铁路桥梁施工中钻孔桩施工技术要点分析.docx

铁路桥梁施工中钻孔桩施工技术要点分析

杨宝强

摘 要：在新时代背景下，我国铁路交通行业取得较大发展，铁路桥梁工程项目建设数量与日俱增，对人们生产和生活带来了极大的便利。桩基础施工是铁路桥梁施工过程中的关键环节，其施工质量对整体建设质量和后期运营过程中的结构稳定性有较大的影响。为了给铁路桥梁工程施工质量提供更多保障，施工人员需要重视其施工过程的质量控制。本文主要从施工角度出发，对某铁路桥梁工程钻孔桩施工技术要点进行简要阐述和分析。
关键词：铁路桥梁；桩基础施工技术；要点；分析
现阶段，随着我国铁路建设事业的飞速发展，许许多多的铁路桥梁工程应运而生，其在建设完成投入使用后需要承受较大的荷载，也是保证运营安全的关键所在。为此，对其工艺参数、施工质量和稳定性控制等方面提出了较高的技术要求。而桩基础施工的合理性具有其重要的意义，对后期施工能否顺利展开及整体施工质量控制有着至关重要的作用和影响。为了更好地保证施工质量，施工人员需要熟练掌握各项桩基础施工技术要点和工艺参数。下面，以某工程为例对此项施工技术的要点进行简要阐述，以期为现场施工提供一定的参考和指导。
1 工程概况
某铁路桥梁工程位于豫北平原与太行山东麓过渡地带丘陵区边缘，桥址处农田、水塘和居民区相互夹杂分部区域，地质结构主要为粉质粘土、泥灰岩、砂岩和砾岩，桥梁全长为1656.24m，按钻孔桩基础、双线圆端型桥墩和简支T梁结构设计，全桥共有墩台51个，钻孔桩471根，其中17#至19#墩跨越80m宽河道，40m以上用超声波检测的桩基68根。此工程从2010年7月1日开工建设，于2013年5月6日竣工验收，历时1040天，其中桩基施工约占总工期的三分之一。下面，以此工程为例对桩基础施工的几项技术要点进行简要分析。
2 钻孔桩施工技术要点分析
钻孔桩施工过程较为繁琐，施工人员需要对每一个环节严格进行控制，具体的施工工艺流程图见附图1。下面，从施工准备、钻孔桩施工、钢筋笼制作及混凝土灌注四个方面进行简要分析。
第一，施工准备阶段要点分析。充分的准备工作是保证施工过程顺利展开的重要前提。为此，施工人员需要对其引起足够重视。在桩基础施工前，需要做好如下几项工作：首先，施工人员需要派相关工作人员对施工现场的地形地貌、土质、水文地质条件以及周围自然环境等生产因素进行详细勘察，初步进行简单的场地规划设计。如果施工区域存在软土地基还需要考虑使用换填、强夯法、置换法以及排水固结法对其进行加固处理。第二，需要结合现场实际情况对施工场地进行合理的布局与规划，安排拌合站、临时办公区域、宿舍房屋及施工便道的平面位置，从而为后续施工过程创造更多的便利条件。第三，对钻孔桩桩基础的具体桩位进行精确测量。在勘察复测工作完成后，施工单位需要派专职技术人员做好桩位测量放样工作。建议对每根桩基桩位采用“十字交叉法”打设四根护桩进行放样，并在每个护桩上用小铁钉进行精确定位。施工人员在后续的施工过程中应对标记的桩位位置进行适当保护，以便在施工过程中及时进行桩位复位和校核。第四，对钻机站位进行平整碾压，准备数量充足且质量达标的钢护筒做好孔口防护工作。钻机站位是否平整对整个桩基的成孔质量至关重要，可以直接影响成孔的垂直度和钻进效率，能有效防止扩孔、卡钻现象发生。而使用护筒可以对孔口周边的土质稳定性进行提升，确保施工人员人身安全。为了充分发挥其作用和效果施工单位需要对其进行严格选择，护筒壁厚一般采用厚度6mm以上钢板，内径比桩径大200～400mm，高度在2.0m以上，顶部高度超出原地面0.3m或水面1～2m，确保其几何中心与桩位中心重合，并在护筒外壁用红油漆标识护桩位置方向线与距离等参数。第五，钻机种类的比选——这是关系到施工进度最重要的一个关键环节。进场之前，技术人员一定要认真核查設计图纸中的地质资料情况，然后根据每个施工区段的地下土质和岩层的分部情况合理的选择钻机种类。一般来说，旋挖钻施工进度最快，每台班可完成2～3根30m左右的桩基，但是只适用于粘土、粉土、淤泥质土等土质地层结构。而冲击钻则应用更广，不仅适用于土质地层，还适用于砂岩、泥岩等风化岩层地质类型，但唯一的缺点就是施工进度相对缓慢，每台班仅可完成1/3根桩。具体施工时，需要大家结合现场情况认真进行比选。最后，还应根据现场平面布置规划的实际条件就近设置泥浆池、沉淀池，并做好周围的隔离围挡与安全警示防护工作。
第二，钻孔桩施工阶段要点分析。钻孔施工是铁路桥梁桩基础施工过程中的关键环节，其施工过程主要包括钻进，终孔，清孔和验孔。下面对各环节的施工质量控制要点进行简要阐述。第一，钻进阶段质量控制。施工人员需要做好泥浆制备检测工作，现场试验人员及时对渣样进行取样检测，比重不宜大于1.3（砂黏土），粘度16～22s，保证其性能能够满足施工要求对孔壁起到有效的保护作用，必要时可进行补水或投放膨润土、粘土进行造浆补充。整体钻进速度不宜过快，一般控制在2m/h以内。在群桩施工时，为了使钻进过程对周围孔桩的影响降至最低，一般采用“跳孔”成桩工艺进行施工。在整个施工过程中，操作人员要根据钻孔进度留置好渣样，并按要求填写《钻孔记录》，留置影像资料。在地层土质发生变化时及时进行观测，根据实际情况对相关参数进行调整，并不定期的对钻孔的深度及直径进行复查、校核，保证各项参数与施工规范要求偏差控制在合格范围之内。第二，终孔阶段质量控制。在钻进完成后，施工人员需要根据技术交底和施工方案要求对钻孔的桩位、孔径、深度、沉渣厚度以及垂直度等参数进行严格检查。施工单位要在自检合格的基础上，报请监理工程师检测。如果某一项指标不合格需要及时采取相关措施进行调整，在达标后方可进行下道工序。第三，二次清孔阶段质量控制。清孔质量的好坏将直接影响桩基的承载力，危及上部桥墩整体结构的安全性能，必须引起足够重视。在终孔完成后，施工人员需要对钻孔中的渣土以及其它杂物等进行全面清理，检测粘度、比重等各项指标参数，保证孔底沉渣厚度满足规范要求：端承桩不大于100mm，摩擦桩不大于300mm，这些项目都需要加强施工前期对钻孔过程中每一道工序的严格控制来实现。
第三，钢筋笼加工制作要点分析。首先，在正式进场施工后，现场施工管理人员要严格卡控每批次进场钢筋的质量，及时抽样检查各类型钢筋型号的焊接和张拉性能质量，确保使用满足设计和规范要求的合格钢材，从而避免使用质量不合格或者性能不达标的钢筋笼对工程项目造成损失。其次，就是在钢筋加工厂按照图纸设计要求进行加工制作钢筋笼。提前将现场需要的钢筋笼加工完成，待清孔完成后及时运送至施工现场，使前后工序紧密有序衔接，从而减少不必要的待工、待料损失。在实际施工过程中，部分40m以上的桩基钢筋笼可能无法一次加工制作或吊装到位，需要分段、分节加工，然后在吊装过程中进行焊接拼装，具体的分段分节工艺应根据现场实际情况确定。再次，在焊接过程中需要严格控制同一截面钢筋焊接接头面积小于主筋总数量的二分之一，同时需要对钢筋笼接头位置的间距进行严格卡控，必要时可以提前加工制作限位模具进行控制。最后，对于40m以上带有声测管的桩基，在安装钢筋笼时，声测管也要同时进行安装，并固定在钢筋笼上，上部管口临时用木楔进行封堵，防止在混凝土浇筑过程中弯曲、变形，或灌入混凝土堵管，进而对后期检测工作造成困难。
第四，桩基混凝土灌注要点分析。砼灌注施工是桩基础施工中最主要的环节，其施工质量对铁路桥梁整体质量和稳定性有着至关重要的作用。为此，施工单位需要对此施工过程投入更多的人力和物力。在灌注前需要对砼原材料的配合比进行控制，从理论配合比到现场施工配合比进行严格把关调控，使混凝土具备良好的和易性，并将坍落度控制在180～220mm。对于有早强、耐久性、抗腐蚀等特殊工艺要求的混凝土还应特别注意严格控制外加剂掺合料的质量，及时做好进场复试和抽样检测工作，确保混凝土的各项技术指标满足标准规范和设计要求。在实际施工过程中，现场施工人员还需要根据施工情况对灌注方法进行选择。一般情况下，对于陆地上施工可采用混凝土罐车输送，配合漏斗、导管、溜槽浇筑水下混凝土。特别困难地段，可以考虑采用泵车进行输送。施工前，对导管还应进行拼装和气密性试验，合格后在导管底部安装隔水栓或隔水球，整体安装就位后方可使用。浇筑过程中，导管底部距孔底的距离宜为300～500mm；首批混凝土应确保将导管埋入灌注面以下不少于1.0m；在灌注过程中，導管的埋入深度宜为2～6m。整个灌注过程必须连续施工，钢筋笼安装就位后4h内必须浇筑混凝土，并应严格控制拔导管速度，严禁将导管拔出混凝土灌注面造成“断桩”事故。另外，桩顶混凝土浇筑完成后，顶面标高应高出设计标高0.5～1.0m，确保后期凿除桩头浮浆后，桩基面混凝土达到设计强度要求。最后，整个施工过程应在现场监理工程师的监督旁站下完成，并按要求填写混凝土灌注记录等原始资料记录备案。
3 结束语
桩基础施工是铁路桥梁工程建设过程中较为重要的一环，上文从施工准备、钻孔桩施工、钢筋笼加工制作以及水下砼灌注过程质量控制等方面对桩基础施工技术要点进行简要阐述，希望对有关施工人员可以起到抛砖引玉的功效，在借鉴文中工艺工法进行实际操作的同时，也需要对现有施工技术进行不断的研究和创新改造，使我们的工艺工法能够更好地满足当前新形势下的施工技术要求，从而更好地保证施工质量，提高铁路桥梁工程的安全性和稳定性，为我国飞速发展的高速铁路事业做出更大的贡献。
参考文献
[1]田维刚.铁路桥梁桩基础施工技术要点[J].建筑技术开发，2017，44（3）：30-31.
[2]杨建勋.铁路桥梁桩基础施工技术的要点分析[J].山西建筑，2015，41（9）：188-189.

-全文完-