第一,对于混凝土的首灌方量计算错误,从而导致导管口与孔底的距离过大,使得首灌混凝土无法将导管底口完全埋入,造成泥水从导管底口直接进入;第二,因为导管的接头不够严密,或者导管本身因焊缝破裂等原因而产生泄露现象。
  (三)断桩。一旦在混凝土灌注时出现坍孔或者堵管等事故,就很可能导致断桩。在混凝土灌注过程中发生坍孔的原因大致可分为:第一,护筒底部及周围未用粘土回填或夯实不足,灌注过程中泥浆护筒掏空,或周围振动;第二,地质钻探资料不明,护壁质量差,或在朝夕河流中涨潮时,孔内水位差减小,不能保持原有井水压力,发生坍孔。而发生堵管的原因则大致可分为:第一,因为发生机械故障或者停电等原因导致混凝土在导管内的停留时间超过了初凝时间,从而导致无法流动而堵管;第二,因为混凝土的配合比出现问题,导致混凝土性能指标尤其是其流动性能不足;第三,因为混凝土在从搅拌站运输到待灌桩的过程中产生离析,导致在混凝土灌注过程中因粗骨料太过集中而堵管。
  五、路桥桩基施工中的混凝土防治施工技术
  (一)浮笼。对于机械钻孔灌注桩在施工过程中浮笼的防治策略:第一,混凝土灌注时禁止采用混凝土罐车直接对导管进行灌注,必须采用吊斗整体灌注,保证混凝土灌注时迅速覆盖淹没钢筋笼;第二,混凝土灌注前二次清孔的泥浆比重控制在1.1-1.5之间,加大泥浆的侧压力,增大钢筋笼上浮阻力;第三,混凝土灌注时安排专人观察钢筋笼吊筋情况,吊筋一旦松动,马上停止灌注,立即采用少量多次的方法,缓慢灌注混凝土,以减少因冲击而产生的巨大浮力,直到混凝土埋住钢筋笼2-5米后,才能恢复正常灌注;第四,控制混凝土导管,使其始终保持在钢筋笼的中心位置,防止起拔导管时挂住钢筋笼造成浮笼,每次拔管应进行一次吊筋松动检查,一旦出现挂笼,马上调整导管位置,脱离与钢筋笼的接触,恢复正常灌注。
  (二)桩心混凝土质量不合格。要防止出现桩心混凝土质量不合格的现象,就必须杜绝机械钻孔灌注桩在混凝土灌注时出现导管进水,其防治策略:首先,若为前文所述的第一种原因造成的,应立即将导管提出,将散落在孔底的混凝土拌和物用空气吸泥机、水力吸泥机或砂泵及抓斗清出,如果不行,必须提出钢筋笼,重新复钻清除;其次,若为第二种原因,应视具体情况,拔换原管重下新管,或用原导管插入续灌,为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入,导管插入混凝土层有足够的厚度,一般宜大于20厘米,续灌的混凝土配合比应增加水泥用量,提高后灌入导管内,灌注前将导管进行小幅度抖动,使原混凝土损失的流动性弥补,以后可恢复正常。
  (三)断桩。要防止出现断桩的现象,就必须杜绝机械钻孔灌注桩在混凝土灌注时出现坍孔或堵管等情况。其中,对于机械钻孔灌注桩在混凝土灌注过程中发生坍孔的防治策略:首先,发生坍孔要查明原因,首先要排除影响因素,然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土,若不继续坍孔,可正常灌注,可能浪费部分混凝土;其次,若坍孔仍不能停止,且坍塌部位较深,直接导管拔出,钢筋笼取出,在以掺砂砾的黏土进行回填,当回填土沉实时机成熟后,再重新钻孔成桩。而对于其出现堵管的防治策略:首先,若为前文所述的第一种原因造成的,应在灌注前进行精心准备,特别备用机械,同时应采取措施,加快灌注速度,必要时可掺入缓凝剂,延缓混凝土初凝时间,若灌注时时间已久,孔内首批混凝土已初凝,导管又堵,只有重新安设冲孔,处理钢筋笼、导管,重新钻孔成桩;其次,若为第二、三种原因,可用吊绳抖动导管,或用长竿冲捣导管,或在导管上安附者或振捣器等,使其下落,如仍不能下落,须将导管连同混凝土一起拔出,进行清理整修,然后重新安装,采用以上方法重新灌注。
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