锚固桩在桥梁基础施工中的应用探讨

锚固桩在桥梁基础施工中的应用探讨（共9篇）

篇1：锚固桩在桥梁基础施工中的应用探讨

植筋锚固技术技术在屋顶铁塔基础加固中的应用

河南医科大学第一附属医院新病房楼工程，在建设过程中，由于甲方要求，为了加强整体效果，在已施工完毕的屋顶上增加30m高的铁塔，由于铁塔荷载较大，原设计也没有考虑铁塔相应荷载及基础，故原设计不能满足荷载要求，需对原屋面结构采取加固补强处理等措施，

一、方案设计及使用范围

根据现场情况和铁塔支墩具体位置，由设计院出具铁塔支墩的加固补强图，具体对支墩下的梁及墙采取加固措施，支墩下原设计为剪力墙的采取对增加的支墩柱竖向筋用植筋技术锚入墙内(详见附图A.B.C剖面)。支墩下原设计为框架梁的需从下一层剪力墙为起点增加一层支墩柱，墩柱箍筋遇梁时采用植筋锚固技术。本工程植筋钢筋直径有Φ14、Φ22、Φ25三种;植筋采用取蕊钻孔的方法。结构胶粘结，具体方案详见附图。在此仅论述植筋锚固技术的应用，其他部分不再论述。

MLJ结构胶的特点：使用安装方便快捷，施放位置准确;锚固力大，抗震性能好，破坏状态为锚固端砼开裂或钢筋变形，无拔出现象;结构胶可以快速固化，可实现快速承载;水平及垂直孔均易施工，并能保证孔内充满胶。

结构胶的性能以环氧树脂为主剂，其优点如下：

环氧树脂具有很高的胶粘性，对金属、砼、陶瓷、玻璃等大多数材料均具有很高的粘结力。

环氧树脂由良好的工艺性，可根据需要配制成很绸的膏状或很稀的灌浆材料，固化时间可根据需要进行适当调整，储存性能稳定。

固化的环氧树脂由良好的物理、机械性能，耐腐蚀性能好，固化收缩率小。

环氧树脂材料来源广，无毒。

结构胶的技术性能如下：

粘结拉伸强度>30.0Mpa;拉伸剪切强度>20.0Mpa;压缩强度>50.0Mpa;弯曲强度>30.0Mpa;混合粘度(20℃时)<5000CP(不流淌);涂布量5-6K/O;适用时间(20℃时)>90min;硬化时间(20℃时)<3.0h。

使用范围：可用于梁柱钢筋生根，后加预埋件等以砼为基体的隐蔽工程锚固。

二、植筋锚固技术参数选择

目前对植筋锚固技术尚无规范标准，为此根据施工经验和现场的实际情况，通过实验确定植筋的孔径、孔深;按设计要求和现场试验，锚固技术参数如下：

序号名称钢筋直径钻孔直径钻孔深度(L)备注

1水平钢筋1425梁宽

2竖向钢筋2232500

3竖向钢筋2535500

三、施工工艺流程

放线→材料准备→砼凿面→机械成孔→清孔→结构胶配制→注胶→固化→试验

四、施工方法

植筋锚固施工是在按要求已凿毛的混凝土上用金刚石钻机、电锤等机械设备，按选定的参数成孔，并对孔壁进行处理后，注入配制的结构胶，然后植入准备好的钢筋，固化后达到植筋的要求。

1、材料准备

按设计要求及锚固参数，准备直径Φ14、Φ22和Φ25L的钢筋，应注意下料长度，钢筋表面应采用钢筋刷蘸5%浓度的盐酸除锈，然后用清水冲洗晾干，用丙酮溶液去油，

施工用的机械设备(金刚石钻机、电锤、鼓风机等)检查无故障，准备配制胶体的计量器皿、容器等。

2、凿面

按设计要求的位置、宽度和高度，对梁侧面、顶面及板面进行砼凿面，要求凿面轻锤、凿毛，并去掉松散颗粒，且凿面要用钢丝刷净，高压水冲清洗干净;以有利于新旧砼能够可靠的连结，保证新旧结构的整体性和良好的抗震性。

3、成孔

对需要锚固钢筋的地方弹线定位，并按已定孔位进行机械成孔;钻孔深度，按照施工参数确定，满足深度要求。钻孔时，边钻边取出砼，并用高压鼓风机将孔内粉尘清出孔外。

4、清孔

对成孔进行高压风处理，将孔内灰渣吹净，用烤棒烤干，然后用丙酮清洗孔壁。

5、注胶植筋

MLJ结构胶的配制严格按配合比值计量调配，搅拌时避免水进入容器，按同一方向搅拌，容器内不得有油污。调配时确保搅拌均匀、颜色一致，胶灌入孔内后将经处理的钢筋插入孔内，按一定方向旋转多次，以使树脂与钢筋和混凝土表面粘结密实，并临时固定，在常温下24h左右便可受力使用。

6、固化

7d后结构胶完全固化，进行拉拔试验(无损伤检验)，试验值达到设计要求后卸荷。注胶48h后方可进行下道工序施工，48h内不得对钢筋有任何扰动。

7、成型

植筋完成符合要求后，再进行其它工序—钢筋绑扎、焊接、模板支设和砼浇筑工作;在砼浇筑时严格按浇筑方式施工;同时要保证预埋件和锚栓位置的准确、可靠。

五、施工操作要点及注意事项

1、植筋锚固的关键是清孔。孔内清理不干净或孔内潮湿均会对胶与混凝土的粘结产生不利影响，使其无法达到设计的粘结强度，影响锚固质量。

2、确定合理的锚固参数，例如钻孔直径、深度。

3、胶体配制时计量必须准确，否则胶体凝结的时间不好控制，甚至会造成胶体凝结固化后收缩，粘结强度降低;胶体配制好后应立即放入孔内。

4、注胶量要掌握准确，不能过多也不能过少。过多，插入钢筋时漏出。造成浪费或污染;过少则胶体不够满，造成粘结强度不够。

5、插入钢筋时要注意向一个方向旋转，且要边旋转边插入，以使胶体与钢筋充分粘结。

6、在施工前应对胶体的粘结强度以及胶与钢和胶与混凝土的粘结强度进行试验，满足设计及规范要求后方可施工。

7、施工完毕后，抽样进行拉拔试验，检验拔力为每根钢筋强度设计值的80%.具体试验结果详见附件。

8、钻孔前，应先对原结构中钢筋位置进行测定，以免钻孔时对原结构钢筋造成损伤。

六、质量要求

MLJ结构胶必须有检验报告，必须掌握其相应的技术参数，实现确定钻孔直径、钻孔深度及钢筋外露长度必须满足设计要求，钢筋间距应符合设计及相应的验收标准。

七、安全要求

施工操作应严格按照安全操作规程核安全技术条例规定，手持冲击钻时必须穿绝缘鞋、戴绝缘手套;高空钻孔时，应搭设脚手架，并设操作平台，做好安全防护工作。

八、实施效果

本工程实施植筋锚固技术，省时省工、工序少、工效高、操作方便、节约资金，保证了屋面铁塔的顺利施工，且满足要求，产生较好的综合效益，更重要的是锚固性能、质量能够保证，同时也为锚固植筋，结构加固等方面积累了一定的经验，经过一年的使用，目前使用情况一切正常，效果良好。

篇2：锚固桩在桥梁基础施工中的应用探讨

摘要：通过钢板桩支护，使排水渠施工能有一个安全的施工环境，同时防止基坑出现塌方，减少对周围建筑物的破坏。

关键词：钢板桩 支护 基坑安全

随着我国城乡建设的发展，人民生活水平的不断提高，对城市的防洪要求也不断提高，旧城区原有的排水系统已经不能适应新要求。因此，要对旧城区的排水系统进行改造。而旧城区的地下管线错综复杂，街道两旁的建筑物基础结构参差不齐，为了防止基坑开挖的塌方，减少对周围建筑物的破坏，对不同城市地形、地质特点可以采用不同的施工方法。本文结合江门市良化大道排水改造工程施工的实际，浅谈钢板桩支护施工技术，希望能起到一些借鉴作用。

1、工程概况

1.1、工程简介

江门市良化大道排水改造工程是为解决白石林水浸问题而兴建的，该工程位于江门市繁华闹区里，行人、车辆比较多，排水渠结构边离建筑物最近的距离为7.5米，开挖深度大部分在5米左右，最深达5.9米，最大开挖宽度为7.5米，全长约1000米，北起白石大道，南接江北路良化泵站。

1.2、岩土工程地质情况

1.2.1、地形地貌

拟建场地在地貌上原属三角洲沉积地带，由于人工改造，在里程0+000~0+300段表面已覆盖了厚度不一的填筑土，地面标高多在+4.00m~+4.50m之间，其余段里程则已铺设混凝土路面，路面标高在-3.90m~-5.10m(黄海高程)之间。

1.2.2、土层特征

勘察查明，在钻探所达深度范围内，场地地层可分为四个土层，现分述如下：

层号土层名称揭露厚(m)均厚(m)土层特征描述fak(Kpa)①筑填土1.80~11.203.03黄褐色，主要由亚粘土组成，稍密，顶部有厚0.2~0.9m的砼和填石100②亚粘土1.50~5.903.59褐黄色，主要由粉粒和粘粒组成，含少量沙粒，软塑100③淤泥0.90~19.209.74灰黑色，主要由粘粒组成，底部含少量粉砂，饱和、流塑，zk8、zk10、zk11、zk11-1未见揭露。50④亚粘土1.00~8.304.10灰褐色，主要由粉粒和粘粒组成，含少量石英粒，硬塑300

1.2.3、地下水简况

在勘察深度范围内，筑填土层、淤泥及亚粘土为弱透水层，在浅部筑填土层内赋存少量孔隙潜水，主要靠大气降雨及侧向径流补给。

据终孔后统一测量的水位，地下水埋藏深度在1.1~2.1m之间，水位标高在+2.24~+3.00之间，无明显规律性。

2、支护方案

本项目基槽开挖深度约5米，根据工程地质分析，槽壁开挖范围主要为人工填土和淤泥，而槽底则基本位于淤泥中。因此，若处理不当，将无法保证两侧的稳定，引起整体滑波、基底隆起等严重后果，开挖前必须进行可靠而有效的基坑支护处理。

针对本工程的地质特点，采用钢板桩、IIP型钢围檩加内支撑支护方案，钢板桩采用间隔施打，桩中心距0.8m，与内支撑结合可保证不会倾覆破坏，在打完钢板桩之后，在钢板桩顶以下1.0米处设置一道IIP型钢围檩及直撑。

基坑开挖期间可通过变形观测对钢板桩的位移进行有效控制，充分保证基坑安全。钢板桩施工简便，工序简单、容易控制质量。同时施工快捷、工期短且现场整洁，完工后即可开挖基坑，另外钢板桩可重复使用，节省投资。

3、设计计算

3.1、地下无淤泥层区段设计计算

3.1.1、计算参数

土层按ZK11号孔作为典型断面进行计算。

C、、γ值取各土层的加权平均值，即γ=19.5KN/m2，c=18.2Kpa、=16.48度。

地面附加荷载q=20Kpa。

3.1.2钢板桩桩长计算

沿基槽边取一延长米计算，开挖深度约5米，板桩墙前后土压力采用水土压力合算模式进行:

eaa=qK0-2c<0

h0=(2c-q K0)/(γK0)=1.47m

eab =(q+γh+γt) K0-2c=38.37+10.88t

epc=2c=48.74KN/m

epb=γt K0+2c=34.94t+48.74

由桩上作用力对支撑点d点的力矩平衡得：

1/2*(38.37+10.88t)*(t+3.53)(2t/3+2.82)

=48.74t*(t/2+4)+1/2*34.94t2*(2t/3+4)

解得：t=1.45m

则桩入土深度d=1.1t=1.6m

地面卸载0.6m后,使用6m长的钢板桩。

3.1.3、钢板桩强度计算：

H=0 得：

T=1/2*(38.37+10.88t)*(t+3.53)-1/2*(2*48.74+34.94t)t

=27.42KN/m

设钢板桩的最大弯矩截面在距地面x0处

则1/2[(q+γx0)K0-2c](x0-1.47)=T

即x02-2.94x0-2.88=0 x0=3.72m

Mmax=T(x0-1)-1/6[(q+γx0)K0-2c](x0-1.47)2

=53.96Kn.m

间隔打U型Ⅲ号钢板桩 W=278.75cm

σmax=Mmax/W=193.58Mpa

3.1.4、围檩强度计算:

围檩间距取L=5m

Mmax=1/8TL2=85.69Kn.m

选用HP300*300*94.5kg/m型钢 W=1360cm

σmax=Mmax/W=63.0Mpa

3.1.5、支撑强度计算

轴向力 N=27.42*5=137.1KN

最大支撑长度约6m

材料选用HP300*300*94.5kg/m型钢

W=1360cm2 W=450cm2 i=7.51cm A=132cm2

Λ=L/i=79.9 查表得=0.687

=N/(A)=15.12Mpa

3.2、地下淤泥层较厚区段设计计算

3.2.、1计算参数

土层按ZK14号孔作为典型断面进行计算。

C、、γ值取各土层的`加权平均值，即γ=18.52KN/m2，c=11.54Kpa，=10.32度。

地面附加荷载q=20Kpa

3.2.2、钢板桩桩长计算

沿基槽边取一延长米计算，开挖深度约5米，板桩墙前后土压力采用水土压力合算模式进行。

ead =qK1-2c<0

h0=(2c-qK)/(γK)=0.41M

eab =(q+γh+γt)K-2c=59.12+12.89t

epc=2c=22.67KN/M

epb=γtK+2c=26.61t+27.67

由桩上作用力对支撑点d点的力矩平衡得：

1/2*(59.12+12.89t)*(t+4.59)(2t/3+2.47)

=27.67t*(t/2+4)+1/2*26.61t2*(2t/3+4)

解得：t=5.3m

则桩入土深度d=1.2t=6.36m,取桩长L=12m

3.2.3、钢板桩强度计算

H=0 得：

T=1/2*(59.12+12.89t)*(t+4.59)-1/2*(2*27.67+26.61t)t

=109.79KN/m

设钢板桩的最大弯矩截面在距地面x0处

则1/2[(q+γx0)K-2c](x0-0.41)=T

即x02-0.82x0-16.88=0 x0=4.54m

Mmax=T(x0-1)-1/6[(q+γx0)K-2c](x0-0.41)2

=237.44KN.m

间隔打U型Ⅲ号钢板桩 W=1340CM2

σmax=Mmax/W=177.20Mpa

3.2.4、围檩强度计算

围檩间距取L=4M

Mmax=1/8TL2=219.58KN.m

选用HP300*300*94.5kg/m型钢 W=1360cm2

σmax=Mmax/W=161.46Mpx

3.2.5支撑强度计算

轴向力 N=109.79*4=439.16KN

最大支撑长度约6m

材料选用HP300*300*94.5kg/m型钢

Wx=1360cm2 Wy=450cm2 iy=7.51cm A=132cm2

Λ=L/ iy =79.9 查表得=0.687

σ=N/(A)=48.43Mpa

4、钢板桩施工工序及施工方法：

本工程基坑支护采用6～12米钢板桩配合内支撑进行支护，钢板桩施打深度根据排洪渠基础的不同而变化，在排洪渠基础为换填或木桩段钢板桩施打深度为6～9米，在排洪渠基础为搅拌桩段钢板桩施打深度为12米。施工机械采用40T履带吊车，配合振动锤及200KW专用(三相220V)发电机施工。两排钢板桩间距为6米。用振动锤打入拉森U型III号钢板桩作为围护结构，桩长6～12米，支撑体系采用HP300*300型钢水平内支撑，沿轴线方向间距5米设一道支撑，位置距钢板桩顶以下1.0米。内支撑与钢板桩之间连接处设置HP300*300型钢围檩，全部采用焊接固定。

4.1钢板桩矫正、除泥、除锈，在吊机配合下，使用千斤顶、大锤和氧气、乙炔等工具材料完成包括端部修整、桩体浇曲、扭曲及局部变形矫正、锁口变形矫正等矫正内容。

4.2按设计长度拼接钢板桩：在吊机配合下，在工场或工地现场设置平台，将待拼接桩段固定于同一轴线，然后采用鱼尾板焊接法接桩至设计桩长。

4.3测量放线，并将轴线延至施工场外以利于观测和检验。

4.4钢板桩打入施工：为达到基坑支护规范要求的各项标准，并按施工图要求，施工机械采用40T履带吊车，配合振动锤及200KW专用(三相220V)发电机施工，严格控制垂直度，将钢板桩打平基槽地面。

4.5土方开挖至板桩顶以下1米处，进行围檩、支撑施工。

4.6围檩制安：围檩及支撑设置在板桩墙顶以下0.5米处，根据设计位置在钢板桩内壁上焊围檩托架，然后吊装IIP型钢围檩并焊接加固。

4.7土方开挖至基底，排洪渠主体施工及回填。

4.8围檩及支撑拆除。

4.9钢板桩拔出：采用履带吊车，配合振动锤及200KW专用(三相220V)发电机拔桩。

5、几点体会

5.1在深槽区5米的基坑开挖中，采用钢板桩支护，可以保证两侧的稳定，避免引起整体滑波、基底隆起等严重后果，有效地消除安全隐患。

5.2采用钢板桩支护，可以准确地根据雨水渠结构形式的宽度进行控制，防止超控和塌方，减少开挖的工程量，可以减少恢复原路面的工作量。

5.3在旧城区主要道路进行深基坑开挖施工，地下管线错综复杂，若采用大开挖的方法，对管线的保护较为困难，万一发生意外，后果不堪设想。采用这种支护方法后，可以起到保护作用，易于地下管线的支护，从而达到节省费用的目的。

5.4采用钢板桩支护，施工环境较好。机械设备开挖、运输可以靠近基坑边进行，在5米深的基坑下进行雨水渠主体结构施工，就有一个安全的条件，工作效率可以大大提高。

5.5在进行钢板桩的支护施工中要特别注意地下水的影响。遇到有水的情况一定要采取有效措施进行堵塞，防止泥砂随渗水排出。遇到离建筑物较近，地质条件较差的地段，可以考虑打加密桩的方法，更有利于施工并防止泥水排出。

篇3：锚固桩在桥梁基础施工中的应用探讨

1. 工程基本概况

某公路桥梁设计总长28m, 7跨每跨40m。桥面宽采用净宽18m并设防撞栏杆, 设计荷载为汽-20级, 挂-1000, 按50年一遇的设计洪水位设计, 其设计水位为44.60m。桥面设计采用钢筋混凝土铺装层, 上部结构为预应力混凝土简支空心板, 下部结构采用双桩双柱式桥墩, 四桩双柱式的桥台形式, 桥梁基础为Φ1000mm~Φ1200mm的嵌岩端承桩。

2. 锚固方案

对原冲孔桩嵌岩较深, 一般在每根桩内锚固3个孔, 其孔径为Φ110mm, 锚杆材料为每孔3Φ22螺纹钢并进行固结灌浆直至水泥浆充满全孔为止。

对原冲孔桩嵌岩基本达到设计桩底标高, 其每桩所锚3个孔的孔径增大到Φ150mm, 锚固材料为5Φ22螺纹钢并进行固结灌浆直至水泥浆充满全孔为止。

二、桥梁基础锚固桩施工技术综述

(1) 为减少施工难度, 缩短施工工期, 降低工程造价而又得保证质量与安全, 河床内的8根桩改为Φ1200mm桩径冲 (钻) 至基岩 (灰岩) 岩面后, 再用Φ800mm嵌岩≥0.5m, 如基岩有溶洞, 且溶洞顶板厚度≤2m, 宜将顶板用Φ800mm钻头冲 (钻) 穿至完整底板, 以便成桩时水下混凝土充填。

(2) 在完成上述步骤成孔后, 进行一次清孔并按正常施工程序与规范下入特制钢筋笼。在该特制钢筋笼主筋内侧布绑焊4-6根Φ170×5钢管或硬质塑料管, 但不能有弯曲变形的现象出现。

(3) 下入导管进行二次清孔, 在沉渣符合设计要求后, 迅速灌注水下混凝土成桩。待桩身混凝土终凝并达到一定强度后, 一般为3~7天, 用Φ130~Φ150mm钻头, 钻具下入Φ170×5mm钢管内, 逐个钻穿管底并继续钻入桩底基岩5m左右。

(4) 将已制作好的小钢筋笼, 一般4~6个小钢筋笼的主筋总含量应超过大径大钢筋笼主筋含量的一倍左右, 外径以能顺利下入为准, 长度9m为宜, 此处为6Φ22mm, 逐个下入小孔孔底。于小孔内下入灌浆管进行水泥浆压力灌浆, 直至小孔充填满水泥浆为止。如井内渗漏严重 (可能基岩内有较大溶裂) , 可边灌浆边从井口投碎石或粗砂等充填。

(5) 灌完浆24h后再用水泥砂浆填塞小孔, 直至与桩顶持平。作好各锚固孔的隐蔽记录, 编写桩基施工技术报告备存。通过小孔压力灌浆不但可清除大径桩底沉渣, 提高桩端混凝土与基岩面的粘结力, 还可改善桩底岩石的物理力学性能, 提高其容许承载力, 进而提高桩的整体承载能力。

三、桥梁基础锚固桩施工技术工艺

1. 施工准备工作

(1) 认真核对设计条件, 详细研究设计内容、设计要求、地层条件和环境条件, 并实地考察核实。调查地下水状态及水质条件, 并查明地下水对锚固工程施工及以后运作的影响, 取样化验地下水作造孔和洗孔用水和灌注搅拌用水是否合适。

(2) 对设计阶段考虑到的地下埋设物、障碍物作进一步核查, 确认其位置、形状、尺寸和数量, 同时提出排除和防护处理措施。掌握锚固工程周围状况、建筑物状态及其影响, 预测可能出现的问题并提出相应的对策。对施工空间、工地进出道路和供电情况进行调查研究, 并作出保证措施, 以求施工能顺利进行。编制出施工计划书、订出施工工期、安全要求、防止公害措施等。

(3) 钻孔作业空间及场地平整, 钻孔机械及其他机械等设备的选定、材料的准备与堆放、拉杆的制作、电力供应及给排水条件等。根据工地的实际情况, 我们选用了旋转冲击钻和Φ91金钢石钻具, 材料堆放在附近的民房的, 拉杆制作也在临时工棚里进行, 注浆设备选用、挤压式灰浆泵工作压力0~1.5MPa, 排量30L/min。

2. 主要施工技术工艺探讨 (1) 放线定位施工

根据设计文件用全站仪放线, 定好点, 并用红色笔或油漆作好明显的标志, 对各孔洞编好号, 以便施工时寻找孔点准确、方便。放线后, 最后由监理工程师现场复核一遍, 以保证其准确度, 并作好相关记录。

(2) 造孔施工

该大桥基础施工到了到岩石层后, 改用冲击钻施工, 如果施工中的原因导致水位上升, 筑岛已不能满足现有的施工要求, 排水量相当大。可以选择使用冲击旋转式钻机, 以满足施工要求。

(3) 锚杆制作与安装施工

钢轨的联接采用螺栓螺帽联接到设计长度, 小钢筋笼的制作, 选用Φ22的螺纹钢作主筋, Φ16的螺纹钢作箍筋, 钢筋的焊接采用帮焊双面焊接, 帮焊焊条选用E~55电焊条。帮条长选用5d, 焊缝高7~8mm, 焊缝宽不小于16mm。

拉杆的安装是在清孔后立即进行, 钢轨和小钢筋笼的安装均可采用装载机或小型吊车, 人工辅助安装就位, 拉杆安装就位后作好保护工作, 以免碰撞或移位。

(4) 灌浆施工工艺

为了使砂浆能在灌浆管中流动, 并达到要求的强度, 可以采用425#普通混凝土酸盐水泥, 纯水泥浆灌注, 其水灰比为0.45~0.5:1。为了增强水泥的早期强度, 在水泥浆中掺加了1%的减水剂。在钢筋笼主筋内侧四周已预埋了钢管作为注浆管导管, 注浆前先用砂浆泵抽清水以确认注浆管路是否畅通, 否则应查明原因及时排除故障, 疏通管路后立即按要求进行砂浆配制, 并搅拌均匀, 然后用压力泵不断将砂浆注入孔内, 待孔口溢出混浊泥浆、水泥浆混合物时缓慢退出注浆管, 至孔口溢出纯净水泥砂浆时终止注浆。每次注浆完后, 用清水对搅拌机、注浆泵以及注浆管路进行冲洗, 以备下次再用。

四、结语

为保证施工顺利进行, 我们成立了材料供应组、施工作业组, 并设立了专职质检安全员、现场施工员和监理员在施工现场旁站施工, 以保证每道工序按规范操作, 上道工序不合格的, 未处理好之前决不进入下一道工序的施工, 由于施工前已对施工工期作了周密安排。因此, 各项工作都照原计划得以顺利实施。

参考文献

[1]汪文忠.北京大学理科教学楼群独立基础植筋锚固技术.建筑技术.2001 (6)

[2]吴顺川, 姜春林, 张友葩等.复合锚固桩在基础加固中的应用.北京科技大学学报.2003 (5)

篇4：锚固桩在桥梁基础施工中的应用探讨

关键词:桥梁基础;锚固桩技术;施工技术;锚杆制作;注浆工艺

中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)27-0051-02

锚固技术因其应用领域广泛,对其进行研究可以有效地指导工程实践,并在实施过程中不断发展和完善锚固工程规范,力争做到锚固工程设计与施工规范有序、科学合理,同时力争开辟锚固技术应用的新领域,使这一“高效、安全、经济”的施工技术工艺得到更有效的利用。采用灌浆锚固桩技术可起到超前钻的效果,减小整桩嵌岩深度及施工难度,而且通过灌浆填充、渗透、挤密原理改善地基结构,增强地基承载力,是一种更经济、安全、合理,能加快施工进度、提高工效和施工技术的好方法。

1工程背景资料

1.1工程基本概况

某公路桥梁设计总长28 m,7跨每跨40 m。桥面宽采用净宽18 m并设防撞栏杆,设计荷载为汽-20级,挂-1 000,按50年一遇的洪水位设计,其设计水位为44.60 m。桥面设计采用钢筋混凝土铺装层,上部结构为预应力混凝土简支空心板,下部结构采用双桩双柱式桥墩,四桩双柱式的桥台形式,桥梁基础为Φ1 000～Φ1 200 mm的嵌岩端承桩。

1.2锚固方案

对原冲孔桩嵌岩较深,一般在每根桩内锚固3个孔,其孔径为Φ110 mm,锚杆材料为每孔3Φ22螺纹钢并进行固结灌浆直至水泥浆充满全孔为止。对原冲孔桩嵌岩基本达到设计桩底标高,其每桩所锚3个孔的孔径增大到Φ150 mm,锚固材料为5Φ22螺纹钢并进行固结灌浆直至水泥浆充满全孔为止。

2桥梁基础锚固桩施工技术综述

(1)为减小施工难度,缩短施工工期,降低工程造价而又必需保证质量与安全,河床内的8根桩改为Φ1 200 mm桩径冲(钻)至基岩(灰岩)岩面后,再用Φ800 mm嵌岩≥0.5 m,如基岩有溶洞,且溶洞顶板厚度≤2 m,宜将顶板用Φ800 mm钻头冲(钻)穿至完整底板,以便成桩时水下混凝土充填。

(2)在完成上述步骤成孔后,进行一次清孔并按正常施工程序与规范下入特制钢筋笼。在该特制钢筋笼主筋内侧布绑焊4-6根Φ170×5钢管或硬质塑料管,但不能有弯曲变形的现象出现。

(3)下入导管进行二次清孔,在沉渣符合设计要求后,迅速灌注水下混凝土成桩。待桩身混凝土终凝并达到一定强度后,一般为3～7 d,用Φ130～Φ150 mm钻头,钻具下入Φ170×5mm钢管内,逐个钻穿管底并继续钻入桩底基岩5 m左右。

(4)将已制作好的小钢筋笼,一般4～6个小钢筋笼的主筋总含量应超过大径大钢筋笼主筋含量的一倍左右,外径以能顺利下入为准,长度9 m为宜,此处为6Φ22 mm,逐个下入小孔孔底。于小孔内下入灌浆管进行水泥浆压力灌浆,直至小孔充填满水泥浆为止。如井内渗漏严重(可能基岩内有较大溶裂),可边灌浆边从井口投碎石或粗砂等充填。

(5)灌完浆24 h后再用水泥砂浆填塞小孔,直至与桩顶持平。做好各锚固孔的隐蔽记录,编写桩基施工技术报告备存。通过小孔压力灌浆不但可清除大径桩底沉渣,提高桩端混凝土与基岩面的粘结力,还可改善桩底岩石的物理力学性能,提高其容许承载力,进而提高桩的整体承载能力。

3桥梁基础锚固桩施工技术工艺

3.1施工准备工作

(1)认真核对设计条件,详细研究设计内容、设计要求、地层条件和环境条件,并实地考察核实。调查地下水状态及水质条件,并查明地下水对锚固工程施工及以后运作的影响,取样化验地下水作造孔和洗孔用水和灌注搅拌用水是否合适。

(2)对设计阶段考虑到的地下埋设物、障碍物作进一步核查,确认其位置、形状、尺寸和数量,同时提出排除和防护处理措施。掌握锚固工程周围状况、建筑物状态及其影响,预测可能出现的问题并提出相应的对策。对施工空间、工地进出道路和供电情况进行调查研究,并作出保证措施,以求施工能顺利进行。编制出施工计划书、定出施工工期、安全要求、防止公害措施等。

(3)钻孔作业空间及场地平整,钻孔机械及其他机械等设备的选定、材料的准备与堆放、拉杆的制作、电力供应及给排水条件等。根据工地的实际情况,我们选用了旋转冲击钻和Φ91金刚石钻具,材料堆放在附近民房的,拉杆制作也在临时工棚里进行,注浆设备选用挤压式灰浆泵,工作压力0～1.5 MPa,排量30 L/min。

3.2主要施工技术工艺探讨

3.2.1放线定位施工

根据设计文件用全站仪放线,定好点,并用红色笔或油漆做好明显的标志,对各孔洞编好号,以便施工时寻找孔点准确、方便。放线后,最后由监理工程师现场复核一遍,以保证其准确度,并做好相关记录。

3.2.2造孔施工

该大桥基础施工到了岩石层后,改用冲击钻施工,如果施工中的原因导致水位上升,筑岛已不能满足现有的施工要求,排水量相当大,可以选择使用冲击旋转式钻机,以满足施工要求。

3.2.3锚杆制作与安装施工

钢轨的连接采用螺栓、螺帽连接到设计长度,小钢筋笼的制作,选用Φ22的螺纹钢作主筋,Φ16的螺纹钢作箍筋,钢筋的焊接采用帮焊双面焊接,帮焊焊条选用E-55电焊条。帮条长选用5 d,焊缝高7～8 mm,焊缝宽不小于16 mm。拉杆的安装是在清孔后立即进行,钢轨和小钢筋笼的安装均可采用装载机或小型吊车,人工辅助安装、拉杆安装就位后做好保护工作,以免碰撞或移位。

3.2.4灌浆施工工艺

为了使砂浆能在灌浆管中流动,并达到要求的强度,可以采用425#普通混凝土酸盐水泥,纯水泥浆灌注,其水灰比为0.45～0.5∶1。为了增强水泥的早期强度,在水泥浆中掺加了1%的减水剂。在钢筋笼主筋内侧四周已预埋了钢管作为注浆管导管,注浆前先用砂浆泵抽清水以确认注浆管路是否畅通,否则应查明原因及时排除故障,疏通管路后立即按要求进行砂浆配制,并搅拌均匀,然后用压力泵不断将砂浆注入孔内,待孔口溢出混浊泥浆、水泥浆混合物时缓慢退出注浆管,至孔口溢出纯净水泥砂浆时终止注浆。每次注浆完后,用清水对搅拌机、注浆泵以及注浆管路进行冲洗,以备下次再用。

4结束语

为保证施工顺利进行,我们成立了材料供应组、施工作业组,并设立了专职质检安全员、现场施工员和监理员在施工现场旁站施工,以保证每道工序按规范操作,上道工序不合格的,处理好之前决不进入下一道工序的施工,由于施工前已对施工工期作了周密安排。因此,各项工作都得以照原计划顺利实施。

参考文献

1 地基处理手册(第二版)编写委员会.地基处理手册.北京:中国建筑工业出版社,2000

2 葛子辉.树根桩锚固技术在滑坡治理工程中的应用.西部探矿工程,2001(E1)

3 吴顺川、姜春林、张友葩等.复合锚固桩在基础加固中的应用.北京科技大学学报,2003(5)

Application of Anchor Pile Technology in Bridge

Foundation Project Construction

Ning Zhijun

Abstract:The article mainly unifies some common freeway bridge foundation project construction the background material, has carried on the analysis to the anchor pile technology in this project’s utilization, from the construction earlier period preparatory work, the anchor rod manufacture and the installment as well as the note thick liquid’s construction technique aspect has carried on the elaboration.

篇5：锚固桩在桥梁基础施工中的应用探讨

1 工程概况

国道G405线是新疆境内最重要的一条交通干线, 该地段地理位置特殊, 施工所在的地区地质灾害较多, 风速大, 有将近10km左右的道路是与隧道相连接, 桥梁的基础多在山坡上, 山坡的倾角大, 一般在40~50°之间。岩层风化深度大, 并且局部地区的岩层为浅埋灰岩, 公路在靠近风景区边, 对环保的要求高;线路方案及总体的构想是以一次性的改建成功, 不留后患为原则。而且地震烈度高, 按八度设计。

传统的桥梁基础一般多作得成基础埋深大, 承台体积大。其结果造成山体开挖方量大, 建筑材料用量多, 基础投资比重高, 而且存在滑坡隐患, 给建设与公路运营带来巨大风险。

本工程设计采用全新思路, 拟在桩基工程中采用锚固桩基础技术, 在基础靠山侧能满足设计抗力时, 为基础另一侧提供强大横向抗力, 以满足墩台的受力要求;同时降低工程造价和施工风险。

2 锚杆 (索) 加固桥梁新型基础

本设计采用全新思路, 将锚杆 (索) 加固技术引入到桩基础工程中。锚杆 (索) 加固桩基础示意, 如图1。

图1锚杆 (索) 桩基础示意图

预应力锚杆 (索) 锚固桥墩的工作原理:预应力锚杆 (索) 锚固桥墩是要求锚杆 (索) 穿过风化的岩土体, 按给定的方向将力从桥墩传到岩土介质, 锚固于较深的稳定岩体上, 锚头位于锚索的外露端, 与桥墩表面联结, 通过它对锚索施加预应力, 从而达到加固桥墩的目的。

3 斜坡地段桩基础承载力

在桥梁桩基础设计时, 必须满足承载力以及变形要求。根据《公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTJ024-85) 第4.3.1条、《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》 (JTJ022-85) 第5.1.3条中的规定:a.承台底面以上的竖直荷载假定全部由桩基承受;b.桩基部需要进行抗倾覆和抗滑动的验算。在桥梁基础设计中, 具体的控制指标有:a.桩基础垂直承载力;b.墩台垂直位移容许值;c.墩台顶面水平位移等。

3.1 桩基础垂直应力应变问题

3.1.1 垂直承载力。

根据《公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTJ024-85) 第4.3.4条中的规定, 挖孔桩的单桩轴向受压容许承载力[P], 可按下式计算:[P]= (c1A+c2Uh) Ra (1)

式中:[P]—单桩轴向受压容许承载力 (k N) ;

Ra—天然湿度的岩石单轴极限抗压强度 (k Pa) ;

h—桩嵌入基岩深度 (m) ;

U—桩嵌入基岩部分的横截面周长 (m) ;

A—桩底横截面面积 (m2) ;

c1、c2—根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的系数。

经计算, 各级桥墩桩基础垂直承载力见下表1。

表1桥墩桩基础垂直承载力

3.1.2 墩台垂直位移容许值。

根据《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》 (JTJ022-85) 第5.1.3条 (一) 中的规定, 墩台垂直位移容许值[δV]可按下式计算:[δv]=2.0!L (2)

式中:L—相邻墩台间最小跨径长度, 以40m计;

δv—墩台垂直位移值 (mm) , 由数值模拟计算确定;

[δv]—墩台垂直位移容许值 (mm) , 经计算为

126.49mm。

3.2 水平应力应变问题

3.2.1 水平承载力。

在斜坡地段使用人工挖孔桩基础的水平承载力, 与在水平地面时相比, 要小得多。为此, 日本道路公团 (1990) 推荐的设计地面如图2所示。通过斜坡稳定性分析, 搜索出最危险滑动面, 且在一般工况下和在地震工况下分别满足安全系数1.5和1.2以上。

图2设计地面的确定

水平承载力的设计校核, 采用弹塑性设计方法 (复合地基反力系数法) 。在大口径人工挖孔桩深基础前面一定深度为塑性区, 下方为弹性区。设计时, 要保证弹性区至少大于2m (图3) 。水平承载力的安全系数, 一般工况下取3, 地震工况下取2。

3.2.2 墩台顶面水平位移值。

墩台水平位移值δ必须考虑在水平力作用下产生的水平位移以及在弯矩作用产生的转角引起顶面的位移, 具体可按下式计算:δ=δ0+H·ω (3)

图3设计力学模型

式中:δ0—墩台水平位移 (mm) ;

ω-墩台转角 (rad) , 由图4可知转角值由下式确定:tanω=lh1+h2 (4)

其中:h1、h2—承台横边因转动引起的垂直位移 (mm) ;

l—墩台横宽 (mm) ;H—墩台高 (mm) 。

图4墩台水平位移计算示意图

根据《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》 (JTJ022-85) 第5.1.3条 (二) 中的规定, 墩台水平位移容许值[δH]可按下式计算:[δH]=0.5!L (5)

式中:L—相邻墩台间最小跨径长度, 以40m计;

[δH]—墩台水平位移容许值 (mm) , 经计算为

31.6mm。

参考文献

[1]陈四德, 李章喜.山区高速公路桥梁设计探讨[J].中外公路, 2006, 2 (1) :125-127.

[2]黄宏伟, 张冬梅, 徐凌.国内外桥梁深基础形式的现状[J].公路交通科技, 2002, Vol.19No14, 60-63.

[3]刘宁, 高大水, 戴润泉等.岩土预应力锚固技术应用研究[M].武汉:湖北科学技术出版社, 2002:1-3.

[4]东北勘测设计研究院主编.水工预应力锚固设计规范 (SL212-98) [S].北京:中国水利水电出版社, 1998.

篇6：钻孔桩在桥梁施工中的注意事项

关键词:钻孔桩 桥梁施工 注意事项

0 引言

钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点仍将被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。灌注桩属于隐蔽工程,但由于影响灌注桩施工质量的因素很多,对其施工过程每一环节都必须要严格要求,对各种影响因素都必须有详细的考虑,如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等

1 钻孔桩

1.1 钻孔灌注桩通常为一种非挤土桩,也有的为部分挤土桩。

按桩径大小分,可分为如下几种:

1.1.1 小桩由于桩径小,施工机械、施工场地、施工方法较为简单,多用于基础加固和复合桩基础中(如:树根桩)。

1.1.2 中桩 成桩方法和施工工艺繁多,工业与民用建筑物中大量使用,是目前使用最多的一类桩。

1.1.3 大桩桩径大且桩端不可扩大,单桩承载力高,近20年发展快,多用于重型建筑物、构筑物、港口码头、公路铁路桥涵等工程。

按成桩工艺,钻孔灌注桩可以分为:①干作业法钻孔灌注桩;② 泥浆护壁法钻孔灌注桩;③套管护壁法钻孔灌注桩。

1.2 钻孔桩优点 ①抗地震性能好。桩的静力特性主要研究其强度和沉降,桩的抗震性能主要决定于其刚度和稳定性,基础刚度大抗震性能好。②沉降量小和承载力高,桩的沉降量由三部分组成,桩身弹性压缩;桩侧摩阻力向下传递,引起桩侧土的剪切变形和桩端土体压缩变形。③可以解决特殊地基土的承载力。④施工噪音小,适用于城市改造和人口密集场地。

2 施工中的注意事项

2.1 坍孔事故 钻孔过程中发现孔内水位突然下降,孔口出现冒汽泡和水泡以及不见进尺等现象,即表明孔壁已有坍塌。在松散沙土中钻孔,需控制进尺并注意选用比重大的泥浆,必要时投入粘土、石并用低锤冲击,以便把这些粘土、片石挤入孔壁,同时升高护筒,增大水头,从而可以防止坍孔的发生。发生坍孔时,首先判断坍孔位置,用沙和粘土或砂砾和黄土填到坍孔处以上1-2m,如果坍孔情况严重,则应全部予以回填,等待回填部分沉实后重钻。严格控制冲程高度和炸药用量,清孔时应指定专人补浆(或水),保证孔内必要的水头高度,供浆(水)管最好不要直接插入钻孔中,应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中,以免冲刷孔壁。应扶正吸泥机,防止触动孔壁。不宜使用过大的风压,不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力,吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入,严防触及孔壁。

2.2 钻孔偏斜事故 钻孔偏斜多因孔内遇见孤石、探头石或倾斜的岩石而发生,如果遇有这种情况,则应进行孔内爆破作业。钻孔中发现偏斜,最好用片石或卵石回填,然后进行重钻,回填要高出斜孔位置0.3~0.5m,若偏斜不严重,可用钻头反复清孔,也能得到矫正。安装钻机时要使转盘、底座水平,起重滑轮缘,固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上,并经常检查校正。由于钻机较长,转动时上部摆动过大,必须在钻架上增设导向架,控制钻杆上的提引龙 头,使其沿导向架对中钻进。钻杆接头应逐个检查,及时调正,当主动钻杆弯曲时,要用千斤顶及时调直。

2.3 断桩 断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素,必须在施工初期就彻底清除其隐患,同时又必须准备相应的对策,预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面。

2.3.1 灌注混凝土过程中,测定已灌混凝土表面标高出现错误,导致导管埋深过小,出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。

2.3.2 在灌注过程中,导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大,以及灌注时间过长,导致已灌混凝土流动性降低,从而增大混凝土与导管壁的摩擦力,加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管,在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。

2.3.3 卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于人工配料(有的机械配料不及时校核)随意性大,责任心差,造成混凝土配合比在执行过程中的误差大,使坍落度波动大,拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象,使粗骨料相互挤压阻塞导管;坍落度过小或灌注时间过长,使混凝土的初凝时间缩短,加大混凝土下落阻力而阻塞导管,都会导致卡管事故,造成断桩。

2.3.4 另外,导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行,突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。因此应认真对待灌注前的准备工作,这对保证桩基的质量很重要。

断桩处理的方法:①原位复桩。对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩,采用彻底清理后,在原位重新浇筑一根新桩,做到较为彻底处理。②接桩。如K7+954.5小桥0#-6桩,在灌注过程中发生导管焊口破裂,裂缝长30cm,宽0.5cm。365JT设计桩长为26m,当时水下混凝土已灌注17m,为确保工程质量,停止混凝土的浇筑并提前拔出导管。确定接桩方案,首先对桩进行声测确定好混凝土的部位;其次,根据设计提供的地质资料表明桩顶以下10m均为粘土层,确定井点降水-开挖-20#素混凝土进行护壁,护壁内用12的钢筋箍圈以20cm间距进行加固,护壁间连接筋用12钢筋以20cm间距布置。第三,挖至合格数处利用人工凿毛,按挖孔法混凝土施工方法进行混凝土的浇注。③桩芯凿井法。这种方法说起来容易做起来难,即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径为80cm的井,深度至少超过缺陷部位,然后封闭清洗泥沙,放置钢筋笼,用挖孔混凝土施工方法浇筑膨胀混凝土。

2.4 落钻落物事故①卡钻时强提强扭,操作不当,实钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。②钻头杆接头不良或滑丝。③电动机接线错误,钻机反向旋转,钻杆松脱。④冲击钻头合金套灌注桩质量差致使钢丝绳拔出。⑤转向环、转向套等焊接处断开。⑥钢丝绳与钻头连接处钢丝绳的绳卡数量不足或松弛。⑦钢丝绳过度陈旧,断丝太多,未及时更换。

应经常检查钻具,是否连接牢固,注意护筒设盖、清除孔口杂物等工作,就可以避免发生落钻落物事故。如已发生,进行打捞钻头时可用活套、偏钩等打捞,对于零星杂物,则可用冲抓钻或磁抓取对严重的坍孔埋锥,可采用比钻径直径大的空心冲击锥或冲抓锥将坍在原锥上面的土、石清除掉,接触原锥后,再换用比原锥直径稍大的栅或圆柱形的空心锥,冲钻至原锥底部,使原锥与周围孔壁分离后,提出空心锥,再将前述的打捞钩入孔钩捞,用卷扬机会同链滑车同时提位。

2.5 梅花孔事故 如果钻具转向装置失灵,泥浆过稠或冲程太小都可能钻成梅花孔。防治办法:应经常检查转向装置的灵活性,及时修理或更换失灵的转向装置, 选用适当粘度和相对密度的泥浆,并适时掏渣。用低冲程时,每冲击一段据用高一些的冲击程冲击,交替冲击修整孔形。出现梅花孔后,可用片、卵石混和粘土回填钻孔,重新冲击。

3 总结

钻孔灌注桩是桥梁施工结构的主要形式,能够减少基础沉降和建筑物的不均匀沉降,是一种极为有效,安全可靠的基础形式。只要在施工中严格遵守规章制度,就可以最大可能的避免上面所提到的问题,使施工顺利进行。

篇7：锚固桩在桥梁基础施工中的应用探讨

1 工程概况

凤凰山隧道中间段, 地势起伏较大, 隧道在该段落埋深仅1.8m至-2.5m, 隧道拱顶外露原地面, 含两端浅埋段长度共35m。该处隧道横断面见图1。

童游隧道是典型偏压隧道, 隧道中线穿山谷而过, 隧道明暗交界处, 隧道中线埋深5m, 线路右侧埋深2.5m, 线路左侧埋深22m, 段落长度18m。

2 施工方案

根据现场实际地形来看, 凤凰山隧道地形较平缓而童游隧道的地形较为陡峭。如直接采取洞顶回填注浆加固后进洞, 无法避免隧道单侧受压较为严重。采用单压式明洞进行施工, 开挖方量较大, 边坡较高防护数量大, 隧道也存在单边受压的情况。且这两种方法施工对地表植被破坏较为严重。

2.1 凤凰山隧道施工方法

(1) 施工步骤。由于隧道两侧地形较为平缓, 采用隧道两侧距离隧道中线7.7m位置, 留足隧道初期支护和二衬的施工空间施作锚固桩, 桩身截面尺寸2×2m, 锚固桩间距为6m, 桩底的标高低于隧道仰拱底部。锚固桩顶部外漏钢筋长度不小于1m与锚固桩顶部纵梁钢筋连接。纵梁采用宽2m高.1.5m的钢筋混凝土, 纵梁内预埋钢板和螺杆与套拱内工字钢对应。纵梁施工完成后, 再施工隧道的浅埋段两侧隧道管棚, 保证隧道进出浅埋段的施工安全。套拱采用C25钢筋砼一次浇注成形, 厚度1m。套拱内埋设工字钢和纵梁相连。套拱施工时要预留好衬砌、初期支护及变形的预留空间。套拱内径按照隧道初期支护的外径加上沉降预留量, 本隧道由于锚固桩嵌岩, 按照6cm考虑。套拱内侧采用Φ12纵横向间距为30cm的钢筋.套拱内工钢采用I18a, 纵向间距1m, 其加工半径为套拱内径加上套拱厚度的一半。套拱的底模采用原来地表土修整成型, 在现有土体不满足的情况下采用回填土夯实, 施工前在底模上铺设一层彩条布和喷射混凝土后再进行工字钢及钢筋网片安装。

混凝土浇筑完成后埋设沉降观测点对套拱顶部沉降进行观测, 凤凰山隧道偏压外露段套拱断面见图2。

2.2 洞身开挖

隧道开挖进入到本段时, 由于采用套拱进行支护, 本隧道开挖过程中先采用正台阶开挖, 开挖时先开挖隧道覆盖层较浅方向, 最后开挖埋设较大方向, 每次开挖间距一拼钢架, 并及时封闭。在施工过程初期支护和套拱变形观测数据分析, 基本上没有变化后采用上台阶一次性开挖, 待上部进入非浅埋段后, 再开挖下部。开挖时严禁全断面一次性开挖, 开挖后及时施工初期支护, 并对套拱顶部和初期支护收敛情况进行观测, 如发现变形速率较大, 及时增加临时仰拱, 同时加快下部开挖成环和仰拱施工。整个暗挖施工期间重点进行初期支护的收敛变形观测。

2.3 童游隧道施工方法

童游隧道偏压及拱顶外露段的隧道左右两侧高差达到18m, 如采用凤凰山隧道的处理方式, 也避免不了大面积的土石方开挖, 现场采用单侧增加锚固桩, 单侧套拱及长短管棚进行施工.

2.4 施工步骤

为了消除单侧受压, 保证隧道开挖过程中的安全, 先施工锚固桩, 锚固桩桩身截面尺寸2.25×2.5m, 间距5m, 锚固桩的锚固深度根据实际地形计算确定, 桩底至少低于隧道仰拱底部。锚固桩施工完成后, 施工单侧套拱的纵梁, 根据实际地质情况, 纵梁采用1m×1m的混凝土基础, 地基采用直径为42mm长度为6m的小导管注浆加固, 小导管每排三根, 纵向间距0.6m。纵梁施工时埋设套拱内工字钢的连接件。管棚分别在套拱的起点和终点施工, 起点管棚按照正常隧道施工的导向墙和管棚。管棚只施工靠山的一侧长度30m。套拱终点导向墙只施工半边, 见图二, 管棚长度18m。左右两侧管棚最末端里程相同。套拱施工与凤凰山隧道施工基本相同, 套拱内工字钢下部和纵梁预埋件相连, 上部与锚杆连接。锚杆布置同纵梁。套拱尺寸和施工同凤凰山。

2.5 暗洞开挖

套拱地段开挖, 现场采用三台阶法临时仰拱法开挖。每次开挖一拼钢架, 并及时支护和施工锁脚小导管, 中、下部左右两侧开挖每次不大于2榀钢架, 左右错开距离大于3~5m, 仰拱紧跟及时封闭成环。施工过程中主要进行套拱顶部的沉降变形和初期支护的拱顶沉降和收敛观测。如果发下拱顶下沉速率较快增加临时仰拱和竖向支撑, 并改变施工工法, 采用中隔壁法施工。

3 施工效果

这两个隧道采用锚固桩加套拱法施工后, 由于锚固桩稳固了山体的变形, 套拱为隧道开挖提供了安全防护, 沉降观测情况来看, 凤凰山隧道护拱沉降量为5mm;童游隧道护拱下沉量8mm;几乎没有收敛, 均小于施工预留变形量的需求。凤凰山隧道隧道开挖10m以后, 根据变形观测情况逐步加大开挖尺寸, 最终按照每循环4榀钢架间距开挖, 15天完成了上部贯通, 大大的提高隧道施工功效。

4 施工时注意事项

⑴锚固桩要按照设计要求施工到位, 为隧道暗挖施工提供安全防护。⑵套拱施工前做好排水系统, 护拱施工完成后及时回填, 避免积水。⑶暗洞开挖过程中, 必须做好沉降观测, 加大观测频率, 加密观测点的布置, 为施工提供必要的依据。⑷套拱和暗洞交接地段的超前支护必须施工到位, 避免在交接位置出现坍塌。⑸仰拱施工必须紧跟开挖, 及时封闭成环, 有条件时二衬紧跟初期支护施工。

5 结论及讨论

对于本类型地段隧道施工可按照明洞施工, 但土石方开挖数量较大, 高边坡防护数量大, 安全风险较大, 隧道成形后也并不能彻底消除偏压对隧道的影响。也可以将偏压段及拱顶外漏段采用反压回填注浆后进行暗挖施工, 这样可以降低偏压地段对隧道的影响, 但是土石方数量较大, 对设备要求较高, 同时地表注浆对环境照成极大影响, 其次后续暗挖施工中塌方、变形等仍较难控制, 施工进度较慢, 施工投入较大。

篇8：锚固桩在桥梁基础施工中的应用探讨

关键词：架桥机；桥染施工；应用

近年来，随着工程施工机械技术的不断进步，在桥梁施工中开始逐步采用机械化的大型梁体架设机械，在设备生产企业的技术攻关下设备的自动化程度越来越高，为更加高效、安全实施大型桥梁架设、工程建设等起到重要支持作用。900t架桥机是目前高铁桥梁施工中应用最多的设备之一，其具有稳定性好、跨度大、扰度变形较少等优势[1]。在本文研究中以900t架桥机为例，旨在探讨其中高铁桥梁施工实践应用中的作用。

1.工程实例

本文研究中选择大西高铁的岔口河特大桥为例，桥梁全长达到12.212Km，桥面宽度达到12m，其上部结构设计的形式以整孔简支箱梁为主。

在桥梁建设过程中，为满足工程建设中安装进度、产品质量及生产安全的要求，应将选取高效安全的梁体安装设备及制定合理的施工方案作为桥梁建设中的重点。安装梁体的施工方案包括整体吊装、浮吊架设及扒杆架设等。除此之外，在架桥机梁体安设施工方案的制定过程中必须结合施工条件和工程要求进行充分考虑。

2.架桥机的用途、结构及原理

2.1 架桥机的构成部分

该设备由已架梁、驮梁小车、运梁车、后支腿、后吊梁天车、主梁、卷扬机、导梁吊机、前吊梁天车、前支腿、导梁天车、主梁悬臂及下导梁系统等组成（图1）；这种设计方式不但外观造型美观，还能降低设备重量、增强设备结构刚度。

整机各部件主要采用拼装式，有利于技术改造、运输、拆卸及转移工地等。在控制系统增加变频调速后，能够对其动作实现微调，从而能够满足施工要求并确保施工安全。

2.2架桥机的工作原理

架桥机的主梁为双轨刚架结构，其下导梁为主要的运梁通道。架桥机中起着承载作用的是其前、后支腿，中支腿展翼，在承载墩上对前支腿进行固定后，可以实现驱动机构的横向移动，架桥机主要靠它进行过跨；往架梁机的腹腔中运送梁用运梁车后，中支腿收翼，缷载工作主要由后支腿负责，承载由前、后支腿负责，使用起重车将梁从运梁车吊起后，通过纵移移位将下导梁腾出后，架梁机将梁茖放在墩顶上后对梁进行安装。

2.3 架桥机的主要技术参数（表1）

2.4桥机的特点

（1）该架桥机的主梁连接均采用标准的节销板，可灵活增减架桥机的长度，满足不同长度桥梁的过孔、架梁施工要求。

（2）架桥机中双面行走的四轮箱组成了中托轮组。当主梁与反托轮接触时能够实现桥机纵移过孔。而当架设边梁时横移轮箱实现梁体横移，反托轮组不动。

（3）架桥机主要通过3个支撑点进行过孔作业。其中，带配重梁的运梁小车采用后支撑点，带伸缩缸的后支腿采用中支撑点，反向托轮组为前支撑点。主梁在过桥机过孔时对中托轮组的压力，中支撑点可起到缓冲作用，从而实现安全过孔。

3.架桥机的主要施工技术

3.1 架设准备工作

其主要包括测量放样、安放墩台支座、拼装架桥机及铺设架桥机横移轨道等。利用起重吊车连接架桥机的主梁、中托轮架组、中托横移轨道及前支横移梁，并完成天车、电机组装等附属操作之后对架桥机进行试运行。

3.2 架桥机过孔作业

在架梁施工过程中架桥机过孔中是一道关键的工序，同时该工序也极易发生安全事故。在过孔作业中，运梁车应与后悬臂尾部联结，当架桥机在过孔时，可将起重小车移动到架桥机后侧，这样可保证架桥机的平衡，若架桥机的配重无法满足要求，则可在后天车上加载预制梁，从而增加架桥机过孔的配重。

同时，在已架孔位上铺设运梁轨道，将天车退至纵梁尾端，调整后支腿后，將前支腿缷压，前横移在纵梁上进行固定，在启动行走装置之后，将架桥机向前移动。随前端横移及纵梁移至前方盖梁端后，固定前横移在盖梁上就位，此时架桥机前、后支腿均受力，并将前支腿顶升，前移过孔工作完成[2]。

3.3 梁体的起吊

使用前将梁体前端使用天车垂直吊起，使梁体前端与运梁治车面脱离，对架桥机后支腿进行临时支撑；在梁体的纵移过程中需要运梁平车与前天车的配合，在梁体移至天车吊点位置时，应使用天车将整个梁体吊起。整个梁体由前天车载起前移到支架跨中位置时，需由专门的人员对导梁构件刚度的变形情况进行观察，并对导梁构件的下挠水平侧弯值进行测量，有利于保证梁体的吊运安全。

3.4 箱梁就位到千斤顶临时支座

降低吊装箱梁到安装位置的情况下，安装箱梁支座锚栓，将吊装箱梁继续降低，为确保吊装箱梁符合安装的相关技术要求，应利用起重小车将箱梁位置进行精确调整；通过千斤顶将梁体位置调整到标高要求，而千斤顶的反力不能超过平均值的5%，同时拆除吊具。

3.5 支座灌浆、锚固

锚栓孔处及支座下部的空隙处应进行灌浆，为确保一次灌满，灌注时主要使用重力灌浆的方式。

3.6箱梁就位

灌浆时砂浆强度达到20MPa之后，应看是否有漏浆的情况，将钢模板拆除后进行检查，若出现漏浆的情况应进行补浆处理。拆除临时千斤顶、钢板及连接各上、下支座螺栓，并将下支座底板锚栓拧紧，箱梁就位，最后安装防光荣称号挡块。

4.架桥机在桥梁施工中所遇问题和解决办法

4.1由于架桥机轨枕梁比较笨重，在架设桥梁过程中会导致轨枕梁的横移和纵移具有一定难度。这种情况下，可根据枕梁重心位置，烧焊6个吊环在轨枕梁的中心位置或轨枕梁两边1/4处。在1/4处吊环上用卡环分别将4条钢丝绳卡上，为使支腿、轨枕梁及纵移台车固定成一个整体，纵移时另一端用贝类销将固定在纵移台车的吊具上，这样不但方便操作，还能够使轨枕梁吊起时能够保持平衡，进一步提高其安全性能。

4.2安装架桥机时，通常桥台处会遇到坡度较陡的情况，为确保架桥机整机平稳，会加垫枕木在低的一端，若按照3%的坡度进行计算，应放一层约15cm长的枕木在高处，而低处应放置1m的枕木，且枕木至少6～7层，这样有利于增加低处架桥机重心，从而降低安全性能。

4.3放置前支腿及轨枕染时，往往都是以操作者的眼视及经验来观测水平状况，而这样无法保障其安全性。对此，应安装水平尺在前支腿及枕梁位置处，确保整机水平度，才能够提高其安全性。

4.4使用调频器对架桥机整机纵移左右两台电机进行控制，能够确保柑架的同时同步运行。但由于各电机在长时间使用后受润滑或性能的影响而导致两台电机在运行速度上存在着差异，造成左右柑架纵移存在偏差，如果严重则会在前支腿放下时会存在偏斜的现象，这对于大型起重设备来说具有较大的危险性[3]。对此，为有效控制两电机运行，应再多加两个控制开关，在出现错位时，调整时应控制单个电机或将单个电机线拆除，只运行一个电机，将错位的电机调整后，再将电机接上即可。

5.结语

通过本文案例的实践研究证实，在高铁桥梁工程施工中运用900t预制箱梁架设桥梁，借助设备自身的优势在实践应用中体现了良好的经济性、安全性，加快了项目施工进度，保障桥梁项目施工的质量水平，最终实现了桥梁项目施工的社会效益、经济效益的最大化，在未来高铁桥梁施工中900t架桥机具有广阔的应用前景。

参考文献：

[1]陈浩.铁路客运专线900t级架桥机研究[J].铁道标准设计，2008，（03）：5-10.

[2]土辉.架桥机安全技术检验[J].起重运输机械，2011，（03）：27-28

篇9：锚固桩在桥梁基础施工中的应用探讨

大直径人工挖孔扩底桩已在建筑工程基础中得到较为广泛的应用。实践证明, 此类桩基从技术经济分析中看确有一定的优势, 如工程造价合理, 施工速度较快, 施工机械简单等。但是, 在城市桥梁基础工程中该类桩基却采用较少, 主要是因为桥梁基础所处的特殊地质。水文条件。如:桥梁基础在具有承压水的砂层地质条件下, 是否可以采用该类桩基?本文结合工程实例, 对在具有承压水井夹砂层的水文、地质条件下, 如何进行大直径人工挖孔桩的设计与施工等有关问题进行一些分析探讨。

2 大直径扩底桩的承载机理

一般情况下, 大直径扩底桩的承载力由桩周上的摩阻力与端承力两部分组成。

大直径扩底桩基础, 一般深度超过5m属深基础范畴。其承载机理与破坏机理不同一般浅基础或长颈基础, 也不同于一般桩基础的受力状况。通过模型试验及原位测试可以看出:a.浅基础达到破坏时近处土体下沉, 远处主体隆起, 表现为土体剪切破坏;b.高杯口基础基底与扩底基础有些相近之处, 有较大的端承面积。以基底上的压密度为主, 由于埋置较深, 施工时需要大量开挖, 基础施工完成后再回填土。从而破坏了长颈桩与土体间的摩擦力, 填土后基础两侧有较大的超荷载, 上体后期固结可能导致桩体与填土之间的负摩阻力。其总承载力低于扩底基础;c.桩基础的破坏模式则属于深层剪切或刺入破坏。由于一般桩长较长, 在深层上发生的破坏反映在桩顶是较大的下沉, 桩周土体一般出现隆起;d.大直径扩底的承载机理则表现为竖向变形为主, 伴随有侧向挤压, 无向上隆起, 当荷载较小时桩底土被压密, 当荷载加大时, 扩大头底端外侧有伞形拉裂缝, 存在一拉力应力区。有时在端角处形成局部深层剪切破坏。

3 大直径扩底桩的设计与施工

通过对该类桩基的承载机理的初步分析可以看出:它既不同于一般的桩基也不同于扩大基础。因而, 在工程实践中, 怎样结合实际的工程水文、地质条件来进行设计计算并完成桩基施工是一项既需理论指导又应结合实际充分发挥有关工程技术人员创造性的工作, 下面将结合工程实践进行一些探讨:

3.1 设计内容

3.1.1 明确支承土或岩石的深度与性质, 弄清施工的实际可能性, 以及在施工过程中可能遇到的各种困难。了解地下水对施工的影响及地基上的承载力等。

3.1.2 选择桩基尺寸、施工方法和设计中拟采用的容许承载力。

3.1.3 考虑并验算桩基的沉降。

3.1.4 根据实际情况对设计或施工方案进行必要的调整。

3.2 设计特点

大直径扩底桩基础的设计计算要求与桩基基本相同, 此类基础会因土层不同扩底范围不同而使受力状态比较复杂。因此, 在设计计算时应充分考虑这些特点。

3.3 承载力计算

从国内外大量的资料和文献看, 最准确的桩基竖向承载力是通过静载试验确定的。但, 静载试验时间长、费用高, 一般情况下不可能采用。因此, 目前一般情况下均采用规范公式进行计算, 并根据工程地质条件结合设计实践经验, 对有些计算参数进行适当调整。

《公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTJ1024-85) 。从上述有关内容并结合大直径扩底桩的承载机理分析可以看出:

第一, 大直径扩底桩的竖向承载力计算与普通桩径的桩基计算存在一定的区别。

第二, 大直径扩底桩的端承载力是其承载力的主要部分。桩周围的摩擦力也是存在的, 并且也能分担一部分荷载。一般情况下, 当桩侧摩擦力全部发挥了作用, 则桩端承载力只发挥了50%的作用。

第三, 对于大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数φsi, φp, 在计算大孔径扩底桩竖向承载力时, 应当根据不同的地质条件、荷载条件综合考虑区别对待。

第四, 扩底桩底面积的不同, 往往会导致沉降变形差异。因此, 有时还应当以桩的沉降变形来控制。

4 工程实例

本工程为某城市二环路 (城市快速干道) 跨越板桥河一座四跨 (12m+2*18m+12m) 连续梁桥下部桩基工程, 根据工程地质勘探报告提供土层分布。

(1) 层耕作土:层厚0.6~1.2m, 较松散。

(2) 层粉土:层厚1.5~7.5m不等, 可软塑~软塑, 含粉质、粉细砂等成分, 该层土系新近沉积, 状态差。

(3) -1层粘土:层厚0~2.2m, 硬塑。

(3) -2层粉粘土:层厚0~2.8m, 可硬塑。

(3) -3层粉上:层厚0~4.1m, 中密~密实, 含细中砂。

(4) 层粘土:层厚0~2.9m, 硬塑~坚硬。

(5) 层含砾石砂:层厚5.9~7.4m, 该层土底部夹厚约0.3m的卵砾石层。

(6) 层泥岩强风化:层厚2.7~4.1m, 暗红色, 坚硬状态。

(7) 层泥岩中风化:该层未钻穿, 暗红色, 坚硬, 钻进困难, 含砂岩夹层, 局部含状态较软的青灰色薄层 (0.2~0.4m厚) 粉砂岩风化。

针对上部结构连续梁桥型方案, 考虑到该结构对于不均匀沉降较为敏感。对于各墩、台之间的沉降差异要求很严, 根据地质条件经过多方案比较, 并充分考虑到施工的可行性和施工工期的要求, 决定采用大直径人工挖孔桩基础。桩身直径拟定为D=1800mm, 扩底直径D1=2600mm, 桩身长度L=15500mm左右, 扩高h=1500mm。

综合考虑各种因素, 最后采用的单桩承载力容许值[p]=14000k N。

因为该场地 (2) 层、 (3) -3层、 (5) 层粉砂上含水量高、状态差, 且河床底部含淤泥。如何穿越上述上层, 并做到防止流砂、涌水等情况的发生, 成为该桩基础是否可行的关键所在。通过与施工单位的密切配合, 采用混凝土护壁, 钢护筒等各项综合措施, 终于克服了困难。按期、按质地完成施工。

该工程在投入使用前对桩基进行了全面检测, 证明桩基质量良好, 经过近一年的使用, 沉降等各方面结果令人满意。

结束语

在深基础设计中, 大直径扩底桩基础具有一般桩基础无法比拟的优点, 此类桩基进入设计要求的持力层时, 可对支承土作直观检查。但是, 由于桥梁基础的特殊性, 该类桩基在桥梁基础工程的应用才刚刚开始一些尝试。

由于施工质量是桩基础成功与否的关键, 故对大直径扩底桩的设计与施工提出一些建议:a.仔细分析地质条件, 根据土质情况比较此类基础与其他基础的可行性及工程造价、施工工期。b.设计计算时应从当地的实际出发, 适当选择有关参数, 避免盲目照搬公式。c.应当做好桩基的测试和沉降观测。d.在施工时应当根据实际的地质条件, 做好各项组织工作, 确保施工质量和施工安全。

摘要：大直径人工挖孔桩在建筑工程桩基中已得到较为广泛的应用。但是, 桥梁工程基础具有其自身的特点。通过对大孔径人工挖孔桩承载机理和各种计算方法的初步分析, 并结合工程实例, 着重阐述了该类桩基在桥梁基础工程中的应用。

关键词：大直径,挖孔桩,桥梁基础,应用

参考文献

[1]公路桥涵地基与基础设计规范. (JTJ024-85[S].北京:人民交通出版社, 1985.

[2]建筑地基基础设计规范 (GBJT-89) [S].北京:中国建筑工业出版社, 1989.

[3]建筑桩基技术规范 (JGJ94-94) [S].北京:中国建筑工业出版社, 1995.

[4]桩基工程手册[S].北京:中国建筑工业出版社, 1995.

[5][美]F.H.温特科思, 方晓阳, 钱鸿缙, 叶书麟校.基础工程手册[S].北京:中国建筑工业出版社, 1985.