淺談混凝土在路橋樁基施工中的應(yīng)用
2012-06-25 來(lái)源:期刊之家
一、路橋樁基的施工分析

  承受豎向荷載的樁是通過(guò)樁側(cè)摩阻力和樁端阻力將上部荷載傳遞到深部土層的,因此樁的豎向承載力和樁所穿過(guò)的整個(gè)土層的狀況,與樁底持力層的性質(zhì)、樁的外形和尺寸有著密切聯(lián)系。承受橫向荷載的校是通過(guò)樁身將荷載傳給側(cè)向土體的,其橫向承載力與樁側(cè)土層的抗力系數(shù)、樁身的抗彎剛度與強(qiáng)度有著密切聯(lián)系。在實(shí)際工程中,以承受豎向荷載為主的樁基居多。路橋樁基可有單相樁構(gòu)成,大多情況下是由多根樁組成的群樁,荷載通過(guò)承臺(tái)傳遞給各樁樁頂。當(dāng)承臺(tái)與地面接觸形成低承合群樁基礎(chǔ)時(shí),承臺(tái)、樁、土將互相影響,共同作用,使得群樁的承載性狀發(fā)生效大變化并趨于復(fù)雜。

  對(duì)于路橋樁基施工而言,最易出現(xiàn)的現(xiàn)象是樁頭損壞。特別對(duì)于緩凝土樁,在高沖擊荷載重復(fù)作用下,樁頭容易發(fā)生損壞和嚴(yán)重變形。在加上其他各種原因,這個(gè)問(wèn)題變得更為嚴(yán)重。在樁頭通過(guò)堅(jiān)硬土層時(shí),可能發(fā)生施打時(shí)間過(guò)久、錘擊次數(shù)過(guò)多、沖擊能量多大等情況。

  由此可見(jiàn),路橋樁基施工是一項(xiàng)對(duì)于技術(shù)和質(zhì)量要求非常高的工作,在施工過(guò)程中對(duì)于樁基質(zhì)量的管理和控制是困難點(diǎn),施工區(qū)域內(nèi)的下水較高和鉆孔工作是施工問(wèn)題中最普遍的難題,都需要加強(qiáng)妥善處理。

  二、水泥混凝土的特點(diǎn)

  水泥混凝土經(jīng)過(guò)多年國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者們的研究和技術(shù)改進(jìn),成為了公路和橋梁、機(jī)場(chǎng)道路最為常用的路面面層材料。

  序號(hào):優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)

  1、強(qiáng)度高?;炷谅访婢哂斜容^高的抗壓、抗折、抗磨耗、耐沖擊力等力學(xué)性能,適合于繁重交通的路面和機(jī)場(chǎng)跑道。  水泥混凝土路面呈脆性,剛度大,變形性能差,不能承受由于溫度等因素引起的驟然變形。所以,水泥混凝土路面需要在橫向、縱向設(shè)置伸縮緩和施工縫。但是,伸縮縫和施工縫會(huì)影響路面的連續(xù)性和平整性,況且,剛性的路面吸收震動(dòng)和噪音的能力低,影響行車舒適性。

  2、穩(wěn)定性好?;炷谅访娌慌氯諘裼炅?,不怕嚴(yán)寒酷暑,經(jīng)得起干濕循環(huán)與凍融循環(huán)的侵蝕作用,具有良好的水穩(wěn)性和耐候性?;炷谅访娌粌H適用于一般地區(qū),還適用于冰凍和水淹等有特殊要求的地區(qū)。  水泥混凝土路面對(duì)超載比較敏感。一旦外荷載超過(guò)設(shè)計(jì)極限強(qiáng)度,混凝土板使會(huì)出現(xiàn)斷裂,其修補(bǔ)工作也較瀝青混凝土路面困難。

  3、整體性好?;炷谅访姘弩w剛度大,荷載應(yīng)力分布均勻,板而厚度較薄,而且外露于表面,容易進(jìn)行輔筑與修整,適于路基軟弱地區(qū)。  工期較長(zhǎng)。水泥混凝土路面需要一段時(shí)間來(lái)養(yǎng)護(hù),除碾壓混凝土外,不能立即開(kāi)放交通,一般鋪筑完成后需經(jīng)過(guò)14—28天的養(yǎng)護(hù)才能投入使用。

  4、耐久性好。水泥混凝土路面耐久性優(yōu)于瀝青混凝土。瀝青混凝土路面一般使用年限為5年,而水泥混凝土路面可達(dá)20—40年,特別在水侵蝕環(huán)境中能保持良好的通行能力,適用于氣候條件差的地區(qū)。

  5、色澤鮮艷。水泥混凝土路面反光力強(qiáng),有利于夜晚行車,還可根據(jù)需要做成不同顏色的混凝土路面。

  三、粉煤灰混凝土的應(yīng)用和優(yōu)勢(shì)

  近些年以來(lái),混凝土中常摻有一定量的粉煤灰,粉煤灰是一種火山灰質(zhì)材料。粉煤灰混凝土有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),該項(xiàng)技術(shù)仍在不斷完善中,其在施工中的積極作用已經(jīng)初見(jiàn)端倪,將來(lái)必定大有作為。

  序號(hào):粉煤灰混凝土優(yōu)勢(shì) 路橋樁基施工的工藝、質(zhì)量要求

  1、形態(tài)效應(yīng)。粉煤灰的主要礦物組成是海綿狀玻璃體,鋁硅酸鹽玻璃微珠,這些球狀玻璃體表面光滑、粒度細(xì),質(zhì)地致密,內(nèi)比表面積小,不僅使水泥漿需水量小,而且它們往往填充水泥漿體孔隙中,使混凝土密實(shí)性大大提高,或者在相同用水量的情況下,可增大流動(dòng)性,改善和易性和可泵性。  混凝土要有較好的和易性流動(dòng)性。水下灌注混凝土施工不具備振搗條件,靠混凝土自身重量產(chǎn)生流動(dòng)在樁基底部攤平和搗實(shí),若流動(dòng)性較差,就會(huì)造成灌注困難、堵管,無(wú)法正常灌注,甚至?xí)霈F(xiàn)斷樁,引發(fā)質(zhì)量事故及較大的經(jīng)濟(jì)損失。緯六路樁基混凝土要求在灌注前坍落度應(yīng)在18Omm~200mm之間,擴(kuò)展度大于45mm。

  2、微集料效應(yīng)。粉煤灰中的微細(xì)顆粒均勻分布在水泥顆粒之中,阻止了水泥顆粒的相互粘聚,而處于分散狀態(tài)有利于水化反應(yīng)的進(jìn)行,同時(shí)減少了用水量,硬化后混凝土孔隙率降低,使密實(shí)度得以提高。  粘聚性和保水性水下灌注混凝土要有較好的粘聚性和保水性,以防止因混凝土的離析、泌水在灌注過(guò)程中出現(xiàn)碎石在導(dǎo)管中局部集結(jié),造成“卡管”,引發(fā)質(zhì)量事故。

  3、活性效應(yīng)。粉煤灰的活性效應(yīng)也稱火山灰效應(yīng),粉煤灰中的活性成份二氧化硅和三氧化二鋁。與水泥和石灰的水化產(chǎn)物在水溶液中發(fā)生反應(yīng),生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣,繼而與石膏反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣。上述這些反應(yīng)幾乎都是在水泥漿孔隙中進(jìn)行的,大大降低了混凝土內(nèi)部的孔隙率,改變了孔結(jié)構(gòu),提高了混凝土的密實(shí)度。  抗壓強(qiáng)度水下灌注混凝土未經(jīng)振搗,隨著灌注深度的增加,抗壓強(qiáng)度會(huì)隨之降低,必須采用富配合比設(shè)計(jì)才能保障混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)。

   四、路橋樁基的質(zhì)量檢測(cè)手段

   我國(guó)路橋樁基的檢測(cè)方法主要有兩種:一是超聲波透射法,二是低應(yīng)變法。超聲波透射法檢測(cè)樁基質(zhì)量的工作原理就是一個(gè)發(fā)射,一個(gè)接收,兩個(gè)探頭從樁底在規(guī)定的位置上靠發(fā)射探頭發(fā)出的超聲波,通過(guò)混凝土再到接收探頭,其間根據(jù)某些聲學(xué)參數(shù)反映出混凝土內(nèi)部情況,如孔洞、強(qiáng)度、離析等。聲測(cè)管就是探頭運(yùn)動(dòng)的通道。聲測(cè)管埋設(shè)時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)圖要求綁縛于樁基的鋼筋籠上,由此超聲波透射法檢測(cè)樁基質(zhì)量不受樁長(zhǎng),樁徑的影響。要做好超聲波透射法檢測(cè)基質(zhì)量工作,最重要的因素就是聲測(cè)管的埋設(shè)是否滿足規(guī)定技術(shù)要求。

   1、聲測(cè)管一般應(yīng)該采用鋼管,塑料PVC管由于施工中綁扎和水泥水化過(guò)程中發(fā)熱等因素影響而容易變形。

   2、鋼管聲測(cè)管在進(jìn)行聯(lián)結(jié)時(shí),一般采用螺絲口連接或焊接,焊接過(guò)程中應(yīng)注意不要燒壞鋼管;螺絲口連接應(yīng)在絲口處緊纏麻絲,目的為了防止水泥漿體滲入而堵塞管道。

   3、采用超聲波透射法檢測(cè)樁基質(zhì)量時(shí),聲測(cè)管埋設(shè)數(shù)量應(yīng)按相關(guān)規(guī)范要求,普遍采用埋設(shè)三根或四根,圓孔樁一般為三根,方孔樁一般為四根。

   4、聲測(cè)管綁縛于樁基鋼筋籠上時(shí),安裝第一根時(shí)應(yīng)平行于樁孔軸心線:其次是聲測(cè)管之間應(yīng)盡量平行,然后綁縛于樁基鋼筋籠上且不能有松動(dòng);第三是對(duì)于端承樁而言,因?yàn)闃兜浊闆r是重點(diǎn)觀察的地方,所以幾根聲測(cè)管尾都應(yīng)一直放到樁底且應(yīng)處于同一水平面上;第四,聲測(cè)管在埋設(shè)時(shí)應(yīng)盡量等距離分布;第五,在樁頂處聲測(cè)應(yīng)高出樁頂混凝土面30~50cm為宜。

   5、聲測(cè)管綁縛于樁基的鋼筋籠上時(shí),用縛鋼板將聲測(cè)管兩端焊接牢固并密封,也免異物落入而堵塞聲測(cè)管。

   6、在檢測(cè)前一天,將聲測(cè)管露出樁頂焊牢密封的薄鋼板切割掉,不得讓異物進(jìn)入而堵塞。為使檢測(cè)工作順利,施工方可先用測(cè)繩進(jìn)行聲測(cè)管檢查,檢測(cè)項(xiàng)目包括實(shí)際樁長(zhǎng),聲測(cè)管內(nèi)有無(wú)異物堵塞等,檢查完畢后在管中裝入清水以待檢測(cè)樁基質(zhì)量。
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