鐵路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)

張煒明

摘要：隨著我國鐵路運(yùn)營標(biāo)準(zhǔn)的全面提升，對鐵路橋梁的建設(shè)，特別是高速鐵路橋梁樁基的建設(shè)提出了更高的要求。本文基于鉆孔灌注樁施工技術(shù)在國內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用情況，從施工準(zhǔn)備、施工程序與常用鉆進(jìn)方法、施工平臺與深水圍堰等方面詳盡分析了鉆孔灌注樁施工工藝。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁;鉆進(jìn)方法;深水圍堰;施工工藝

中圖分類號：U445文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1鉆孔灌注樁施工技術(shù)簡介

鉆孔灌注樁施工方案是進(jìn)行鉆孔灌注樁施工的指導(dǎo)性文件，施工前要充分規(guī)劃好，編制全面精細(xì)的施工方案。施工方案主要有施工準(zhǔn)備施工部署與驗(yàn)收部分組成。施工準(zhǔn)備包括開工準(zhǔn)備，測量放線，機(jī)具組織，材料準(zhǔn)備等。施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙，地形地貌等資料認(rèn)真編制切實(shí)可行的施工方案，做好測量控制網(wǎng)，按平面放線定位。橋梁工程水上樁基施工要考慮水位的可能變化，可采用鋼圍堰方法造成穩(wěn)定的作業(yè)平臺。施工部署主要根據(jù)工程的性質(zhì)特點(diǎn)，機(jī)具的臺班數(shù)進(jìn)行合理組織，保證質(zhì)量完成工程任務(wù)。按照鉆孔灌注樁施工工藝進(jìn)行施工，施工中注意及時排除出現(xiàn)的各種問題。

2鐵路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)

2.1施工準(zhǔn)備工作

1）開工前，全面掌握設(shè)計文件，明確所需施工規(guī)范，做好技術(shù)交底。

2）組建測量隊，精確開展樁位、高程測設(shè)、放樣等工作;進(jìn)場后測量工程師與技術(shù)人員開展接樁復(fù)測，主要樁位設(shè)護(hù)柱，加密臨時水準(zhǔn)點(diǎn)。

3）根據(jù)施工組織設(shè)計要求安排原材料進(jìn)場，做好抽檢工作，確保原材料質(zhì)量滿足要求，同時做好分類堆放保存。

4）根據(jù)設(shè)計文件與現(xiàn)場情況，科學(xué)確定水下灌注混凝土配合比。

2.2施工流程

鉆孔灌注樁施工工藝流程如圖1所示。

2.3常用鉆進(jìn)方法與施工平臺、深水圍堰

2.3.1常用鉆進(jìn)方法

1）正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆①正循環(huán)利用高壓將泥漿泵壓入孔底，底部鉆頭回轉(zhuǎn)時將鉆渣帶出護(hù)筒，經(jīng)過濾凈化后的泥漿可重復(fù)循環(huán)利用;②反循環(huán)泥漿從鉆桿外流入井孔，借助真空泵、空氣吸泥機(jī)等吸出鉆渣，由于鉆桿內(nèi)徑比井孔更小，故鉆桿內(nèi)泥水上升速度快于正循環(huán)，在橋梁鉆孔樁施工中應(yīng)用較多。

2）沖擊鉆工程選用的是沖擊式鉆機(jī)設(shè)備，同時引入卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行輔助作業(yè)。具體為：首先需將鉆頭提升至一定高度，而后基于自由下落的形式將鉆頭垂落至土層，以此起到?jīng)_擊的作用，此時部分碎渣與泥漿在壓力作用下進(jìn)入孔壁，基于泥漿循環(huán)的方式將其排出。此方法在實(shí)際應(yīng)用中，不同地層宜選用不同鉆頭，如對于碎石類土層結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用十字形鉆頭為宜;而對于砂礫石結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用管形鉆頭。

3）旋挖鉆旋挖鉆的適用范圍廣泛，可根據(jù)不同土質(zhì)條件合理選擇相應(yīng)鉆頭，常見鉆頭有短螺旋型、巖心螺旋型等。具體方式為：基于桅桿的導(dǎo)向作用可實(shí)現(xiàn)鉆桿的下落，此時鉆頭通過回轉(zhuǎn)的方式對巖土進(jìn)行破碎處理，此過程鉆頭將隨之鉆入，而后提出孔外，并以此順序進(jìn)行循環(huán)作業(yè)。

2.3.2常用施工平臺

在鐵路橋梁工程中，鉆孔灌注樁施工必須嚴(yán)格根據(jù)經(jīng)濟(jì)、工期、技術(shù)等諸多因素，合理搭建水上鉆孔平臺，主要分為浮動式、固定式2種。

1）浮動式施工平臺常用于船只及舟橋浮箱的搭建作業(yè)，

其占用面積大、可承載荷載較小，但施工快捷、方便。

2）固定式施工平臺此平臺可進(jìn)一步分為樁柱式、圍堰式2種，前者分為鋼管樁單獨(dú)搭設(shè)平臺、打入的鋼護(hù)筒配合鋼管樁搭設(shè)平臺2種，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;后者具有優(yōu)良的承重性能，此時鋼箱和圍堰均是主要的承重結(jié)構(gòu)。

2.3.3常用深水橋梁基礎(chǔ)圍堰

近年來，鐵路橋梁鉆孔灌注樁施工常面臨深水作業(yè)的情況，其關(guān)鍵在于防水、防土、防沖刷，防水圍堰的施工必不可少，不同的橋梁地質(zhì)、水文、施工條件等均存在較大差異，常用的有鋼板樁圍堰、鋼壁圍堰、鋼吊箱圍堰等，對實(shí)際情況進(jìn)行分析而做出針對性選擇。

3鉆孔灌注樁的注意事項

3.1泥漿制備注意事項

泥漿可以選擇優(yōu)質(zhì)黏土或膨潤土造漿，正循環(huán)鉆機(jī)鉆孔和反循環(huán)鉆機(jī)的入孔泥漿比重分別控制在1.1～1.3和1.05～1.1;泥漿制備過程中需要將砂率控制在4%以內(nèi)，黏度控制在17～20s，pH不大于6.5。如果原土造漿無法滿足施工要求時，可以選擇膨潤土或高塑性黏土，必要的時候也可以摻入化學(xué)制品，從而使泥漿性能得到有效改善。

3.2吊裝鋼筋籠

在吊運(yùn)過程中為了避免鋼筋籠發(fā)生縱橫方向的塑性變形，需要提前制定好起吊方法，嚴(yán)禁下端拖地，必要時可以選擇措施臨時加強(qiáng)剛度。起吊時最好選擇兩點(diǎn)吊法，第一吊點(diǎn)選定在骨架下部，第二吊點(diǎn)選定在在骨架長度的中點(diǎn)到上三分點(diǎn)之間。先提起第一吊點(diǎn)，待骨架稍提起時，開始同時起吊第二吊點(diǎn)，最終待骨架同地面垂直時停止起吊，檢查骨架是否順直，符合要求后解除第一吊點(diǎn)。

3.3清孔

嚴(yán)禁以加深鉆孔深度來代替清孔，并且在終孔后灌注砼前需要進(jìn)行二次清孔。在起鉆前基本清除沉渣后進(jìn)行第一次清孔，清孔結(jié)束時要保證泥漿比重指標(biāo)低于1.03～1.1的上限要求;二次清孔需要持續(xù)砼到場后結(jié)束。為了有效提高清孔效率，清孔階段可以在泥漿泵周圍（正循環(huán)）或泥漿回流槽內(nèi)（反循環(huán)）用篩網(wǎng)對泥漿攜帶的細(xì)砂進(jìn)行攔截。

4鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制分析

4.1成樁的質(zhì)量控制

為了保證成樁質(zhì)量，在對孔深、孔位和孔徑進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的同時，還需要對清孔質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)。徹底清除鉆孔灌注樁樁底的沉渣，可以提高樁底的承載力，保證樁孔的深度。清孔過程中應(yīng)確保巖粒與沉渣達(dá)到懸浮狀態(tài)，通過泥流的作用將沉渣清除到孔外。

4.2保證灌注泥漿質(zhì)量

在鉆孔灌注樁施工過程中，泥漿可以將鉆渣排出樁孔，是保證成樁質(zhì)量的關(guān)鍵。嚴(yán)格按照施工要求制備泥漿，并定期對泥漿各項性能指標(biāo)進(jìn)行檢測。在泥漿灌注過程中，應(yīng)盡可能減少各項外界因素的影響，達(dá)到滿足施工技術(shù)要求后方可繼續(xù)施工。

4.3鋼筋籠的質(zhì)量控制

根據(jù)樁孔尺寸，按照設(shè)計圖紙進(jìn)行鋼筋籠的制作與安裝。對鋼筋籠的制作材料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，查看其出廠合格證、檢驗(yàn)報告，并進(jìn)行質(zhì)量抽檢，保證原材料質(zhì)量合格。鋼筋籠制作完成后，結(jié)合圖紙和規(guī)范要求對鋼筋籠進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，合格后方可進(jìn)行安裝。嚴(yán)格控制鋼筋籠的埋入深度，保證鋼筋籠的位置準(zhǔn)確。

結(jié)束語

鉆孔灌注樁作為目前鐵路橋梁主要基礎(chǔ)形式之一，其施工質(zhì)量對橋梁的安全至關(guān)重要。在工程實(shí)踐中，應(yīng)充分考慮鉆孔所處的地質(zhì)條件及樁基深度，選擇相應(yīng)的鉆進(jìn)方法，并合理確定鉆頭、鉆速等，做好全面質(zhì)量檢測工作，涉及準(zhǔn)備、成孔、灌注等工程環(huán)節(jié)，需合理應(yīng)對各種地質(zhì)問題，切實(shí)保障橋梁的整體質(zhì)量。

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