鐵路橋涵施工中的缺陷和應(yīng)對(duì)策略

付立根

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600）

鐵路橋涵建設(shè)直接關(guān)系到列車(chē)運(yùn)行的安全。因?yàn)樵阼F路橋涵的施工過(guò)程中，仍然存在著一定的缺陷，使得施工質(zhì)量很難得到有效的保障。對(duì)鐵路橋涵施工過(guò)程中所存在的缺陷展開(kāi)詳細(xì)分析，并找到有針對(duì)性的對(duì)策來(lái)加以解決，這樣才能從根源上杜絕這些缺陷的產(chǎn)生，從而為橋涵的施工質(zhì)量提供一個(gè)有效的保障。

1 鐵路橋涵施工中的缺陷分析

1.1 鐵路橋涵的軟弱地基問(wèn)題

在鐵路橋涵施工中，經(jīng)常會(huì)碰到對(duì)其施工極其不利的軟基問(wèn)題，從其處理上來(lái)看，是較為困難的事情。目前已建工程中，由于一般都是預(yù)埋反力梁受力，所以在受力時(shí)會(huì)有一些靜壓。但是，在實(shí)際工程中，軟土一般都是較厚的，會(huì)對(duì)樁長(zhǎng)和樁距產(chǎn)生影響，進(jìn)而造成接樁次數(shù)增多，造價(jià)提高，施工質(zhì)量不能得到很好的保障，特別是在凈空較低的鐵路橋涵，投資更大。所以，對(duì)于既有線路下的鐵路橋涵，其軟土地基上的最大問(wèn)題是，小方樁壓實(shí)方法不能很好地與既有線路下的鐵路橋涵結(jié)構(gòu)的地基加固相結(jié)合。

1.2 地基的承載力問(wèn)題

在實(shí)際工程中，由于地基的承載力不均、樁身深度不夠平直、順直等問(wèn)題，給工程建設(shè)造成了很大的困難。在進(jìn)行鉆孔樁施工時(shí)，沒(méi)有對(duì)列車(chē)行駛所造成的振動(dòng)進(jìn)行充分考慮，將會(huì)造成護(hù)墻泥漿所占的比重增加，如果泥漿池距離太近，就會(huì)造成路基被淹，在施工過(guò)程中導(dǎo)致變形等問(wèn)題。要對(duì)地基的承載力進(jìn)行判定，一般需要兩個(gè)條件，一是要有較高的強(qiáng)度，二是要有較低的壓縮性。但是，在實(shí)際的建設(shè)過(guò)程中，所碰到的實(shí)際地基，其性能往往并不盡如人意，此時(shí)，怎樣處理地基就成了一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題，對(duì)于地基的處理方案，一定要根據(jù)結(jié)構(gòu)需求，對(duì)地基進(jìn)行一定的加固或改進(jìn)，增加地基土體的承載力，確保其穩(wěn)定性，降低沉降量或不均勻沉降量，降低濕陷黃土的濕陷，增強(qiáng)抗液化性能等。

1.3 混凝土施工中存在的問(wèn)題

①在混凝土施工過(guò)程中，由于溫度的改變?cè)斐傻牧芽p叫做溫度裂縫。溫度裂縫是由于內(nèi)外溫差的不同，使混凝土在受力狀態(tài)下產(chǎn)生的裂縫。在水泥水化過(guò)程中，混凝土?xí)尫艧崃浚欢?，混凝土的表層散熱性較強(qiáng)，而其內(nèi)部散熱性較弱，由于混凝土的內(nèi)部和外部分布的不同，將導(dǎo)致溫度梯度的出現(xiàn)，進(jìn)而引起溫度應(yīng)力?？傮w上看，溫度裂隙在夏天較為狹窄，在冬天則較寬。在工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在水泥品種、二次襯砌混凝土的厚度也會(huì)對(duì)溫度裂縫產(chǎn)生影響。②混凝土結(jié)構(gòu)在荷載作用下容易產(chǎn)生裂紋。在工程建設(shè)中，當(dāng)應(yīng)力大于其本身承載力時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)裂縫。特別是在剛澆注完畢時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較差，由于受力過(guò)大，裂縫出現(xiàn)的概率很高。③在混凝土的施工過(guò)程中，也存在著收縮裂縫的現(xiàn)象。這是因?yàn)樵诨炷恋臐仓ぷ鹘Y(jié)束后，在內(nèi)部的水分會(huì)隨著時(shí)間的推移而被蒸發(fā)，水泥中凝結(jié)的膠體由于干燥而發(fā)生收縮，在外部壓力或模板等因素的影響下，將引起應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力值大于其抗拉強(qiáng)度時(shí)，將引起干縮開(kāi)裂。

2 鐵路橋涵建設(shè)的策略

2.1 采取有效措施處理不良地基

一般來(lái)說(shuō)，在鐵路橋涵施工中，確保工程質(zhì)量的一個(gè)重要因素就是良好的地基，好的基礎(chǔ)一般壓縮系數(shù)很小，并且有很高的強(qiáng)度，能有效降低滲透率，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命。在鐵路橋梁建設(shè)過(guò)程中，必須對(duì)部分劣質(zhì)基礎(chǔ)進(jìn)行壓縮、強(qiáng)度等方面的處理，以確?；A(chǔ)質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。一般而言，常用的地基處理方法有：振沖、擠密、夯實(shí)等。第一，灰土擠密樁技術(shù)。因?yàn)橥ㄟ^(guò)這種技術(shù)，能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)的基土與后期打入的灰土進(jìn)行牢固地結(jié)合，因此對(duì)加強(qiáng)地基的密實(shí)性和穩(wěn)固性有很大的幫助，從而有利于增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性。第一要把鋼管打進(jìn)地基，將土體橫向擠壓，這樣就可以形成一個(gè)樁孔，然后把鋼管拔出來(lái)，然后填滿、壓實(shí)，這個(gè)過(guò)程中，所用的灰土都要通過(guò)試驗(yàn)，確認(rèn)其合格后方可使用，以保證施工的質(zhì)量。第二，粉煤灰水泥碎石樁施工工藝這種地基處理方法是將碎石樁打入地基，以提高地基的強(qiáng)度，碎石樁的主要成分是水泥以及石屑等，在經(jīng)過(guò)攪拌后，強(qiáng)度高，而且還能和原來(lái)的地基土體進(jìn)行有效結(jié)合，從而構(gòu)成一個(gè)復(fù)合型的地基，極大減少了不均勻沉降的發(fā)生。

2.2 加強(qiáng)注漿技術(shù)在鐵路橋涵中的應(yīng)用

2.2.1 注漿施工方式

就鐵路橋涵來(lái)說(shuō)，注漿的方法主要有：第一，在便梁處于懸空狀態(tài)時(shí)，需要將2.5 m 左右的土層開(kāi)挖出來(lái)，這是實(shí)施鉆孔注漿的前提。第二，若不做架空處理，在頂進(jìn)過(guò)程中，在傾斜方向上完成注漿，并在完成且泥漿強(qiáng)度達(dá)到了一定程度后，方可頂進(jìn)。最后，與前兩種方法相比，第三種方法是在箱體預(yù)制過(guò)程中，在底部留出足夠多的注漿孔，然后對(duì)箱體進(jìn)行頂進(jìn)，到達(dá)指定位置后，再對(duì)其進(jìn)行注漿。從實(shí)踐來(lái)看，第一種方法的優(yōu)點(diǎn)是：因?yàn)槭峭诳盏木壒?，所以可以很方便地將泥漿注入地下，并且鉆孔也是很有規(guī)律的。但缺點(diǎn)是這種方法需要很長(zhǎng)的時(shí)間，而且架空的時(shí)間也很長(zhǎng)。這對(duì)車(chē)的行駛造成了很大影響，再加上挖掘出來(lái)的泥土比較大，所以泥漿的凝固也比較慢。第二種方法的優(yōu)勢(shì)在于，其對(duì)車(chē)輛運(yùn)行的影響最小，在灌漿過(guò)程中，可以在注漿過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行，從而極大縮短了施工時(shí)間；但是，由于采用斜向鉆孔、注漿，需要有較為熟練的施工技術(shù)，在注漿過(guò)程中，往往會(huì)產(chǎn)生死角現(xiàn)象。第三種方法的優(yōu)勢(shì)在于：對(duì)交通的影響很?。蛔{孔設(shè)置方便；注漿時(shí)有箱體頂著，不會(huì)出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，從而保證了注漿質(zhì)量；這種方法的不足之處在于，由于在箱體底部留有注漿孔洞，會(huì)對(duì)底部的鋼筋產(chǎn)生一定的影響，而且在施工完成后，注漿效果很難檢驗(yàn)和確認(rèn)。目前，大部分正在建設(shè)的橋涵都是采用這種方法進(jìn)行處理的。

2.2.2 具體的注漿工藝

①對(duì)漿液以及配合比進(jìn)行選定。在水泥砂漿配制方面，應(yīng)結(jié)合橋涵工程實(shí)際情況，通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定水泥砂漿配制方法。在水泥漿體的配制中，水灰比的配制對(duì)灌漿質(zhì)量有較大的影響。同時(shí)，這也是減少鐵路橋涵建設(shè)項(xiàng)目成本和縮短建設(shè)周期的一個(gè)重要因素。如果水灰配合比較小時(shí)，則有利于注漿后的基礎(chǔ)強(qiáng)度，但同時(shí)也會(huì)增加泥漿在壓力管路中的阻力，進(jìn)而對(duì)壓力管路的質(zhì)量產(chǎn)生影響；當(dāng)水灰比較大時(shí)，容易產(chǎn)生新的空洞；所以，要確保水灰比符合實(shí)際的工程需求。②注漿孔間距以及注漿深度。通常情況下，對(duì)于注漿孔距及注漿的具體深度，根據(jù)復(fù)合地基的計(jì)算方法及模型進(jìn)行施工。在條件較好的時(shí)候，可以就地注漿，也可以達(dá)到更好的效果。在橋涵工程施工中，間距通?？刂圃?.5 m±0.5 m 以?xún)?nèi)。③膠凝時(shí)間。在鐵路橋涵設(shè)計(jì)和施工中，經(jīng)常會(huì)經(jīng)過(guò)松散的淤泥中，在此期間，常采用劈裂注漿，此過(guò)程中漿液的固化時(shí)間通常為1.5 h。

2.3 重視地基修整施工環(huán)節(jié)

在鐵路橋涵的建設(shè)中，地基要承受路基與列車(chē)的雙重壓力，所以要求地基具有較高的強(qiáng)度與抗壓能力，但在正常情況下，是不能滿足要求的。必須對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行適當(dāng)?shù)丶訌?qiáng)，以提高基礎(chǔ)的承載力，提高基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。在日常建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)建設(shè)的實(shí)際要求，選擇適當(dāng)?shù)慕ㄔO(shè)方式。為了增強(qiáng)地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，必須在施工工藝上進(jìn)行優(yōu)化和革新。由于其極易受到大量的水流沖刷，導(dǎo)致地基的破壞。所以，應(yīng)當(dāng)優(yōu)化地質(zhì)的強(qiáng)度。研究人員經(jīng)過(guò)分析研究，發(fā)現(xiàn)采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的施工方法，可以提高地基的密實(shí)度和穩(wěn)定性。在一定范圍內(nèi)，既可提高強(qiáng)度，又可降低壓縮性。由于結(jié)構(gòu)不夠堅(jiān)固，很可能造成地基結(jié)構(gòu)的變形和沉降。為此，在施工中，應(yīng)強(qiáng)化地基的穩(wěn)定性。在有質(zhì)量問(wèn)題的地基上，工人可按規(guī)定插進(jìn)鋼管，再用錘子敲打，讓其更結(jié)實(shí)緊密。最后，將混合好的灰土填入其中，以保證其穩(wěn)定。還可以通過(guò)改變地基的構(gòu)成，對(duì)其進(jìn)行加固。施工人員可以在有質(zhì)量問(wèn)題的地基上，將混合好的水泥等材料填充進(jìn)去。在此過(guò)程中，地基結(jié)構(gòu)會(huì)改變，從而達(dá)到強(qiáng)度和其他品質(zhì)的要求。如何有效地進(jìn)行地基施工，關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)目的順利實(shí)施。

2.4 混凝土施工工藝的控制

在橋涵工程中，混凝土是其中必不可少的一種建筑材料，為了確保工程的質(zhì)量，就必須對(duì)其施工過(guò)程進(jìn)行控制。在這個(gè)過(guò)程中，可以從以下方面來(lái)做好質(zhì)量管理工作：混凝土內(nèi)外，只有在這兩個(gè)環(huán)節(jié)中加強(qiáng)質(zhì)量控制，才能有效保障混凝土的整體施工質(zhì)量；除此之外，在混凝土內(nèi)部，無(wú)論是在混凝土設(shè)計(jì)階段，還是在最終混凝土澆筑環(huán)節(jié)，都要對(duì)整個(gè)過(guò)程的混凝土施工質(zhì)量展開(kāi)控制，即施工環(huán)節(jié)的每一步，都要保證混凝土本身的質(zhì)量。

2.5 加強(qiáng)蓋板質(zhì)量管控

在鐵路橋涵工程建設(shè)中，必須嚴(yán)格控制好蓋板的質(zhì)量，防止蓋板的各類(lèi)質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)于蓋板底面存在水平裂縫的情況，要嚴(yán)格按相應(yīng)技術(shù)要求，采取靜壓方法，保證其承載能力和強(qiáng)度。針對(duì)蓋板中主要應(yīng)力筋的縱裂問(wèn)題，應(yīng)按施工規(guī)程對(duì)主應(yīng)力筋的保護(hù)層進(jìn)行加強(qiáng)。為避免蓋板間出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，應(yīng)改進(jìn)板件的勾縫工藝，提高結(jié)合強(qiáng)度。對(duì)于臺(tái)身的沉降量與蓋板位置不一致這一問(wèn)題，要保障臺(tái)身的沉降縫位置要準(zhǔn)確，在安裝時(shí)要采取行之有效的措施，盡量減少沉降縫。

2.6 提高基坑排水能力

并點(diǎn)的基坑排水法是在發(fā)生洪水災(zāi)害或排水量較大，排水有困難時(shí)使用的，此法對(duì)減少地下水埋深有幫助。在細(xì)沙質(zhì)土壤上，可以采用并點(diǎn)法，也可以用混凝土圓管，并做好并點(diǎn)管理之后的一些關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)步驟，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程中，將水注入管內(nèi)，使水位迅速降低，或者在水管的周?chē)尤氪稚暗臅r(shí)候，管內(nèi)的水位可以有效提高，這兩種情況都可以證明管子是合格的，反之，就該嚴(yán)格地重新沉管。

2.7 加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)

在鐵路交通橋涵工程建設(shè)中，混凝土結(jié)構(gòu)病害是一個(gè)重要的工程問(wèn)題，其是由外部荷載和內(nèi)部溫度、變形等因素共同作用而產(chǎn)生的，而這一問(wèn)題的產(chǎn)生最終都與混凝土的強(qiáng)度相關(guān)。為了防止這些問(wèn)題的出現(xiàn)，必須加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。在橋涵工程中，混凝土的強(qiáng)度和密度是影響其結(jié)構(gòu)性能的主要因素?；炷恋膹?qiáng)度和密度與溫度和濕度密切相關(guān)，在混凝土的養(yǎng)護(hù)中，必須使混凝土的內(nèi)部和外部溫度保持一致，并要控制好內(nèi)部和外部的溫差，以防止混凝土的開(kāi)裂。根據(jù)混凝土凝固的特點(diǎn)，采取一定的防護(hù)措施，保證一定的防護(hù)時(shí)間，并注意外界溫度、濕度等因素對(duì)混凝土凝固的影響。在進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)，既要考慮到其自身強(qiáng)度的變化，又要考慮到外部溫度梯度對(duì)混凝土開(kāi)裂的影響?？刂苹炷翜囟鹊拇胧┦牵和ㄟ^(guò)對(duì)混凝土內(nèi)部溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，觀察其內(nèi)部和外部溫度的變化情況，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋靥幚?。在防護(hù)后期，依據(jù)外部溫度差以及混凝土硬化情況，將外部保護(hù)層剝離，并在有效溫度差范圍內(nèi)，逐層剝離。

2.8 提升施工作業(yè)人員的綜合素養(yǎng)

不管是地基、結(jié)構(gòu)還是蓋板的施工質(zhì)量，都離不開(kāi)施工人員的綜合素質(zhì)，所以，提高其綜合素質(zhì)是非常必要的。在選擇施工人員時(shí)，要對(duì)其作業(yè)能力進(jìn)行考核，按照施工人員的技能來(lái)分配工種，使每一名施工人員都能在最適合的崗位上工作。對(duì)于專(zhuān)業(yè)技術(shù)要求高的職位，則需要招聘一些經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)考試合格的人才，如地質(zhì)勘查等。要有系統(tǒng)地對(duì)建筑工人進(jìn)行培訓(xùn)。在工程實(shí)踐中，由于一線施工人員自身素質(zhì)的不足，極易造成施工過(guò)程中的不規(guī)范現(xiàn)象。為使一線施工人員的工作方法和對(duì)施工標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識(shí)達(dá)到統(tǒng)一，就一定要對(duì)施工人員開(kāi)展施工操作的技術(shù)培訓(xùn)，并向其普及各種規(guī)范，提高其技能水平以及對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化操作的認(rèn)識(shí)。要對(duì)項(xiàng)目管理工作給予足夠的重視，決不能讓項(xiàng)目管理職位成為擺設(shè)。在具體的項(xiàng)目中，要提高項(xiàng)目監(jiān)理的權(quán)力，提高其對(duì)自身崗位重要性的認(rèn)識(shí)，使項(xiàng)目監(jiān)理在項(xiàng)目建設(shè)中起到更大的作用。

2.9 接樁處理

①樁端板焊接法。對(duì)于需要接長(zhǎng)的預(yù)應(yīng)力管樁，接樁前，要對(duì)下節(jié)樁的連接部位進(jìn)行仔細(xì)清理，并對(duì)上節(jié)樁進(jìn)行定位，在接樁時(shí)，要確保上、下節(jié)樁的中心線偏差不超過(guò)2 mm。在預(yù)應(yīng)力管樁對(duì)接前，采用清潔工具清潔上、下端板面。在焊接過(guò)程中，對(duì)于拼接部位的坡口槽電焊，應(yīng)該采用三層來(lái)對(duì)稱(chēng)的方式進(jìn)行焊接，在對(duì)內(nèi)層焊進(jìn)行認(rèn)真地清洗之后，才可以對(duì)外層進(jìn)行焊接，同時(shí)還應(yīng)采取措施確保焊縫的飽滿度。②樁身斷裂的應(yīng)對(duì)方法。在沉樁時(shí)，樁體有可能發(fā)生傾斜和偏移，因此，在沉樁前，先清除地下障礙。在接樁時(shí)，應(yīng)保證上、下兩節(jié)樁身在同一軸線上。在對(duì)樁進(jìn)行堆放、起吊、運(yùn)輸時(shí)，要按照有關(guān)的規(guī)定和制度，保證預(yù)應(yīng)力管樁的穩(wěn)定。

3 結(jié)束語(yǔ)

鐵路橋涵施工是當(dāng)今鐵路建設(shè)發(fā)展的一個(gè)重要組成部分，其不僅給人們的生活帶來(lái)了極大的方便，而且對(duì)區(qū)域間的交通往來(lái)也有很大的促進(jìn)作用。在鐵路橋涵施工過(guò)程中，要想更好地確保工程的施工質(zhì)量，給出行帶來(lái)安全的保障，就必須要對(duì)鐵路橋涵施工中出現(xiàn)的問(wèn)題展開(kāi)詳細(xì)分析，并與工程的實(shí)際情況相結(jié)合，對(duì)其進(jìn)行合理的處理，同時(shí)還要強(qiáng)化質(zhì)量控制，這樣才能有效提高工程的施工質(zhì)量。