摘要：近年来，随着国家经济的快速发展，交通行业也呈现出日渐繁荣的趋势，而桥梁建设工程的规模和数量也随之增加，桥梁桩基作为建设桥梁的基础性建设工作，其建设的质量好坏也就与整个桥梁工程息息相关。本文从桥梁桩基的施工和监测技术两方面做了论述，并且桥梁桩基监测技术的重要性进行了总结。
关键词：桥梁桩基；桩基施工；监测技术
1 桥梁桩基施工的常见技术
在桥梁桩基的建造中，桩基建筑技术是整个工业过程中最重要的部分。桩基础施工技术主要包括手工挖桩和钻孔灌注桩。前者主要是通过桥梁桩基的人工开挖，技术难度小，施工质量要求较低，因此在我国农村公路桥梁建设的主要应用。钻孔桩是指利用施工机械钻孔和使用混凝土进行灌注的技术。由于施工机械和设备的应用大，本技术的工作效率高，进度快，随着中国建筑工业的迅速发展，应用越来越广泛。另外，在具体的施工工艺中，按照施工需要、环境条件和市场动态等因素，根据当地情况作出合理的选择。
1.1 人工挖孔桩
人工挖孔桩，工程名词，用人力挖土、现场浇筑的钢筋混凝土桩。人工挖孔桩一般直径较粗，最细的也在800毫米以上，能够承载楼层较少且压力较大的结构主体，目前应用比较普遍。桩的上面设置承台，再用承台梁拉结、连系起来，使各个桩的受力均匀分布，用以支承整个建筑物。人工挖孔灌注桩是指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇注混凝土而成的桩。人工挖孔桩施工方便、速度较快、不需要大型机械设备，挖孔桩要比木桩、混凝土打入桩抗震能力强，造价比冲锥冲孔、冲击锥冲孔、冲击钻机冲孔、回旋钻机钻孔、沉井基础节省。从而在公路、民用建筑中得到广泛应用。但挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大，安全和质量显得尤为重要。场地内打降水井抽水，当确因施工需要采取小范围抽水时，应注意对周围地层及建筑物进行观察，发现异常情况应及时通知有关单位进行处理。桩基施工时应按现行有关规范规程并结合该工程的实际情况采取有效的安全措施，确保桩基施工安全有序进行，深度大于10米的桩孔应有送风装置，每次开工前5分钟送风。此外，如发现桥梁的地下地形明显与施工准备提供的信息不一致，需要重新进行调查，在进行下一道工序。
1.2 钻孔灌注桩
灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩。
1.2.1施工顺序：
(1)施工准备
施工准备包括：选择钻机、钻具、场地布置等。
钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。
(2)钻孔机的安装与定位
安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，再垫上钢板或枕木加固。
为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。
(3)埋设护筒
钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持比地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。
制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm），每节长度约2~3m。一般常用钢护筒。
(4)泥浆制备
钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。
(5)钻孔
钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用)，还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时，附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应该事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。
(6)清孔
钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直。为此，除了钻孔过程中密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；当孔壁不易坍塌时，不大于20cm。对于柱桩，要求在射水或射风前，沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中用吸泥机清孔，所需设备不多，操作方便，清孔也较彻底，但在不稳定土层中应慎重使用。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。
1.2.2全套管施工法
全套管施工法的施工顺序。其一般的施工过程是：平场地、铺设工作平台、安装钻机、压套管、钻进成孔、安放钢筋笼、放导管、浇注混凝土、拉拔套管、检查成桩质量。
全套管施工法的主要施工步骤除不需泥浆及清孔外，其它的与泥浆护壁法都类同。压入套管的垂直度，取决于挖掘开始阶段的5~6m深时的垂直度。因此应该随时用水准仪及铅垂校核其垂直度钻孔的灌注桩技术是使用先进的设备和机械钻洞，具有快速钻孔的特性，使用质量高，因此有着广泛的应用。与人工挖孔技术相比，比人工挖孔技更方便，更高效，每单位时间的钻孔量更大，对于缩短施工周期以及施工质量都有着一定的积极影响。但钻孔桩技术而言，仍然存在一些质量问题。首先，这是施工过程中最常见的地质环境问题。钻孔灌注桩技术需要大量的地质构造，不同地层应采用不同的钻探方法，因此不能全部都采取相同的方式，所以要求相关技术人员集中注意地质问题；其次，泥浆搅拌程度、钻孔灌注桩技术的核心，最重要的是泥浆孔内补液，泥浆应按比例均匀，及时灌入孔中，这样才能够满足施工要求，提高桥梁的稳定性以及安全性。
2 当前桥梁中桩基的监测技术
近年来，中国的经济正在迅速发展，建筑业也在蓬勃发展。桥梁桩基工程作为建筑业的重要组成部分更是加快了发展的步伐，桩基监测技术也得到了极大的改善，各种桩基监测技术都得到了深入的发展和广泛关注。对桩基检验项目的质量检验标准进行了逐步标准化和完善，并保证了桥梁桩基质量。目前常用的测试技术有高应变测试、低应变动态测试、声波透射法、钻芯法等。然而，对于各种监测技术，如何选择最实用和最具成本效益的监测技术仍然需要认真讨论和研究。以下将对这些桩基础探测技术进行分析。
2.1 高应变检测法
高应变检测法具有100年的历史。确定桩的垂直压缩承载力是否满足设计要求，是高应变测试方法的主要测试功能。高应变方法可用作低应变方法的补充验证方法。既能合理确定缺陷的程度，又能确定在判定水平集成间隙或预制桩接头等缺陷时是否会影响桩的竖向压缩承载力。目前已将高应变法应用于某些地区的桩承载力检测。
2.2 低应变动测法
低应变反射波法是用于检测桩身的完整性，预制桩，人工挖孔桩不可能缩径；许多的缺陷或质量事故都发生在流水处或地层变化处；地层变化对波形也会产生影响，例如会产生反射波等等。因此查看地质资料了解施工记录对确定缺陷位置有很好的帮助。利用定量分析软件对基桩缺陷程度的判定，虽然定量分析软件本身存在一些不足，但它分析了应力波在桩身传播的详细过程，只要桩周土的参数选择合理，它的作用远远大于我们凭肉眼对波形缺陷程度的判断。当然低应变法检测时，不论缺陷的类型如何，其综合表现均为桩的阻抗变小，而对缺陷的性质难以区分，这是最大的局限性。
2.3 声波透射法
相比于其他检测方法的完整性检测，声波透射检测法更为全面和详细，并且也不存在其他限制条件。但同样是通过波形来对桩进行检测，因此，声波透射法与低应变动测法一样也会因一些原因，如漫射、透射、反射等引起波形变化从而造成检测结果的不准确。近几年出现的多通道超声波检测仪，使检测效率成倍提高。目前，声波透射法主要用于大直径混凝土灌注桩的完整性检测，也可用于地下连续墙和水利坝体检测。
2.4 钻芯法
钻芯检测法因能够完整地检测桥梁桩桩长、桩身混凝土强度和质量以及桩身沉渣厚度而被广泛应用十混凝土灌注桩的检测。相比于其他检测方法，钻芯法还能够判定和鉴别桩端持力层岩土性状，着重检测桩承载力。
2.5 静荷载法
目前，国内外公认的对桩的承载力进行测试的最直观与最可靠的方法是静荷载试验，但是受到测试仪表精度以及试验方法限制与分析方法差异还有工程判断能力的影响，使用此方法，有时候误差也会达到百分之十。所以，工程界一直在思考怎样对静荷载试验改进其测试与分析方法，并对其可靠度提高。这些年来，
试验的吨位已经得到了提高，比如有些单位已经能加载超过30000吨位，另外还有一些相关研究人员研究探讨负摩阻现象。
3 桥梁桩基施工监测的重要性
桥梁桩基为桥梁的核心部分，桩基质量直接决定整个桥梁工程的质量。在混凝土施工过程中，一些隐蔽桩基将产生许多不可预测的因素和一些不可避免的问题。如果不能及时解决这些问题，会直接影响桩基质量，给工程带来巨大损失。因此，除了依靠先进的科学技术，桥梁桩基施工还需要依靠员工的丰富施工经验，积极处理施工过程中遇到的困难问题，以避免工程质量事故的发生。
4 结论
随着科学技术的发展，在我国桥梁建设领域，不再单纯依靠技术，更重要的是采用科学的施工方法。这不仅反映了时代的需要，而且促进了桥梁桩基的发展。桥梁桩基基金会需要更高的技术含量来建造和探测技术。因此，在桥梁施工过程中，相关企业应首先加强施工人员的劳动技能，提高施工人员的工作素质，使其能够及时解决施工试验过程中遇到的各种问题；对于一般施工作业人员，应根据施工流程逐步加强对桥梁桩基的熟悉。现场施工将提高项目的质量和安全性。在混凝土施工过程中，工作人员经常遇到各种问题，要保证桥梁的质量，必须依靠先进的监测手段进行分析，采取有效的措施和技术进行技术处理，才能将桥梁桩基施工水平提高到新的高度。
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论文作者:穆显灿
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/18
标签：桩基论文; 钻孔论文; 桥梁论文; 钻机论文; 泥浆论文; 技术论文; 钻孔机论文; 《防护工程》2018年第31期论文;