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摘要：加强铁路桥梁桩基础施工技术要点的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对铁路桥梁桩基础施工技术要点进行了研究，具有重要的参考意义。
关键词：铁路；桥梁；桩基础施工；技术
中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：
近年来，我国高速铁路的建设已全面展开。高速铁路在国外已经经过较长时间的实践和发展过程。无碎轨道在国外高速铁路中已得到广泛的应用，技术日趋成熟并取得良好的经济效应。与传统的有柞轨道相比，无碎轨道具有结构稳定、维修工作量小、使用寿命长、有利于提高运输效率等特点，尤其适合对线路的稳定性和平顺性具有很高要求的高速铁路。
我国路桥及城市建设发展迅猛,桥梁工程中桥梁桩基极为关键,桥梁桩基由于深埋在地表下,而且多数施工区域地下水较高,桩基质量将直接影响桥梁的整体质量,因此,桩基的质量控制更为重要。某工程高架主线、匝道桥均采用大直径钻孔灌注桩,钻孔灌注桩直径为1.2m,桩长分30m及40m两种。
1 前期准备
根据设计各墩位的座标,由测量组采用全站仪、水平仪对各个桩位进行定位放线,桩位标志应准确牢固。各桩位自检合格后报监理工程师复检,合格后方可埋设护筒。护 筒 采 用 钢 护 筒, 其 内 径 比 桩 径 大40cm。护筒固定在正确位置后用粘土分层回填夯实,以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落。护筒上口应绑扎木方对称吊紧,防止下窜。部分区段采用长护筒,适用于桩位处土层较差时。施工时用旋挖钻机将地表硬层挖掉,将护筒吊入孔内,用震动锤砸到标高位置,再将上部孔口捣实。泥浆应选用高塑性粘土或膨润土制备。泥浆制备在泥浆池内进行,设置制浆池、沉淀池并用循环槽连接。
2 成孔施工
2.1 在成孔施工时随时掌握地层对旋挖钻机的影响情况,严格按照该地层条件下的钻进参数指导施工。
2.1.1 在钻进过程中不能进尺太快以保证有充足的护壁时间。
2.1.2 整个成孔过程中分班连续作业,专人负责做好记录并观察孔内泥浆面和孔外水位情况,钻进过程中应经常注意土层变化,每进尺2m或在土层变化处应对钻碴定时做取样分析,核对地质资料;同时应控制好泥浆比重和粘度。
2.1.3 在提钻时,须及时向孔内补浆,以保证孔壁的稳定性。在钻进过程中要经常检查钻斗尺寸,以防过大磨损减小孔径。
2.1.4 如果发现地质情况与原钻探资料不相符时立即通知有关部门解决处理,并及时调整钻进参数。
2.2 在重复钻进提土作业前先检查调整钻具的垂直度,以保证成孔质量。此工作状态可通过显示器的主界面中的回位标识进行监视。当钻进到设计高程,达到设计深度时,经监理工程师同意即可终止钻进。
2.3 遇到孔内渗水,塌孔、缩颈等异常情况时,应将钻具从孔内提出,研究妥善处理;在有泥浆的钻孔中要合理控制钻斗的转速和提升速度。
3 钢筋笼的制作与安装
3 . 1 钢筋笼在车间分节制造, 现场对接钢筋笼的制作要使钢筋笼安装顺利,每节钢筋笼连接必须顺直。并在钢筋笼内增设临时支撑,以免钢筋笼在运输、安装过程中变形。
3 .2 将钢筋笼运至桩位处,用吊车起吊安放钢筋笼,下笼时,为了保证钢筋笼的顺直,每节钢筋笼制作完毕之后, 在其两端搭接焊缝中心处作垂直于钢筋笼轴线的截面, 并在钢筋上作出显著标记, 钢筋笼逐节下放焊接时, 使上下两截标记互相重合。
3 .3 吊入钢筋笼时应对准孔位轻放、慢放,若遇阻碍,可随起随落和正反旋转使之下放严禁高起猛落、强行下放,以防碰孔壁而引起塌孔。
4 清孔
4 .1 钻孔至设计深度经过检查后,应立即进行清孔作业
4 .2 第一次清孔采用换浆的方法进行使沉渣厚度在允许的设计要求范围内。
5 下放导管
钢筋笼下放完毕,立即下放导管。导管要逐段吊装接长,垂直下放至孔底300-500mm。初始灌注时要有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入砼面不小于1.5m。
6 二次清孔
清孔的目的是换取孔内泥浆使其达到浇灌砼所要求的泥浆比重,同时清除钻渣和沉淀物,确保桩孔的质量指标符合桩孔质量要求。
6.1 换浆清孔法
下完导管后,通过导管采用大泵量泵入性能指标符合要求的新泥浆30min以上,以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求,保证砼成桩质量。换浆法的清孔时间,以排出泥浆的含砂率与换入泥浆的比重和含砂率等指标接近为目的。
6.2 喷射清孔法
在浇筑水下砼前,利用空压机对孔底高压冲射数分钟,翻动沉淀物,使其漂浮,然后立即灌筑水下混凝土。
7 混凝土灌注
混凝土灌注前,要先将混凝土料车上的混凝土进行塌落度测试,要求达到18±2cm时方可使用。
7 . 1 灌注水下混凝土是钻孔施工的重要程序, 应特别注意钻孔须经成孔质量检验合格后,方可进行灌注工作。
7 .2 首批混凝土灌入孔底后, 立刻测探孔内混凝土面高度, 计算导管内埋置深度, 如符合要求即可继续灌注
7.3 灌注開始后,应紧凑地、连续地进行,严禁中途停工
在灌注过程中要防止混凝土从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底。使泥浆内含有水泥而变稠凝结,灌注过程中,应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面高度,正确指挥导管的提升和拆除。
7 . 4 在灌注过程中, 当导管内混凝土不满、含有空气时, 后续混凝土要徐徐灌入, 不可整斗的灌入, 以避免导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡皮垫, 而使导管漏水
7 .5 为确保桩顶质量, 在桩顶设计标高以上应加灌一定高度, 加灌的高度, 可按设计或孔深、成孔方法、清孔方法确定
7 .6 在灌注将近结束时, 如出现混凝土顶升困难时, 可在孔内加水稀释泥浆, 并掏出部分沉淀土,使灌注工作顺利进行在拔除最后一节长导管时,拔管速度要慢,以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
8 防止塌孔控制措施
8.1 本钻机重量较大,可成孔直径大,加上可能反复使用大型起重机械辅助作业等, 均会引起地基的附加应力, 容易引起地表一定深度范围内产生缩径、塌孔在计算护筒壁厚、埋深时应充分考虑重型设备的影响,必要时通过试钻确定。当出现地表严重下沉(主机下沉3cm/天以上)应立即停止钻进,查清原因,必要时接长补打护筒。
8 .2 泥浆水头控制非常重要
由于旋挖钻机采用钻头上下活塞式运动,钻头下放和提出后,泥浆上下落差1.0～2.0米,容易造成护筒之下的松散砂土遭受泥浆高速冲洗,护筒下方砂层被淘洗,是导致护筒掉落的主要原因。控制措施是加长护筒,并使泥浆液面始终高于护筒底部1.0米以上,力避泥浆液面冲刷护筒底部。8 . 3 当采用泥浆护壁法施工含有易塌孔、缩径地层时, 一定要注意钻头提升速度
8 .4 当出现深层局部塌孔时, 可采用部分回
填黏土, 提高泥浆比重, 提高内外水头差方
法, 易塌孔地层可采用膨润土加纤维的优
质泥浆增加护壁效果
9 结语
对钻孔灌注桩施工工艺要有深入的理解,施工各环节才会有针对性监督和控制,以严谨的科学态度,严格按规范及相关要求来组织和实施建设施工,为国民生活水平提高,尽到桥梁建设一员的责任。
参考文献
[1] 刘金砺,陈凡.桩基工程技术发展与应用[M].中国建筑工业出版社,2003.
[2] 宁贵霞,王丕祥.桥梁基础工程[M].科学出版社,2011
[3]李浩勇.宜万铁路岩溶地区桥梁桩基础处理的体会[J].铁道勘测与设计,2007(2).
关键词：铁路；桥梁；桩基础施工；技术
中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：
近年来，我国高速铁路的建设已全面展开。高速铁路在国外已经经过较长时间的实践和发展过程。无碎轨道在国外高速铁路中已得到广泛的应用，技术日趋成熟并取得良好的经济效应。与传统的有柞轨道相比，无碎轨道具有结构稳定、维修工作量小、使用寿命长、有利于提高运输效率等特点，尤其适合对线路的稳定性和平顺性具有很高要求的高速铁路。
我国路桥及城市建设发展迅猛,桥梁工程中桥梁桩基极为关键,桥梁桩基由于深埋在地表下,而且多数施工区域地下水较高,桩基质量将直接影响桥梁的整体质量,因此,桩基的质量控制更为重要。某工程高架主线、匝道桥均采用大直径钻孔灌注桩,钻孔灌注桩直径为1.2m,桩长分30m及40m两种。
1 前期准备
根据设计各墩位的座标,由测量组采用全站仪、水平仪对各个桩位进行定位放线,桩位标志应准确牢固。各桩位自检合格后报监理工程师复检,合格后方可埋设护筒。护 筒 采 用 钢 护 筒, 其 内 径 比 桩 径 大40cm。护筒固定在正确位置后用粘土分层回填夯实,以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落。护筒上口应绑扎木方对称吊紧,防止下窜。部分区段采用长护筒,适用于桩位处土层较差时。施工时用旋挖钻机将地表硬层挖掉,将护筒吊入孔内,用震动锤砸到标高位置,再将上部孔口捣实。泥浆应选用高塑性粘土或膨润土制备。泥浆制备在泥浆池内进行,设置制浆池、沉淀池并用循环槽连接。
2 成孔施工
2.1 在成孔施工时随时掌握地层对旋挖钻机的影响情况,严格按照该地层条件下的钻进参数指导施工。
2.1.1 在钻进过程中不能进尺太快以保证有充足的护壁时间。
2.1.2 整个成孔过程中分班连续作业,专人负责做好记录并观察孔内泥浆面和孔外水位情况,钻进过程中应经常注意土层变化,每进尺2m或在土层变化处应对钻碴定时做取样分析,核对地质资料;同时应控制好泥浆比重和粘度。
2.1.3 在提钻时,须及时向孔内补浆,以保证孔壁的稳定性。在钻进过程中要经常检查钻斗尺寸,以防过大磨损减小孔径。
2.1.4 如果发现地质情况与原钻探资料不相符时立即通知有关部门解决处理,并及时调整钻进参数。
2.2 在重复钻进提土作业前先检查调整钻具的垂直度,以保证成孔质量。此工作状态可通过显示器的主界面中的回位标识进行监视。当钻进到设计高程,达到设计深度时,经监理工程师同意即可终止钻进。
2.3 遇到孔内渗水,塌孔、缩颈等异常情况时,应将钻具从孔内提出,研究妥善处理;在有泥浆的钻孔中要合理控制钻斗的转速和提升速度。
3 钢筋笼的制作与安装
3 . 1 钢筋笼在车间分节制造, 现场对接钢筋笼的制作要使钢筋笼安装顺利,每节钢筋笼连接必须顺直。并在钢筋笼内增设临时支撑,以免钢筋笼在运输、安装过程中变形。
3 .2 将钢筋笼运至桩位处,用吊车起吊安放钢筋笼,下笼时,为了保证钢筋笼的顺直,每节钢筋笼制作完毕之后, 在其两端搭接焊缝中心处作垂直于钢筋笼轴线的截面, 并在钢筋上作出显著标记, 钢筋笼逐节下放焊接时, 使上下两截标记互相重合。
3 .3 吊入钢筋笼时应对准孔位轻放、慢放,若遇阻碍,可随起随落和正反旋转使之下放严禁高起猛落、强行下放,以防碰孔壁而引起塌孔。
4 清孔
4 .1 钻孔至设计深度经过检查后,应立即进行清孔作业
4 .2 第一次清孔采用换浆的方法进行使沉渣厚度在允许的设计要求范围内。
5 下放导管
钢筋笼下放完毕,立即下放导管。导管要逐段吊装接长,垂直下放至孔底300-500mm。初始灌注时要有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入砼面不小于1.5m。
6 二次清孔
清孔的目的是换取孔内泥浆使其达到浇灌砼所要求的泥浆比重,同时清除钻渣和沉淀物,确保桩孔的质量指标符合桩孔质量要求。
6.1 换浆清孔法
下完导管后,通过导管采用大泵量泵入性能指标符合要求的新泥浆30min以上,以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求,保证砼成桩质量。换浆法的清孔时间,以排出泥浆的含砂率与换入泥浆的比重和含砂率等指标接近为目的。
6.2 喷射清孔法
在浇筑水下砼前,利用空压机对孔底高压冲射数分钟,翻动沉淀物,使其漂浮,然后立即灌筑水下混凝土。
7 混凝土灌注
混凝土灌注前,要先将混凝土料车上的混凝土进行塌落度测试,要求达到18±2cm时方可使用。
7 . 1 灌注水下混凝土是钻孔施工的重要程序, 应特别注意钻孔须经成孔质量检验合格后,方可进行灌注工作。
7 .2 首批混凝土灌入孔底后, 立刻测探孔内混凝土面高度, 计算导管内埋置深度, 如符合要求即可继续灌注
7.3 灌注開始后,应紧凑地、连续地进行,严禁中途停工
在灌注过程中要防止混凝土从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底。使泥浆内含有水泥而变稠凝结,灌注过程中,应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面高度,正确指挥导管的提升和拆除。
7 . 4 在灌注过程中, 当导管内混凝土不满、含有空气时, 后续混凝土要徐徐灌入, 不可整斗的灌入, 以避免导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡皮垫, 而使导管漏水
7 .5 为确保桩顶质量, 在桩顶设计标高以上应加灌一定高度, 加灌的高度, 可按设计或孔深、成孔方法、清孔方法确定
7 .6 在灌注将近结束时, 如出现混凝土顶升困难时, 可在孔内加水稀释泥浆, 并掏出部分沉淀土,使灌注工作顺利进行在拔除最后一节长导管时,拔管速度要慢,以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
8 防止塌孔控制措施
8.1 本钻机重量较大,可成孔直径大,加上可能反复使用大型起重机械辅助作业等, 均会引起地基的附加应力, 容易引起地表一定深度范围内产生缩径、塌孔在计算护筒壁厚、埋深时应充分考虑重型设备的影响,必要时通过试钻确定。当出现地表严重下沉(主机下沉3cm/天以上)应立即停止钻进,查清原因,必要时接长补打护筒。
8 .2 泥浆水头控制非常重要
由于旋挖钻机采用钻头上下活塞式运动,钻头下放和提出后,泥浆上下落差1.0～2.0米,容易造成护筒之下的松散砂土遭受泥浆高速冲洗,护筒下方砂层被淘洗,是导致护筒掉落的主要原因。控制措施是加长护筒,并使泥浆液面始终高于护筒底部1.0米以上,力避泥浆液面冲刷护筒底部。8 . 3 当采用泥浆护壁法施工含有易塌孔、缩径地层时, 一定要注意钻头提升速度
8 .4 当出现深层局部塌孔时, 可采用部分回
填黏土, 提高泥浆比重, 提高内外水头差方
法, 易塌孔地层可采用膨润土加纤维的优
质泥浆增加护壁效果
9 结语
对钻孔灌注桩施工工艺要有深入的理解,施工各环节才会有针对性监督和控制,以严谨的科学态度,严格按规范及相关要求来组织和实施建设施工,为国民生活水平提高,尽到桥梁建设一员的责任。
参考文献
[1] 刘金砺,陈凡.桩基工程技术发展与应用[M].中国建筑工业出版社,2003.
[2] 宁贵霞,王丕祥.桥梁基础工程[M].科学出版社,2011
[3]李浩勇.宜万铁路岩溶地区桥梁桩基础处理的体会[J].铁道勘测与设计,2007(2).