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淺談混凝土在路橋樁基施工中的應用
2012-06-25 來源: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樁側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的整個土層的狀況,與樁底持力層的性質、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樁身將荷載傳給側向土體的,其橫向承載力與樁側土層的抗力系數(shù)、樁身的抗彎剛度與強度有著密切聯(lián)系。在實際工程中,以承受豎向荷載為主的樁基居多。路橋樁基可有單相樁構成,大多情況下是由多根樁組成的群樁,荷載通過承臺傳遞給各樁樁頂。當承臺與地面接觸形成低承合群樁基礎時,承臺、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雜。

  對于路橋樁基施工而言,最易出現(xiàn)的現(xiàn)象是樁頭損壞。特別對于緩凝土樁,在高沖擊荷載重復作用下,樁頭容易發(fā)生損壞和嚴重變形。在加上其他各種原因,這個問題變得更為嚴重。在樁頭通過堅硬土層時,可能發(fā)生施打時間過久、錘擊次數(shù)過多、沖擊能量多大等情況。

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

  二、水泥混凝土的特點

  水泥混凝土經(jīng)過多年國內(nèi)外專家學者們的研究和技術改進,成為了公路和橋梁、機場道路最為常用的路面面層材料。

  序號:優(yōu)點 缺點

  1、強度高?;炷谅访婢哂斜容^高的抗壓、抗折、抗磨耗、耐沖擊力等力學性能,適合于繁重交通的路面和機場跑道。  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、縱向設置伸縮緩和施工縫。但是,伸縮縫和施工縫會影響路面的連續(xù)性和平整性,況且,剛性的路面吸收震動和噪音的能力低,影響行車舒適性。

  2、穩(wěn)定性好。混凝土路面不怕日曬雨淋,不怕嚴寒酷暑,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)。  水泥混凝土路面對超載比較敏感。一旦外荷載超過設計極限強度,混凝土板使會出現(xiàn)斷裂,其修補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,荷載應力分布均勻,板而厚度較薄,而且外露于表面,容易進行輔筑與修整,適于路基軟弱地區(qū)。  工期較長。水泥混凝土路面需要一段時間來養(yǎng)護,除碾壓混凝土外,不能立即開放交通,一般鋪筑完成后需經(jīng)過14—28天的養(yǎng)護才能投入使用。

  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,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、粉煤灰混凝土的應用和優(yōu)勢

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

  序號:粉煤灰混凝土優(yōu)勢 路橋樁基施工的工藝、質量要求

  1、形態(tài)效應。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,質地致密,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,使混凝土密實性大大提高,或者在相同用水量的情況下,可增大流動性,改善和易性和可泵性。  混凝土要有較好的和易性流動性。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)生流動在樁基底部攤平和搗實,若流動性較差,就會造成灌注困難、堵管,無法正常灌注,甚至會出現(xiàn)斷樁,引發(fā)質量事故及較大的經(jīng)濟損失。緯六路樁基混凝土要求在灌注前坍落度應在18Omm~200mm之間,擴展度大于45mm。

  2、微集料效應。粉煤灰中的微細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)有利于水化反應的進行,同時減少了用水量,硬化后混凝土孔隙率降低,使密實度得以提高。  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、泌水在灌注過程中出現(xiàn)碎石在導管中局部集結,造成“卡管”,引發(fā)質量事故。

  3、活性效應。粉煤灰的活性效應也稱火山灰效應,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,生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣,繼而與石膏反應生成水化硫鋁酸鈣。上述這些反應幾乎都是在水泥漿孔隙中進行的,大大降低了混凝土內(nèi)部的孔隙率,改變了孔結構,提高了混凝土的密實度。  抗壓強度水下灌注混凝土未經(jīng)振搗,隨著灌注深度的增加,抗壓強度會隨之降低,必須采用富配合比設計才能保障混凝土達到設計強度等級。

   四、路橋樁基的質量檢測手段

   我國路橋樁基的檢測方法主要有兩種:一是超聲波透射法,二是低應變法。超聲波透射法檢測樁基質量的工作原理就是一個發(fā)射,一個接收,兩個探頭從樁底在規(guī)定的位置上靠發(fā)射探頭發(fā)出的超聲波,通過混凝土再到接收探頭,其間根據(jù)某些聲學參數(shù)反映出混凝土內(nèi)部情況,如孔洞、強度、離析等。聲測管就是探頭運動的通道。聲測管埋設時應按設計圖要求綁縛于樁基的鋼筋籠上,由此超聲波透射法檢測樁基質量不受樁長,樁徑的影響。要做好超聲波透射法檢測基質量工作,最重要的因素就是聲測管的埋設是否滿足規(guī)定技術要求。

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

   2、鋼管聲測管在進行聯(lián)結時,一般采用螺絲口連接或焊接,焊接過程中應注意不要燒壞鋼管;螺絲口連接應在絲口處緊纏麻絲,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樁基質量時,聲測管埋設數(shù)量應按相關規(guī)范要求,普遍采用埋設三根或四根,圓孔樁一般為三根,方孔樁一般為四根。

   4、聲測管綁縛于樁基鋼筋籠上時,安裝第一根時應平行于樁孔軸心線:其次是聲測管之間應盡量平行,然后綁縛于樁基鋼筋籠上且不能有松動;第三是對于端承樁而言,因為樁底情況是重點觀察的地方,所以幾根聲測管尾都應一直放到樁底且應處于同一水平面上;第四,聲測管在埋設時應盡量等距離分布;第五,在樁頂處聲測應高出樁頂混凝土面30~50cm為宜。

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

   6、在檢測前一天,將聲測管露出樁頂焊牢密封的薄鋼板切割掉,不得讓異物進入而堵塞。為使檢測工作順利,施工方可先用測繩進行聲測管檢查,檢測項目包括實際樁長,聲測管內(nèi)有無異物堵塞等,檢查完畢后在管中裝入清水以待檢測樁基質量。
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