鐵路橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工研究

陳強(qiáng)

【摘要】在我國交通事業(yè)不斷發(fā)展的過程中鐵路建設(shè)較以往也取得了較大的進(jìn)展。在這種背景下鐵路橋梁無論是在建設(shè)質(zhì)量上還是建設(shè)規(guī)模上都有所提升。鐵路橋梁樁基是保證主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)鍵，目前大部分鐵路梁樁基施工都應(yīng)用到了鉆孔灌注技術(shù)，該技術(shù)相對于其他技術(shù)具有較大的優(yōu)勢，因此也得到了較為廣泛的應(yīng)用。本文對鐵路橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工進(jìn)行了分析并提出了相關(guān)觀點(diǎn)，供以參考。

【關(guān)鍵詞】鐵路；橋梁；鉆孔灌裝；樁基施工

0.引言

在我國鐵路事業(yè)的促進(jìn)下使得鐵路橋梁數(shù)量越來越多，這對相關(guān)施工技術(shù)也提出了一定的要求。由于鉆孔灌注樁技術(shù)相對于其他技術(shù)更具優(yōu)勢因此得到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)然從實(shí)際施工來看若要保證樁基礎(chǔ)施工的質(zhì)量還需要對相關(guān)技術(shù)進(jìn)一步完善，同時加強(qiáng)施工管理，對技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行針對性分析，以此達(dá)到優(yōu)化技術(shù)的目的，使技術(shù)水平得以提升?？傊@孔灌注樁技術(shù)為鐵路橋梁樁基礎(chǔ)施工帶來了有力的技術(shù)支持，在不斷深入完善的基礎(chǔ)上該技術(shù)還將具備更大的發(fā)展空間。

1.鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工流程分析

鉆孔灌注樁技術(shù)一般需要利用專門的機(jī)械進(jìn)行鉆孔或利用人力挖掘手段在地基中構(gòu)建樁孔，然后利用鋼筋籠及混凝土共同作用成樁。以護(hù)壁類型作為參考鉆孔灌注樁又分為泥漿護(hù)壁法以及安全管法，以下對施工工藝流程進(jìn)行闡述。

泥漿護(hù)壁法一般在沖擊鉆孔、沖抓鉆孔的過程中均可使用。首先需要保持場地平整，然后結(jié)合施工需求對泥漿進(jìn)行制備并埋設(shè)護(hù)筒，同時搭建工作平臺，將鉆機(jī)定位并進(jìn)行安裝，然后便可開始鉆孔作業(yè)。在鉆孔完成后對孔進(jìn)行清理并觀察成孔質(zhì)量，將鋼筋籠放下后利用混凝土進(jìn)行灌注，完成以上步驟后對鉆孔質(zhì)量進(jìn)行檢查[1]。在整個過程中鉆機(jī)是最為主要的設(shè)備，需要結(jié)合地質(zhì)類型與鉆孔機(jī)的實(shí)際使用范圍來進(jìn)行有效篩選。在鉆孔機(jī)安裝與定位的過程中需要進(jìn)行穩(wěn)定，防止出現(xiàn)傾斜、樁偏心的情況，若地層結(jié)構(gòu)較軟并且存在一定坡度可利用推土機(jī)先將其推平然后再利用鋼板加固或采用枕木來保持其平衡。在實(shí)際施工過程中可能會出現(xiàn)樁位不準(zhǔn)的情況，因此需要對中心位置進(jìn)行確切的設(shè)定并以此為基礎(chǔ)穩(wěn)定同時裝備鉆孔機(jī)。一般情況下鉆機(jī)位置偏差需控制在2公分范圍內(nèi)[2]。埋設(shè)護(hù)筒主要是防止孔壁出現(xiàn)坍塌，讓鉆孔成功率得到保證。通過使用護(hù)筒能夠讓孔內(nèi)靜水壓力增大并且可對地表水進(jìn)行隔離，同時可對鉆頭起到導(dǎo)向性作用。泥漿主要以水、粘土以及添加劑構(gòu)成，利用泥漿能夠讓廢渣保持懸浮態(tài)，同時可使鉆頭冷卻并對鉆具起到潤滑作用使靜水壓力增大。另外泥漿形成的泥皮可防止孔內(nèi)外出現(xiàn)滲流，也可起到保護(hù)鉆孔的作用。在泥漿配制時要結(jié)合施工要求及施工環(huán)境對其稠度進(jìn)行控制。鉆孔作業(yè)是整個技術(shù)工藝當(dāng)中最為核心的環(huán)節(jié)，作為最關(guān)鍵的步驟要求施工過程中需嚴(yán)格按要求實(shí)施才能夠保證成孔質(zhì)量，在鉆孔時應(yīng)當(dāng)保持中線及垂直度處于要求狀態(tài)下并壓好護(hù)筒[3]。施工時需持續(xù)性地加入泥漿并進(jìn)行抽渣作業(yè)，還需對成孔進(jìn)行密切觀察防止其出現(xiàn)偏離，依次按照規(guī)定順序進(jìn)行鉆孔使孔樁彼此間不受到影響。鉆孔完成后需及時清孔，一般采取吸泥機(jī)進(jìn)行清孔，操作較為簡便且清孔效果較為理想，需要注意的是在不穩(wěn)定土層當(dāng)中應(yīng)當(dāng)慎用吸泥機(jī)防止土層結(jié)構(gòu)被破壞。在上述步驟均完成后需進(jìn)行質(zhì)量檢查。安全管法實(shí)施流程與泥漿護(hù)壁法實(shí)施流程基本一致，無需填入泥漿以及清孔，在應(yīng)用過程中需利用水準(zhǔn)儀對垂直度進(jìn)行測定。

綜合來看鉆孔灌注樁工藝與傳統(tǒng)方法相比可適用于各種地基，并且施工震動幅度較小，施工噪音也可控制在較為理想的范圍內(nèi)，可通過該方法建造比預(yù)制樁直徑大很多的樁。但需要注意的是鉆孔灌注樁施工質(zhì)量對于樁承受力的影響較大并且施工過程中混凝土質(zhì)量比較難把握，相對而言成孔速度較慢且泥漿會對周邊環(huán)境帶來一定的影響。

2.鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工要點(diǎn)分析

為保證施工能夠順利進(jìn)行就需要對鉆孔設(shè)備進(jìn)行有效篩選，常見的鉆孔機(jī)器包括沖擊鉆機(jī)、回轉(zhuǎn)鉆機(jī)以及旋挖鉆機(jī)等，其中沖擊鉆機(jī)主要用于卵石土、漂石土或巖層；回旋鉆機(jī)則適用于黏土、粉土、砂土；旋挖鉆機(jī)可用于砂性土、風(fēng)化巖層以及砂卵石等土層[4]。通過篩選合適的鉆機(jī)來保證成孔可順利進(jìn)行，除了篩選合適的設(shè)備外還需要結(jié)合實(shí)際環(huán)境對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，在注樁之前應(yīng)先進(jìn)行試樁工藝性試驗(yàn)，最后再確定有效的方案。在實(shí)際鉆孔過程中對鉆孔順序有著較為嚴(yán)格的限定，但也可結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行靈活操作。例如某工程實(shí)施過程中采取了跳樁法進(jìn)行，具體如下圖所示：

圖1 鉆孔順序

采用跳樁方式進(jìn)行灌注作業(yè)可有效防止在短時間內(nèi)于臨近位位置進(jìn)行鉆孔，可讓灌注樁的穩(wěn)定性得到保證，混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后再于臨近位進(jìn)行施工從而保證成樁質(zhì)量。護(hù)筒在整個施工過程中起到了定位、保護(hù)的作用，一般情況下主要利用鋼護(hù)筒（由直徑為6至14mm的鋼板卷成）。護(hù)筒內(nèi)徑較鉆孔直徑更大，節(jié)長約為2至3米。為了讓護(hù)筒中心豎直線與樁中心線吻合可采取十字護(hù)樁來對樁中心位置進(jìn)行校正，控制其中心位置與設(shè)計(jì)位置偏差在0.5米范圍內(nèi)，且垂直偏離度不可超過1%[5]。對于鉆孔質(zhì)量而言泥漿性能起到了關(guān)鍵性的影響，泥漿屬性主要包括相對密度、粘度、膠體率等，通常情況下相對密度越大將造成泥漿對孔壁的壓力增大，讓孔壁的穩(wěn)定性得以增強(qiáng)，但同時會給清孔工作帶來阻礙。例如在砂量較大的土層中由于其本身便可造漿，因此可對泥漿稠度進(jìn)行適當(dāng)降低，結(jié)合施工環(huán)境調(diào)節(jié)性能參數(shù)使鉆孔得以順利進(jìn)行。在鉆孔時需要對鉆孔速度進(jìn)行準(zhǔn)確把握，在初步進(jìn)行時先采取慢鉆、輕壓的方式進(jìn)行注漿，當(dāng)鉆頭達(dá)到護(hù)筒底部時可保持低轉(zhuǎn)速暫停進(jìn)尺從而形成泥皮護(hù)壁。當(dāng)鉆機(jī)處于正常工作時即加大轉(zhuǎn)速進(jìn)行鉆壓保持均勻狀態(tài)進(jìn)尺，當(dāng)鉆孔快形成時則需要控制轉(zhuǎn)速并提升泥漿的注入量。

在成孔過程中可能會出現(xiàn)塌孔、縮徑以及樁孔偏斜等情況，這將對成孔質(zhì)量帶來較大的影響，為了避免上述情況發(fā)生則需要采取相應(yīng)的針對性措施來進(jìn)行有效控制。為防止塌孔需要在回填土、松軟層及流砂層鉆進(jìn)時對鉆孔速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，若出現(xiàn)地下水位過高時可將護(hù)筒位置升高并加大水量，若出現(xiàn)地面障礙物時需進(jìn)行徹底清理；一旦出現(xiàn)塌孔先應(yīng)當(dāng)辨別具體為止，在回填、搗實(shí)之后重新鉆進(jìn)；為防止縮徑可利用帶保徑裝置的鉆頭，保證鉆頭直徑與成孔直徑相匹配，若出現(xiàn)問題時需及時修復(fù)；為防止樁孔偏斜需要讓施工場地處于平整狀態(tài)下并保證鉆機(jī)處于穩(wěn)定狀態(tài)下，在成孔時要對位置進(jìn)行校正且不能使用彎曲的鉆具。若鉆孔已經(jīng)偏斜則需要降低轉(zhuǎn)速，通過慢速提升下降往復(fù)掃孔的方式來糾正偏斜。

3.結(jié)語

在鐵路橋梁樁基基礎(chǔ)構(gòu)建過程中鉆孔灌注樁技術(shù)是一種行之有效的技術(shù)，但是在實(shí)際應(yīng)用的過程中需結(jié)合實(shí)際環(huán)境進(jìn)行技術(shù)控制并注意工藝細(xì)節(jié)，在每個步驟上均可采取一定的手段進(jìn)行優(yōu)化，使技術(shù)工藝與施工要求相匹配。目前來看鉆孔灌注樁技術(shù)依然還有著提升空間，在技術(shù)水平保持的情況下還需要對管理工作給予重視，使技術(shù)與管理均可達(dá)到施工要求，讓施工質(zhì)量得到保證。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 高鋒金. 橋梁樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)淺析[J]. 中小企業(yè)管理與科技（下旬刊）. 2011（07）

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