鐵路橋梁施工中鉆孔樁施工技術(shù)要點(diǎn)分析

楊寶強(qiáng)

摘 要：在新時(shí)代背景下，我國鐵路交通行業(yè)取得較大發(fā)展，鐵路橋梁工程項(xiàng)目建設(shè)數(shù)量與日俱增，對人們生產(chǎn)和生活帶來了極大的便利。樁基礎(chǔ)施工是鐵路橋梁施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量對整體建設(shè)質(zhì)量和后期運(yùn)營過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有較大的影響。為了給鐵路橋梁工程施工質(zhì)量提供更多保障，施工人員需要重視其施工過程的質(zhì)量控制。本文主要從施工角度出發(fā)，對某鐵路橋梁工程鉆孔樁施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行簡要闡述和分析。

關(guān)鍵詞：鐵路橋梁；樁基礎(chǔ)施工技術(shù)；要點(diǎn)；分析

現(xiàn)階段，隨著我國鐵路建設(shè)事業(yè)的飛速發(fā)展，許許多多的鐵路橋梁工程應(yīng)運(yùn)而生，其在建設(shè)完成投入使用后需要承受較大的荷載，也是保證運(yùn)營安全的關(guān)鍵所在。為此，對其工藝參數(shù)、施工質(zhì)量和穩(wěn)定性控制等方面提出了較高的技術(shù)要求。而樁基礎(chǔ)施工的合理性具有其重要的意義，對后期施工能否順利展開及整體施工質(zhì)量控制有著至關(guān)重要的作用和影響。為了更好地保證施工質(zhì)量，施工人員需要熟練掌握各項(xiàng)樁基礎(chǔ)施工技術(shù)要點(diǎn)和工藝參數(shù)。下面，以某工程為例對此項(xiàng)施工技術(shù)的要點(diǎn)進(jìn)行簡要闡述，以期為現(xiàn)場施工提供一定的參考和指導(dǎo)。

1 工程概況

某鐵路橋梁工程位于豫北平原與太行山東麓過渡地帶丘陵區(qū)邊緣，橋址處農(nóng)田、水塘和居民區(qū)相互夾雜分部區(qū)域，地質(zhì)結(jié)構(gòu)主要為粉質(zhì)粘土、泥灰?guī)r、砂巖和礫巖，橋梁全長為1656.24m，按鉆孔樁基礎(chǔ)、雙線圓端型橋墩和簡支T梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，全橋共有墩臺51個(gè)，鉆孔樁471根，其中17#至19#墩跨越80m寬河道，40m以上用超聲波檢測的樁基68根。此工程從2010年7月1日開工建設(shè)，于2013年5月6日竣工驗(yàn)收，歷時(shí)1040天，其中樁基施工約占總工期的三分之一。下面，以此工程為例對樁基礎(chǔ)施工的幾項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行簡要分析。

2 鉆孔樁施工技術(shù)要點(diǎn)分析

鉆孔樁施工過程較為繁瑣，施工人員需要對每一個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格進(jìn)行控制，具體的施工工藝流程圖見附圖1。下面，從施工準(zhǔn)備、鉆孔樁施工、鋼筋籠制作及混凝土灌注四個(gè)方面進(jìn)行簡要分析。

第一，施工準(zhǔn)備階段要點(diǎn)分析。充分的準(zhǔn)備工作是保證施工過程順利展開的重要前提。為此，施工人員需要對其引起足夠重視。在樁基礎(chǔ)施工前，需要做好如下幾項(xiàng)工作：首先，施工人員需要派相關(guān)工作人員對施工現(xiàn)場的地形地貌、土質(zhì)、水文地質(zhì)條件以及周圍自然環(huán)境等生產(chǎn)因素進(jìn)行詳細(xì)勘察，初步進(jìn)行簡單的場地規(guī)劃設(shè)計(jì)。如果施工區(qū)域存在軟土地基還需要考慮使用換填、強(qiáng)夯法、置換法以及排水固結(jié)法對其進(jìn)行加固處理。第二，需要結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況對施工場地進(jìn)行合理的布局與規(guī)劃，安排拌合站、臨時(shí)辦公區(qū)域、宿舍房屋及施工便道的平面位置，從而為后續(xù)施工過程創(chuàng)造更多的便利條件。第三，對鉆孔樁樁基礎(chǔ)的具體樁位進(jìn)行精確測量。在勘察復(fù)測工作完成后，施工單位需要派專職技術(shù)人員做好樁位測量放樣工作。建議對每根樁基樁位采用“十字交叉法”打設(shè)四根護(hù)樁進(jìn)行放樣，并在每個(gè)護(hù)樁上用小鐵釘進(jìn)行精確定位。施工人員在后續(xù)的施工過程中應(yīng)對標(biāo)記的樁位位置進(jìn)行適當(dāng)保護(hù)，以便在施工過程中及時(shí)進(jìn)行樁位復(fù)位和校核。第四，對鉆機(jī)站位進(jìn)行平整碾壓，準(zhǔn)備數(shù)量充足且質(zhì)量達(dá)標(biāo)的鋼護(hù)筒做好孔口防護(hù)工作。鉆機(jī)站位是否平整對整個(gè)樁基的成孔質(zhì)量至關(guān)重要，可以直接影響成孔的垂直度和鉆進(jìn)效率，能有效防止擴(kuò)孔、卡鉆現(xiàn)象發(fā)生。而使用護(hù)筒可以對孔口周邊的土質(zhì)穩(wěn)定性進(jìn)行提升，確保施工人員人身安全。為了充分發(fā)揮其作用和效果施工單位需要對其進(jìn)行嚴(yán)格選擇，護(hù)筒壁厚一般采用厚度6mm以上鋼板，內(nèi)徑比樁徑大200～400mm，高度在2.0m以上，頂部高度超出原地面0.3m或水面1～2m，確保其幾何中心與樁位中心重合，并在護(hù)筒外壁用紅油漆標(biāo)識護(hù)樁位置方向線與距離等參數(shù)。第五，鉆機(jī)種類的比選——這是關(guān)系到施工進(jìn)度最重要的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。進(jìn)場之前，技術(shù)人員一定要認(rèn)真核查設(shè)計(jì)圖紙中的地質(zhì)資料情況，然后根據(jù)每個(gè)施工區(qū)段的地下土質(zhì)和巖層的分部情況合理的選擇鉆機(jī)種類。一般來說，旋挖鉆施工進(jìn)度最快，每臺班可完成2～3根30m左右的樁基，但是只適用于粘土、粉土、淤泥質(zhì)土等土質(zhì)地層結(jié)構(gòu)。而沖擊鉆則應(yīng)用更廣，不僅適用于土質(zhì)地層，還適用于砂巖、泥巖等風(fēng)化巖層地質(zhì)類型，但唯一的缺點(diǎn)就是施工進(jìn)度相對緩慢，每臺班僅可完成1/3根樁。具體施工時(shí)，需要大家結(jié)合現(xiàn)場情況認(rèn)真進(jìn)行比選。最后，還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場平面布置規(guī)劃的實(shí)際條件就近設(shè)置泥漿池、沉淀池，并做好周圍的隔離圍擋與安全警示防護(hù)工作。

第二，鉆孔樁施工階段要點(diǎn)分析。鉆孔施工是鐵路橋梁樁基礎(chǔ)施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其施工過程主要包括鉆進(jìn)，終孔，清孔和驗(yàn)孔。下面對各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行簡要闡述。第一，鉆進(jìn)階段質(zhì)量控制。施工人員需要做好泥漿制備檢測工作，現(xiàn)場試驗(yàn)人員及時(shí)對渣樣進(jìn)行取樣檢測，比重不宜大于1.3（砂黏土），粘度16～22s，保證其性能能夠滿足施工要求對孔壁起到有效的保護(hù)作用，必要時(shí)可進(jìn)行補(bǔ)水或投放膨潤土、粘土進(jìn)行造漿補(bǔ)充。整體鉆進(jìn)速度不宜過快，一般控制在2m/h以內(nèi)。在群樁施工時(shí)，為了使鉆進(jìn)過程對周圍孔樁的影響降至最低，一般采用“跳孔”成樁工藝進(jìn)行施工。在整個(gè)施工過程中，操作人員要根據(jù)鉆孔進(jìn)度留置好渣樣，并按要求填寫《鉆孔記錄》，留置影像資料。在地層土質(zhì)發(fā)生變化時(shí)及時(shí)進(jìn)行觀測，根據(jù)實(shí)際情況對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并不定期的對鉆孔的深度及直徑進(jìn)行復(fù)查、校核，保證各項(xiàng)參數(shù)與施工規(guī)范要求偏差控制在合格范圍之內(nèi)。第二，終孔階段質(zhì)量控制。在鉆進(jìn)完成后，施工人員需要根據(jù)技術(shù)交底和施工方案要求對鉆孔的樁位、孔徑、深度、沉渣厚度以及垂直度等參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格檢查。施工單位要在自檢合格的基礎(chǔ)上，報(bào)請監(jiān)理工程師檢測。如果某一項(xiàng)指標(biāo)不合格需要及時(shí)采取相關(guān)措施進(jìn)行調(diào)整，在達(dá)標(biāo)后方可進(jìn)行下道工序。第三，二次清孔階段質(zhì)量控制。清孔質(zhì)量的好壞將直接影響樁基的承載力，危及上部橋墩整體結(jié)構(gòu)的安全性能，必須引起足夠重視。在終孔完成后，施工人員需要對鉆孔中的渣土以及其它雜物等進(jìn)行全面清理，檢測粘度、比重等各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，保證孔底沉渣厚度滿足規(guī)范要求：端承樁不大于100mm，摩擦樁不大于300mm，這些項(xiàng)目都需要加強(qiáng)施工前期對鉆孔過程中每一道工序的嚴(yán)格控制來實(shí)現(xiàn)。

第三，鋼筋籠加工制作要點(diǎn)分析。首先，在正式進(jìn)場施工后，現(xiàn)場施工管理人員要嚴(yán)格卡控每批次進(jìn)場鋼筋的質(zhì)量，及時(shí)抽樣檢查各類型鋼筋型號的焊接和張拉性能質(zhì)量，確保使用滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的合格鋼材，從而避免使用質(zhì)量不合格或者性能不達(dá)標(biāo)的鋼筋籠對工程項(xiàng)目造成損失。其次，就是在鋼筋加工廠按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求進(jìn)行加工制作鋼筋籠。提前將現(xiàn)場需要的鋼筋籠加工完成，待清孔完成后及時(shí)運(yùn)送至施工現(xiàn)場，使前后工序緊密有序銜接，從而減少不必要的待工、待料損失。在實(shí)際施工過程中，部分40m以上的樁基鋼筋籠可能無法一次加工制作或吊裝到位，需要分段、分節(jié)加工，然后在吊裝過程中進(jìn)行焊接拼裝，具體的分段分節(jié)工藝應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定。再次，在焊接過程中需要嚴(yán)格控制同一截面鋼筋焊接接頭面積小于主筋總數(shù)量的二分之一，同時(shí)需要對鋼筋籠接頭位置的間距進(jìn)行嚴(yán)格卡控，必要時(shí)可以提前加工制作限位模具進(jìn)行控制。最后，對于40m以上帶有聲測管的樁基，在安裝鋼筋籠時(shí)，聲測管也要同時(shí)進(jìn)行安裝，并固定在鋼筋籠上，上部管口臨時(shí)用木楔進(jìn)行封堵，防止在混凝土澆筑過程中彎曲、變形，或灌入混凝土堵管，進(jìn)而對后期檢測工作造成困難。

第四，樁基混凝土灌注要點(diǎn)分析。砼灌注施工是樁基礎(chǔ)施工中最主要的環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量對鐵路橋梁整體質(zhì)量和穩(wěn)定性有著至關(guān)重要的作用。為此，施工單位需要對此施工過程投入更多的人力和物力。在灌注前需要對砼原材料的配合比進(jìn)行控制，從理論配合比到現(xiàn)場施工配合比進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)調(diào)控，使混凝土具備良好的和易性，并將坍落度控制在180～220mm。對于有早強(qiáng)、耐久性、抗腐蝕等特殊工藝要求的混凝土還應(yīng)特別注意嚴(yán)格控制外加劑摻合料的質(zhì)量，及時(shí)做好進(jìn)場復(fù)試和抽樣檢測工作，確保混凝土的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。在實(shí)際施工過程中，現(xiàn)場施工人員還需要根據(jù)施工情況對灌注方法進(jìn)行選擇。一般情況下，對于陸地上施工可采用混凝土罐車輸送，配合漏斗、導(dǎo)管、溜槽澆筑水下混凝土。特別困難地段，可以考慮采用泵車進(jìn)行輸送。施工前，對導(dǎo)管還應(yīng)進(jìn)行拼裝和氣密性試驗(yàn)，合格后在導(dǎo)管底部安裝隔水栓或隔水球，整體安裝就位后方可使用。澆筑過程中，導(dǎo)管底部距孔底的距離宜為300～500mm；首批混凝土應(yīng)確保將導(dǎo)管埋入灌注面以下不少于1.0m；在灌注過程中，導(dǎo)管的埋入深度宜為2～6m。整個(gè)灌注過程必須連續(xù)施工，鋼筋籠安裝就位后4h內(nèi)必須澆筑混凝土，并應(yīng)嚴(yán)格控制拔導(dǎo)管速度，嚴(yán)禁將導(dǎo)管拔出混凝土灌注面造成“斷樁”事故。另外，樁頂混凝土澆筑完成后，頂面標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5～1.0m，確保后期鑿除樁頭浮漿后，樁基面混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。最后，整個(gè)施工過程應(yīng)在現(xiàn)場監(jiān)理工程師的監(jiān)督旁站下完成，并按要求填寫混凝土灌注記錄等原始資料記錄備案。

3 結(jié)束語

樁基礎(chǔ)施工是鐵路橋梁工程建設(shè)過程中較為重要的一環(huán)，上文從施工準(zhǔn)備、鉆孔樁施工、鋼筋籠加工制作以及水下砼灌注過程質(zhì)量控制等方面對樁基礎(chǔ)施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行簡要闡述，希望對有關(guān)施工人員可以起到拋磚引玉的功效，在借鑒文中工藝工法進(jìn)行實(shí)際操作的同時(shí)，也需要對現(xiàn)有施工技術(shù)進(jìn)行不斷的研究和創(chuàng)新改造，使我們的工藝工法能夠更好地滿足當(dāng)前新形勢下的施工技術(shù)要求，從而更好地保證施工質(zhì)量，提高鐵路橋梁工程的安全性和穩(wěn)定性，為我國飛速發(fā)展的高速鐵路事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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