高寒地区桥梁灌注桩施工工艺研究

高寒地区桥梁灌注桩施工工艺研究

谢桂香

（青海路桥建设机械工程有限公司青海西宁810003）

【摘要】随着我国经济的发展，各地的桥梁施工项目也是越来越多。作为地理环境特殊、自然环境恶劣的高寒地区，对桥梁的施工工艺就提出了更高的要求。桥梁施工中的桩基础施工是最常见的形式，尤其是高寒地区对于桥梁灌注桩的施工有着严格的技术要求，本文就高寒地区灌注桩施工工艺进行了研究。

【关键词】高寒地区；桥梁灌注桩；施工工艺

【中图分类号】U445.551【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）22-0135-02

随着我国经济的不断发展，桥梁施工项目越来越多。随着我国西部大开发战略的实施，在西部也现了很多桥梁建设项目。我国西部地理环境和自然环境特殊，一般来说地势较高、纬度较大，平时昼夜温差也很大。很多地区都属于高寒地区，在这种条件下就对桥梁施工提出了更高的要求。目前对于桥梁基础的施工根据基桩施工方法的不同而有所不同，基本上可以分为预制桩和灌注桩两大类。预制桩和灌注桩的施工方法有很大的不同，比如在施工中采用的机器用具和施工工艺都存在较大的差别，从而对桩土间的共同作用性能产生影响。对于高寒地区的桥梁桩基施工来说，多是采用灌注桩的方式，本文也将重点介绍桥梁灌注桩的施工工艺。

1.高寒地区桥梁灌注桩的施工

在高寒地区桥梁的灌注桩施工必须要考虑施工地基土因为寒冷等原因造成的冻胀现象给施工带来的一系列问题。因此，在桥梁施工时一定要分清地基冻胀土的分类，然后才能根据地基的具体情况采取相应的施工措施。

1.1地基冻土的分类

高寒地区的桥梁桩基受到损害多是由于地基土的冻胀现象造成的。由于水和冰的密度不同，含水的土质在寒冷的温度下结成冰，使土质变成冻土，造成了冻土的体积增大约9%。因此在桥梁灌注桩施工时必须考虑冻土体积变大给施工带来的影响。对于冻土分类的划分标准一般是按照冻胀变形量来区分的，根据冻胀变形量给建筑物带来的损害程度不同分为五类，通过对野外冻胀观测得出的冻胀系数作为分类的标准。冻胀系数的计算公式为Kd=Δh/Z0*100%，Kd代表冻胀系数，Δh代表地面最大的冻胀量，Z0代表最大的冻结深度，当Kd＜1%时为一类冻土，当1%≤Kd＜3.5%时为二类冻土，当3.5%≤Kd＜6%时为三类冻土，当6%≤Kd小于13%时为四类冻土，Kd≥13%时为五类冻土，冻土的冻胀系数越大、级别越高，则冻胀变形的力度越大，对建筑物的危害也就越大，因此在桥梁施工时首先要确定施工地区的冻土属于何种级别在采取相应的措施。

1.2高寒地区桥梁灌注桩的施工流程

桥梁灌注桩是指在施工现场集中进行桩孔的钻挖，然后将钢筋混凝土浇筑进去而形成的桩。灌注桩施工可以采用恰当的钻具和施工工艺，对于各类地基土都适用，而且可以把直径做大来提高灌注桩的承重力，能够避免预制桩打桩时对周围土壤的挤压和振动以及对周围环境的噪音污染等。在高寒地区采用灌注桩施工技术应该采取一定的方法确保灌注孔壁的稳定性，保证整个桩体的质量。

桥梁钻孔灌注桩施工应该根据施工当地的土质、桩径的大小、灌注桩深度和灌注机器设备等条件采用合适的钻具和钻孔方法，确保钻具能够顺利的到达预计的钻孔深度。清理钻孔后将钢筋笼架放入，然后灌注水下混凝土。在我国的桥梁灌注桩施工中，常用的钻具主要有旋转钻、冲击钻和冲转钻等三种类型。对于高寒地区的桥梁灌注桩施工比较适合采用旋转钻进行开挖作业。在开挖时为了让孔壁稳固应该采用在孔口预埋护筒和在孔内灌注粘土泥浆的方法，孔内的液面高度要比孔外的水位高，从而在孔内形成一种向外的静压力，能够对孔壁起到保护和坚固的作用。主要的施工过程如下：

1.2.1场地的准备工作

在桥梁灌注桩施工前要将场地进行平整处理，以便能够稳固的安装钻架进行钻孔处理。钻架的位置应该尽量的平整夯实，不要留有杂物。如果支架安装在水里还需要测算支架的结构强度、刚度和稳定性。准备好钻架后就要埋置护筒，护筒的作用是为了固定桩位、保护钻孔口、防止钻孔口的土层塌陷以及对孔内外的表层水进行隔离。因此护筒的埋置必须稳固和准确。护筒的材质一般是钢护筒或者混凝土护筒，护筒的内径要比钻头的直径稍大，如果采用旋转钻应该增大10~20厘米。埋置好护筒就要开始准备泥浆。泥浆在钻孔作业中有着非常重要的作用，可以在孔内产生比较大的悬浮液压力，防止钻孔的坍塌。泥浆向孔外的土层渗漏，在钻头钻进的过程中伴随着钻头的活动，孔壁上形成了一层胶泥，能够对孔内壁起到保护作用。在钻孔的过程中，成孔的中心必须和桩位的中心对准，钻架安装必须平稳，保证在钻孔作业时不发生位移、倾斜和沉陷。旋转钻钻孔时，利用钻具的旋转钻入冻土层，在钻土的同时利用循环泥浆来保护内壁排渣。钻孔后要注意进行清理，除去孔底沉淀的钻渣和泥浆，为灌注钢筋混凝土做准备，提高桩的承受力。一般常用的清孔方法有掏渣清孔、换浆清孔和抽浆清孔等。在灌注混凝土时多采用直升导管法来灌注水下混凝土。

1.2.2高寒地区灌注桩施工的注意事项

高寒地区多为冻土，在对冻土地区灌注桩基进行施工时除了要考虑冻土膨胀力的变化问题，严格按照计算来施工外，还要注意的是首先要确定桩基的基础施工方案，在冻土地区进行桥梁灌注桩施工，应该按照当地的土质结构与气温变化进行严格的分析和勘察，施工材料和施工方法都要适合冻土地段的施工特质；其次是在施工人员选择上，需要选择有冻土施工经验的的技术人员，严格预测施工技术参数，所选用的机器设备应该能够适应高寒地区土壤的作业；最后是在施工中一定要防止料筒升降时对孔壁的破坏，旋转挖钻机在钻进时要严格控制作业速度，避免孔壁坍塌和钻孔紧缩现象，避免出现卡钻埋钻的现象，最大程度的提高冻土桥梁桩基施工的安全。

2.桥梁灌注桩的施工要点

2.1考虑冻土地基冻胀影响基础最小深埋

冻土地段的地表实测的冻胀量并不会随着冻深的增加成正比例的增加，而是在冻深达到一定程度以后增加很少甚至不再增加，应为由于水的冻结，土中水的迁移需要一定量的负温，而最大冻结深度的负温很小，因此冻胀量也小。因此有些冻胀土可以将桥梁基础底面埋在冻结线以上，让基底的冻土层产生的膨胀量不超过桥梁的桥墩允许的最大值，这样可以最大程度的减少整个桥体受冻土膨胀量的影响，确保桥梁质量和安全。

2.2灌注桩防止冻土融沉的解决方法

多年冻土地基施工要根据冻土的稳定性和地基的低温以及冻深可能发生的变化，采取保持冻结或允许融化的原则，满足结构物对沉降的要求。在控制融沉问题上，可以采用的方法首先是更换填基底土，对采用融化原则计算的基底土可以换成碎卵石、砺石或者粗砂等，深度要达到季节融化深度或者受力层的深度。其次是选择好施工季节，采用保持抗冻结原则施工时，基础施工最好在冬季，而采用融化原则时，施工最好是夏季或者温度较高时施工。在保持冻结原则施工时，要注意地表覆盖好保温材料，减少热渗入量，保证结构物周围排水顺畅，避免地表水进入基坑。如果抗冻胀的稳定性不够，可以在季节融化层范围内，将桩基础周围换土或者改善基础表面平滑度来保证桩基的稳定性。

总之，高寒地区的桥梁灌注桩施工必须符合高寒地区的环境和气候特点，针对恶劣的自然条件采取更高的施工工艺方法，只有这样才能确保桥梁施工的质量，保证人民的生命财产安全。

参考文献

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[2]吕玉梅,李世波,屈彦玲.冻土地区桥梁基础施工[J].山西建筑，2007(23).

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