对公路桥梁桩基础施工的探讨

【关键词】桥梁桩基础;特点;混凝土配制;施工质量问题控制　　桩基础是现代桥梁工程中常用的深基础形式，它具有承载力高、沉降变形小、制作灵活方便和适用条件广泛等优点。但桩基础在实践应用中还存在有待改善的环节。因此，探讨针对公路桥梁桩基础施工问题的改善与控制措施值得探讨。

　　1.桩基础的特点分析

　　桩基础是最常用的一种深基础。当地基浅层土质不良，采用浅基础无法满足结构物对地基强度、变形及稳定性方面的要求，且又不适宜采取地基处理措施时，往往需考虑桩基础。承受竖向荷载的桩通过桩侧摩阻力和桩端阻力将上部荷载传递到深部土(岩)层，而承受横向荷载的桩则由桩身材料和桩侧土(岩)的弹性抗力来抵抗。根据工程的特点，桩可以发挥各种不同的作用。桩的作用主要有：

　　1．1通过桩的侧面和土的接触，将荷载传递给桩周土体，或者将荷载传给深层的岩层、砂层或坚硬的粘土层，从而获得较大的承载能力以支承重型建筑物。

　　1．2对液化的地基，为了在地震时仍保持建筑物的安全，采用基桩穿过液化土层，将荷载传给稳定的不液化土层。

　　1．3桩基具有很大的竖向刚度，因而采用桩基础的建筑物，沉降较小且比较均匀，可以满足对沉降要求特别高的上部结构的安全需要和使用要求。

　　1．4桩具有很大的侧向刚度和抗拔能力，能抵抗台风和地震引起的巨大水平力、上拔力和倾覆力矩，保持高耸结构物和高层建筑的安全。

　　1．5改变地基基础的动力特性，提高地基基础的自振频率，减小振幅，保证机械设备的正常运转。桩基础具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、抗震性能好等优点，而且桩基础能以不同的桩型和施工方法适应不同的水文地质条件、荷载性质和上部结构特征，因此具有良好的适用性。随着近代科学技术的发展，桩的种类和桩基型式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法都有了很大的改进。桩基更成为土质不良地区修建公路桥梁及其它工民建筑物所广泛采用的基础型式。此外，从国内外的工程实践来看，采用桩基础便于实现基础工程的机械化和工业化施工，所以桩基础是一种具有广泛应用前景的深基础。

　　随着建筑技术的发展，桩基础的应用越来越广泛的应用，其几乎可应用于各种地质条件和类型的大型桥梁等建设工程，尤其适用于建造在软弱地基上的构筑物。此外，在地震区、湿陷性黄土地区、膨胀土地区及岩溶地区，桩基础也是一种极为重要的基础型式。

　　2.提升公路桥梁桩基础质量，施工混凝土的合理配制是重要前提之一

　　为了满足基础混凝土的基本要求，混凝土的配制是关键，公路桥涵施工技术规范对桩基础混凝土的材料和配制提出了具体技术要求，一般施工图设计也给出施工要求。结合近几年来在桥梁施工中的体会，归纳起来有以下几点：

　　2.1水泥

　　矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通水泥都可用于桩基础施工。水泥的初凝时间不宜少于2.5h。水泥的强度等级不宜小于32.5，使用高强度等级水泥不能减少用量，不能使用早强剂。

　　2.2粗集料

　　可选用卵石或碎石。粗集料粒径最大应小于导管内径的1/6～1/3，但不应超过37.5mm。选用碎石时应提高3%～5%的含砂率，混合料含砂率一般宜采用40%～50%为宜。

　　2.3细集料

　　宜采用级配良好的中砂。级配应符合规范和设计要求。

　　2.4最小水泥用量

　　规范规定每立方米混凝土中水泥用量应不少于350kg。

　　2.5强度和耐久性

　　桩基础混凝土的强度与耐久性有密切联系。一般来说，强度高耐久性也高，强度取决于水灰（胶）比、水泥强度等级、水泥用量、粗集料的种类和性质及有无掺用外加剂等。根据有关资料和实践证明，桩基础混凝土的强度要比其他混凝土强度低，一般低50%～90%。

　　3.桩基础施工质量问题的控制

　　3．1防止桩身断裂的质量控制

　　桩身在施工中出现较大弯曲，在反复的集中荷载作用下，当桩身不能承受抗弯强度时，即产生断裂。当施工中出现断桩时，应以工程地质条件及桩所处具体结构部位为依据，采取补桩等方法予以解决。条基补一根桩时，可在轴线内、外补，补两根桩时，可在断桩的两侧补。柱基群桩时，补桩可在承台外对称补或承台内补桩。

　　3．2关于沉桩达不到设计要求的质量控制

　　有时沉桩达不到设计的最终控制要求。一方面，勘探点不够或勘探资料粗略，对工程地质情况不明，尤其是持力层的起伏标高不明，致使设计考虑持力层或选择桩尖标高有误，也有时因为设计要求过严，超过施工机械能力或桩身混凝土强度。另一方面，勘探工作是以点带面，对局部硬夹层或软夹层的透镜体不可能全部了解清楚，尤其在复杂的工程地质条件下，还有地下障碍物，如大块石头、混凝土块等。打桩施工遇到这种情况，就很难达到设计要求的施工控制标准。

　　遇有硬夹层时，可采用植桩法、射水法或气吹法施工。桩如果打不下去，可更换能量大一些的桩锤打击，并加厚缓冲垫层。选择桩锤应以重锤低击的原则，这样容易贯人，可减少桩的损坏率。选择合理的打桩顺序，选用“之”字形打桩顺序，或从中间分开往两侧对称施打的顺序。桩基础工程正式施打前，应做工艺试桩，以校核勘探与设计的合理性，重大工程还应做荷载试验桩，确定能否满足设计要求。

　　3．3 防止桩顶碎裂的质量控制

　　在沉桩过程中，桩顶出现混凝土掉角、碎裂、坍塌，甚至桩顶钢筋全部外露打坏。钢筋与混凝土在承受冲击荷载时，不能很好地协同工作，桩顶容易发生严重碎裂。桩身外形质量不符合规范要求，施工机具选择或使用不当。打桩须根据断面、单桩承载力和工程地质条件来考虑。桩顶与桩帽的接触面不平或桩沉入土中时桩身不垂直，使桩顶面倾斜，造成桩顶局部受集中应力破损；沉桩时，桩顶未加缓冲垫或损坏后未及时更换，使桩顶直接承受冲击荷载。设计要求进入持力层深度过大，施工机械或桩身强度不能满足设计要求。发现桩顶有打碎现象，应及时停止沉桩，更换并加厚桩垫。如有较严重的桩顶破裂，可把桩顶剔平补强，再重新沉桩。如因桩顶强度不够或桩锤选择不当，应换用养护时间较长的“老桩”或更换合适的桩锤。

　　3．4 冲击成孔过程中特殊情况下的质量控制

　　冲击成孔过程中，若遇到孤石，可抛填硬度相近的片石或卵石，将钻机稍移向孤石一侧，然后用高冲程冲击，或高低冲程交替冲击，将大孤石击碎挤入孔壁若孤石非常坚硬，也可采用孔内爆破法。一般可采用孤石表面爆破(简称贴爆)和定向聚能爆破两种方法:遇一般性孤石，将炸药包吊放在孤石表面引爆，震裂孤石，以利钻进;遇坚硬孤石，采用定向聚能爆破的方式，根据孤石的大小及坚硬程度确定用药量，只要药量控制适当，通常不会影响孔壁及施工平台的安全。

　　4.结语

　　近年来，我国经济不断的发展，公路桥梁建设也越来越受到重视。桥梁施工控制是确保桥梁施工宏观质量的关键，而公路桥梁基础施工是具体体现桥梁规划、设计思想和意图的一个过程。桩基础是公路桥梁基础施工常用的技术手段，因此，深入研究并总结桩基础施工质量控制措施，对于提升施工桥梁整体质量具有十分重要的现实意义。

　　［１］陈晓光.浅谈公路桥梁基础施工技术[J].科技与企业,2011,(14).

　　［２］乔晓春.谈路桥桥梁桩基施工[J].山西建筑,2012,(4).