高鐵橋梁鉆孔灌注樁技術的設計與施工分析

張元元 孫權權

中交第三航務工程局有限公司交建工程分公司 上海 200940

為了確保高鐵橋梁的施工質量，采用鉆孔灌注樁技術的設計和施工對于整個工程來說具有重要的作用[1]。同時設計單位在鉆孔灌注樁技術的設計中應對高鐵橋梁的特點進行充分的了解和掌握，并依據(jù)相關的設計規(guī)范和標準，對鉆孔灌注樁技術設計方案的可行性和合理性進行分析。對于質量控制應在每一個環(huán)節(jié)由施工單位在施工過程中進行加強，并且根據(jù)施工規(guī)范和要求，充分發(fā)揮在施工過程中鉆孔灌注技術的便捷性的特征，以及受施工場地面積小和周圍環(huán)境因素的影響小等優(yōu)點，從而保障高鐵的安全運行。

1 鉆孔灌注樁施工技術概述

鉆孔設備和鋼筋混凝土結構相結合在地基中鉆孔作業(yè)，并在樁孔中所形成的樁基施工技術，即為鉆孔灌注樁施工技術。按照成孔工藝將鉆孔灌注樁施工技術劃分為干作業(yè)成孔和泥漿護壁等兩種類型，這兩種類型的方法具有一定的區(qū)別，不管采取哪種施工工藝都對施工過程有著很高的要求，并要保證其規(guī)范性和專業(yè)性，從而達到鉆孔灌注樁的施工標準要求。具體的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三個方面：第一，因灌注樁技術在滲透性及壓密性上效果良好，在施工過程中該技術被廣泛的應用，同時對于地基土層穩(wěn)定性，其提升效果顯著，并且在地基改造過程中有著良好的效果。第二，具有很強的適用性，在施工環(huán)境復雜的條件下可以克服各種干擾，且有較強的靈活性，可依據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況來進行調整。第三，灌注混凝土于地基土層，使其成為一個整體，再加上樁體的加壓作用，樁基的穩(wěn)定性和承載力明顯提高，進而確保整個工程結構的安全穩(wěn)定性能。

2 鉆孔灌注樁技術的技術優(yōu)勢

第一，在不同類型的地質條件下鉆孔灌注樁技術都比較適應，在交通建筑領域有著非常廣泛的應用。

第二，因其在施工過程中具有較高的自動化，鉆孔施工操作時，需要具有專業(yè)化的施工操作人員來進行，這樣才能有效保證整個工程的施工質量和有關專業(yè)技術的標準要求[2]。由于成孔作業(yè)質量高，樁體有著很高的承載力，且成孔速度快。

第三，該項技術在施工過程中噪音相對較小，對于周邊的環(huán)境沒有較大破壞，在各種復雜的環(huán)境條件下都可以施工作業(yè)，這在工程的施工時有利于提高其生態(tài)的功能。

3 鉆孔灌注樁技術需要具備的條件

在鉆孔灌注樁進行施工前，要對所用到的相關機械設備進行檢查，設備的檢測有助于該技術的施工作業(yè)并使建設工程開展順利。根據(jù)機械設備的有關施工標準對其性能進行檢測，經過項目管理人員的檢測，使機械設備在施工過程中符合相關的基本要求。第二，鉆孔灌注樁技術具有較強的專業(yè)性，為了保證施工質量和提高施工作業(yè)人員的綜合素質，應對施工作業(yè)的人員進行有關培訓方面的加強，促進對專業(yè)知識的掌握。并在鉆孔灌注樁技術施工人員的專業(yè)性和系統(tǒng)性上進行全面的培訓，培訓的主要內容以操作技術和責任意識為主。除此之外，應對施工技術人員培訓完成以后進行評估。第三，對建筑材料進行把控，特別是加強對所用到的原材料的質量控制，保證其符合有關標準要求，保障整個建設工程的質量。

4 在高鐵橋梁工程中鉆孔灌注樁技術的設計要點分析

高鐵橋梁工程施工過程中鉆孔基礎是鉆孔灌注樁技術的關鍵點之一。將樁基承載力進行準確的計算，這對整個結構的穩(wěn)定性和安全性有著直接的聯(lián)系，如果對承載力計算的數(shù)值較小，不僅對橋梁的施工質量產生不利的影響還會對建設單位造成經濟損失，特別是對施工人員的安全產生嚴重威脅，相反，在設計中如果設計值太大，就會造成對資源的浪費，不僅對經濟效益有所影響也不利于高鐵的可持續(xù)發(fā)展。所以，根據(jù)相關的設計規(guī)范，對于鉆孔灌注樁技術在設計中應嚴格執(zhí)行，按照樁基承載力的相關規(guī)定，對其進行準確的計算。在計算時還應充分考慮巖石的強度和完整性以及樁底在基巖中的嵌入深度等影響因素，確保計算在合理的范圍內。因此，按照施工的具體特點，在高鐵橋梁施工中對鉆孔灌注樁設計要點上應準確掌握。

4.1 鉆孔灌注樁技術的構造設計

若高鐵橋梁在建設范圍內有地震峰值，其加速度不大于0.15g，簡支梁墩臺的樁徑為Ф1m，而在施工區(qū)地震峰值加速度大于0.2g時，樁徑則為Ф1.25m。當在建工程位于多發(fā)的泥石流和流冰磨蝕的區(qū)域時，樁徑則大于Ф1.25m。當施工區(qū)處于復雜的或高墩大跨度特殊結構的地基條件下時，應加大其樁徑設計并符合相關的設計規(guī)范且嚴格執(zhí)行[3]。

4.2 鉆孔灌注樁技術的承載力設計

在鉆孔灌注樁方案設計時，應根據(jù)不同的地質條件和限制標準來對單樁承載力進行設計，若主力作用值在4000kN范圍內，樁徑為Ф1m；當主力作用對其加大時，則根據(jù)其大小調整樁徑。

5 應用鉆孔灌注樁施工技術進行高鐵橋梁建設的要點分析

5.1 埋設護筒的施工技術要點

高鐵橋梁的樁基施工過程中需要對護筒進行埋設。鋼護筒的制作是采取卷壁厚度為12cm的鋼板，護筒內徑與樁徑相比，要大于200-400mm的樁徑，控制在2-4m的埋設深度。護筒埋設過程中應對四周的黏土進行夯實處理，防止水頭超標或滲漏。按照設計要求對護筒定位好后復核，將護筒和樁位中心線之間的誤差值在允許范圍內進行控制。此外，要根據(jù)設計要求檢查護筒的密實度，避免在鉆孔施工時漏漿。

5.2 實施鉆孔的施工技術要點

在實施鉆孔施工時應做好相應的施工準備工作，檢查現(xiàn)場布局的科學合理性以及鉆機位置的平穩(wěn)性、設備的質量、性能以及運行狀態(tài)，確保水電接通良好。鉆機就位后要檢查其頂端和底座的穩(wěn)定性，并根據(jù)“慢轉輕壓”的原則進行施工，確保轉盤中心的平穩(wěn)，為了降低鉆機重心，及時采用重塊使其重心降低。同時在施工過程中要做好換班連續(xù)施工，地層狀態(tài)和施工進尺等方面的數(shù)據(jù)應詳細記錄，在交接班時做好技術交底工作[4]。還要確保水頭的高度在施工的要求范圍內并對土層壓力保持平衡，以防止坍塌或鎖孔等現(xiàn)象的發(fā)生。同時泥漿的含砂量和膠體率及黏度應由專業(yè)的技術人員來進行準確的測量，除此之外，根據(jù)現(xiàn)場施工情況，將外加劑添加到泥漿中，避免形成泥皮效應，進而對鉆孔孔壁進行保護。采用取樣分析的方法，對土層存在的位置變化進行分析并對其結果進行記錄，為泥漿配比進行調整的可靠性提供依據(jù)。

5.3 放置鋼筋籠的施工技術要點

對加工制作的鋼筋籠設置保護層時應按照設計圖紙來進行。對于加工后的鋼筋籠如果選擇臨時堆放，應采取有效的防銹和防潮措施。在放置過程中，應嚴格遵守相關的操作程序。鋼筋籠被吊起后應對齊并依次對接，然后再將其以恒定速度緩慢放入孔中，嚴禁在孔內旋轉鋼筋籠。

5.4 實施清孔作業(yè)的施工技術要點

鉆孔完成后，進行清孔作業(yè)。清孔時，應徹底清潔孔壁上的泥漿，并清理空地的鉆渣和沉淀物。清孔完畢后，應按設計標準檢查摩擦樁中的沉淀物。當摩擦樁的直徑在1.3m以內時，沉積物的厚度不得超過100mm。

5.5 灌注混凝土的施工技術要點

灌注混凝土施工時，首先在攪拌站完成混凝土的拌和，并將其運輸至施工現(xiàn)場。灌注施工前，應準確測量孔內沉淀物的實際厚度。如果沉淀物相對較厚，可以使用噴射方法噴射孔底促使沉淀物處于懸浮狀態(tài)。灌注樁體混凝土時，應一次性連續(xù)完成從樁底至樁頂?shù)墓嘧?，同時混凝土中埋設導管的深度應保持在2-6m范圍內。在灌注施工過程中導管應適當移動，這樣可以有效地減緩混凝土的凝固速度，從而為灌注施工創(chuàng)造有利條件。為確保成樁質量，在樁頂設計標高以上應超罐100cm左右。灌注結束4h后應對多余的樁頭進行移除，并留出10-20cm，方便對承臺接澆。灌注施工過程中當混凝土頂面距鋼筋籠底部大約1m時應要注意適當減緩灌注速度，避免出現(xiàn)鋼筋籠上浮的情況。

6 結語

綜上所述，為了保證高鐵安全通行，鉆孔灌注樁技術的設計以及施工的質量將成為最重要的基礎保障，設計人員應科學合理的對樁基的承載力進行設計。另外，在施工過程中施工單位應進行技術追蹤，同時按照成樁質量的設計要求進行管理控制，使該項技術在施工質量上符合相關技術規(guī)范和標準的要求，保證高鐵的安全運行并提供可靠的保障，進而實現(xiàn)我國在高鐵建設方面的穩(wěn)定發(fā)展。