关于超近距地下结构物周边的桩基施工技术的研究

关于超近距地下结构物周边的桩基施工技术的研究

广东省建筑工程机械施工有限公司广州500510

摘要:桩基施工技术广泛应用于建筑工程中,目前已经相对成熟,但是在复杂地质环境条件下,仍然存在较多的难题。基于此,本文就超近距地下结构物周边的桩基施工技术进行研究,首先就超近距地下结构物周边的桩基施工方案进行分析,然后结合桩基施工技术在复杂地势条件下的实际应用,对其中的难点和解决思路进行总结,最后就超近距地下结构物周边的关键技术、工艺流程和施工工艺进行详细说明。

关键词:超近距;地下结构;桩基施工技术

引言

桥梁桩基是保证桥梁质量的重要部位,因此桩基施工技术的应用具有至关重要的作用。从当前有关桥梁桩基施工技术的研究和应用现状来看,已经具有相当成熟的水平,并且在桥梁施工中得到高效的应用,但是桩基施工技术会受到很多因素的影响,尤其是在复杂的地势环境中,其施工质量很难得到保障。超近距地下结构物周边的桩基施工非常典型,因此有必要对技术的应用进行深入研究。

一、超近距地下结构物周边的桩基施工方案

(一)项目工程概况

本文主要就广州市佛莞高速的桥墩桩基进行施工。佛莞高速本身的桥墩桩基形式为单桩单柱,桩基的长度大约为40米,柱径大约为0.9米,桩径达到1.2米,从桥墩桩基的使用状态来看,呈现出微风化的特点。在桩基施工前,对桥墩与桩基之间的最小中心距离进行测量,发现长度约为4.1米。就项目工程的施工环境进行考量,发现桥墩建设所在地的高速路段填筑大量花岗岩,测量地下水位为地表的2米以下,周边存在大量的流塑性地质,因此对桩基施工带来较大的难度。

(二)监测要求分析

超近距地下结构物周边的桩基施工必须对桥墩进行全面的监测,并且严格依据《建筑变形测量规范》和《公路养护技术规范》的相关要求,在审核通过后对施工的控制值进行确定。根据项目概况中的相关内容,对桥墩的水平位移和沉降做出以下规定:首先,在包括上部构造和下部构造的情况下,桥墩柱的水平差异应该控制在3毫米以内;在包括上部构造和下部构造的情况下,桥墩柱的沉降差异应该控制在5毫米以内;根据《建筑基坑工程监测技术规范的需求》,桥墩柱的总沉降应该控制在25毫米以内。

(三)项目工程的重要性

本次工程项目主要针对广州市佛莞高速开展,该高速是连接珠三角地区的关键通道。作为通往虎门大桥的交通要道,这里属于交通必经并且密集区域,因此一旦因为桥墩水平位移或竖直沉降发生问题,就会导致严重的交通事故发生,为此必须优化超近距地下结构物周边桩基的施工技术,从而保障桥梁桩基的安全可靠。本次项目工程中着重应该解决的问题有三个,分别是桥墩水平位移问题、桥墩竖直沉降问题和桥墩施工监测问题,因此施工工艺着重围绕这三个问题展开。

二、超近距地下结构物周边桩基施工的难点及解决思路

(一)成桩工艺

根据项目工程的要求,在施工过程中需要设计2倍桩径,由于施工的环境比较复杂,因此必须优化施工技术。研究发现,在使用端承桩机械进行施工时,会造成桩基受到较大的影响,由于震动产生不稳定的现象;而旋挖钻机的高度达到20米,不符合佛莞高速桥墩的施工要求;采用常规钻孔桩基不满足复杂的地质环境。综合上述方法,只能采用常规的钻孔钻机开展作业,通过缩短塔杆和塔节降低整体的长度,避免碰撞预应力箱梁结构,并且改进钻头为桶式牙轮钻头,改进机械功率为55千瓦[1]。

(二)水平位移

根据桩基施工的监测要求,必须将桥墩柱的水平位移控制在标准值以内,从而保障桥梁的安全,而这也是超近距地下结构物周边桩基施工的一大难点,因此在施工过程中需要对施工方案和施工技术给予相应的优化。首先,在施工过程中应该保证桥墩本身的稳定性,例如添加围护桩对桥墩的稳定性进行保障;其次,要降低施工过程对桥墩本身的干扰,例如对钻孔的机械进行相应改造,从而避免对地质和土层造成较大的干扰。

(三)竖向沉降

竖向沉降与水平位移具有相同的要求,都要控制在桩基施工监测的合理范围之内,因此在具体的施工过程中要对施工技术进行针对性的优化。首先,应该强化桥墩本身的抗干扰能力,例如通过加固浇筑桩基土体的方式,强化桥墩桩基的稳定性;其次,对施工的设备进行相应的改造,减少施工过程对桥墩的影响,例如采用桶式牙轮钻施工。

三、解决超近距地下结构物周边桩基施工的关键技术及流程

(一)关键技术

从超近距地下结构物周边桩基施工的难点总结和技术方法来看,施工过程中需要应用到的关键技术总结如下,分别是成桩工艺、机械改造、钢护筒跟进施工技术、注浆加固技术和施工监测技术。总体来看,在对超近距地下结构物周边桩基进行施工时,必须以监测控制要求为前提,从改造和创新的角度,实现施工技术的优化,并且灵活应用信息技术实现对施工的自动监测和数据处理,提升施工的效率。

(二)工艺流程

在对超近距地下结构物周边进行桩基施工时,需要经历以下工艺流程:首先,要对施工场地和施工环境进行处理,利用袖阀管双孔对称法对桥墩进行注浆和加固,再改造钻孔机械;其次,利用改进后的钻进机械进行施工,并钻进第一节钢护筒长度;第三,采用逆作法进行施工,同时按照施工方案进行深孔和清孔;第四,分段焊接安装钢筋笼,并且进行二次深孔和清孔;最后对混凝土进行浇筑。

(三)施工工艺

施工工艺主要为逆作法钢护筒跟进技术、袖阀管双孔对称法注浆加固技术、施工监测技术。就逆作法钢护筒跟进技术而言,主要解决高速公路难以开挖处理的现状,转变传统的施工方式,有效控制桥墩桩基的垂直度,先对第一节钢护筒进行埋设,然后对第二节进行钻进,最后吊装、焊接并固定位置,以此为根据解决其他钢护筒的位置,从而固定并控制桥墩桩基的垂直距离;就袖阀管双孔对称法注浆加固技术而言,主要通过内力作用,破坏橡胶圈对单项袖阀管的控制,使浇筑的浆液逐渐蔓延和流动,对地层结构进行填充,最终凝固为固体,从而强化地层的强度,避免桥墩桩基发生垂直沉降;就施工监测技术而言,可以采用人工监测和机器人自动化监测两种方式,前者通过埋设棱镜的方式布设监测点,对桥墩离地面1米的位置进行监测,后者通过编程设定监测的周期,然后对重点部分进行实时监测。在项目工程不断扩大并深入的情况下,机器人监测的范围和重点也需要进行及时的扩大调整,从而保证监测的全面性和准确性。对于本次项目工程的测量,着重考虑到车流量较多对观测结果产生的影响,因此需要避开早晚通车的高峰时期[2]。

结论

综上所述,针对超近距地下结构物周边的桩基施工技术的探究是非常必要的。本文主要分析超近距地下结构物周边桩基施工存在的难点,然后提出一些切实可行的施工技术。研究可得,桥梁桩基施工过程中主要解决的问题是成桩工艺、水平位移和竖向沉降,可以通过逆作法、袖阀管双孔对称法和施工监测技术来保证施工技术的实效性。希望本文可以为研究超近距地下结构物周边的桩基施工技术的相关人员提供参考。

参考文献

[1]付长凯.岩溶区公路桥梁桩基施工对邻近既有铁路路基稳定性影响分析及安全控制技术[D].长安大学,2015.

[2]李星.施工技术中桩基施工的质量控制浅谈[J].硅谷,2015,8(01):130+133.

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