城際鐵路復雜地質(zhì)條件下鉆孔灌注樁施工技術研究

王永超

［摘 要］城際鐵路是現(xiàn)代交通建設中的重要組成部分，是連接相鄰城市或城市群、城市帶內(nèi)部各個城市之間的高速鐵路。城際高鐵是采用高速鐵路等級標準設計建造的城際鐵路，同時擁有高速鐵路和城際鐵路的特性，鐵路線上主要運行高速城際列車，用于聯(lián)絡附近城市，屬于一種快速軌道交通模式，能大幅縮短城際旅途時間。城際鐵路在城市里受建筑物等因素影響，一般采用地下隧道和車站模式，所以在城市里進行城際軌道深基坑施工技術研究就顯得尤為重要，其中鉆孔灌注樁是城際鐵路建設中的重要施工技術。然而，在復雜的地質(zhì)條件下進行鉆孔灌注樁的施工，需要特別注意多方面的問題，如鉆孔灌注樁的設計、施工設備的選擇、施工方法的優(yōu)化等。本文介紹了城際鐵路復雜地質(zhì)條件下鉆孔灌注樁施工技術的相關理論和實踐經(jīng)驗，包括鉆孔灌注樁施工前的勘察與設計、施工過程中的機械選擇和施工方法的選擇，以及施工后的質(zhì)量控制等內(nèi)容。本文還分析了不同地質(zhì)條件下鉆孔灌注樁施工的難點和解決方案，并結合實際案例進行了詳細的闡述。

［關鍵詞］城際鐵路；鉆孔灌注樁；地質(zhì)條件；施工技術；質(zhì)量控制

［中圖分類號］TU9文獻標志碼：A

城際鐵路作為現(xiàn)代交通建設的重要組成部分，已經(jīng)得到了廣泛的關注。隨著城際鐵路的不斷建設和發(fā)展，鉆孔灌注樁作為城際鐵路建設中的一種常用施工技術，也越來越受到重視。鉆孔灌注樁具有施工方便、承載能力大、耐久性好等優(yōu)點，在城際鐵路建設中有著廣泛的應用。然而，在復雜的地質(zhì)條件下進行鉆孔灌注樁的施工，需要特別注意多方面的問題。如何根據(jù)具體的地質(zhì)條件設計合適的鉆孔灌注樁結構，如何選擇合適的施工設備和施工方法，如何保證施工質(zhì)量等，都是需要認真研究和解決的問題。本文將探討城際鐵路復雜地質(zhì)條件下的鉆孔灌注樁施工技術，旨在為相關從業(yè)人員提供一定的理論指導和實踐經(jīng)驗，提高鉆孔灌注樁施工的質(zhì)量和效率。

1 鉆孔灌注樁施工前的勘察與設計

鉆孔灌注樁施工前的勘察與設計是鉆孔灌注樁施工的重要環(huán)節(jié)。通過對地質(zhì)、地貌、水文、氣象等方面的勘察，確定鉆孔灌注樁的選址、尺寸和深度等參數(shù)，為施工提供可靠的依據(jù)和保障。在勘察過程中，需要對鉆孔灌注樁的施工區(qū)域進行詳細的地質(zhì)勘察和土壤測試［1］。通過對土壤的顏色、質(zhì)地、含水量、壓縮性、黏聚性、穩(wěn)定性等方面的測試，確定鉆孔灌注樁的設計參數(shù)，如鉆孔的直徑和深度、灌注混凝土的配合比、灌注孔間距、灌注孔位置和施工工藝等。此外，在勘察和設計過程中，還需要考慮到地質(zhì)災害、地下水位、地面荷載等因素的影響，采取相應的防護和措施。例如：在地下水位較高的區(qū)域，需要采取抽水措施，降低地下水位的影響；在地質(zhì)災害較為嚴重的區(qū)域，需要采取特殊的處理措施，保證鉆孔灌注樁的施工安全和質(zhì)量。

2 施工設備和施工方法的選擇

2.1 施工設備的選擇

在城際鐵路在復雜地質(zhì)條件下的鉆孔灌注樁施工中，選擇合適的施工設備是確保施工質(zhì)量和進度的重要保障。

第一，鉆機是鉆孔灌注樁施工的核心設備，主要負責鉆孔和注漿。鉆機的選擇應根據(jù)鉆孔直徑、深度、地質(zhì)條件等因素進行綜合考慮。鉆孔直徑大于1米時，應選擇大型液壓鉆機；鉆孔深度大于20米時，應選擇具備長鉆桿的鉆機；當?shù)刭|(zhì)條件復雜時，應選擇具備較強適應性的全液壓鉆機［2］。

第二，泵車是將混凝土輸送到鉆孔內(nèi)的主要設備。其選擇應根據(jù)混凝土的質(zhì)量和配比、泵送距離、工地條件等因素進行綜合考慮。當混凝土配比要求較高時，應選擇具備較高排量和壓力的大型泵車；當泵送距離較遠或存在地形障礙時，應選擇具備較高泵送距離和爬坡能力的泵車。

第三，立柱式起重機是城際鐵路在復雜地質(zhì)條件下的鉆孔灌注樁施工中的重要設備之一，主要用于吊裝和安裝鉆機、鉆桿、鋼筋和鋼模板等。其選擇應根據(jù)施工場地、起重量和高度等因素進行綜合考慮。當施工場地較為狹窄時，應選擇尺寸較小的立柱式起重機；當?shù)跹b鋼模板等重量較大的物品時，應選擇起重量較高的起重機。

第四，施工平臺是城際鐵路在復雜地質(zhì)條件下鉆孔灌注樁施工中的必要設備，主要用于工人的施工和作業(yè)。其選擇應根據(jù)施工場地、工作高度、承載能力等因素進行綜合考慮。當施工場地較為狹窄時，應選擇尺寸較小的施工平臺；當工作高度較高或承載物重量較大時，應選擇承載能力較高的施工平臺。

第五，城際鐵路在復雜地質(zhì)條件下的鉆孔灌注樁施工中，監(jiān)測設備是非常重要的一環(huán)，能夠幫助工程師及時掌握鉆孔灌注樁施工的質(zhì)量狀況，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。常用的監(jiān)測設備包括測斜儀、位移計、應變計、超聲波探傷儀等。監(jiān)測設備的選擇應根據(jù)施工要求和監(jiān)測需求進行綜合考慮。

2.2 施工方法的選擇

城際鐵路在復雜地質(zhì)條件下的鉆孔灌注樁施工方法的選擇，是保證施工質(zhì)量和效率的關鍵。常見的施工方法包括常規(guī)施工法、重力灌注法、壓力灌注法、回轉鉆進法等［3］。

第一，常規(guī)施工法是最常見的鉆孔灌注樁施工方法，其特點是施工簡單、易掌握、經(jīng)濟實用。常規(guī)施工法使用鉆機進行鉆孔，然后將混凝土通過管道泵送至孔內(nèi)。在施工過程中，應注意管道布置的合理性、混凝土坍落度的控制、振搗的力度和時間等問題。

第二，重力灌注法是一種無壓力泵送混凝土的灌注方式，其原理是利用混凝土自身重力將混凝土從料斗中流入孔內(nèi)。重力灌注法在施工時需要考慮混凝土的坍落度、施工高度、施工速度等因素，同時應根據(jù)地質(zhì)條件確定灌注深度和孔徑。

第三，壓力灌注法是一種利用高壓泵將混凝土壓入孔內(nèi)的灌注方式，其特點是施工速度快、施工效率高、混凝土坍落度可控。壓力灌注法在施工時需要注意混凝土的配合比、泵送距離、孔徑等因素，同時應注意高壓泵的工作壓力、泵送速度等問題。

第四，回轉鉆進法是一種利用鉆機進行鉆孔和灌注的方法，其特點是施工速度快、灌注質(zhì)量高，適用于復雜地質(zhì)條件下的施工。回轉鉆進法在施工時需要注意鉆孔的質(zhì)量和精度、混凝土的坍落度和配合比、振搗的力度和時間等問題。

3 施工后的質(zhì)量控制

3.1 施工質(zhì)量控制

施工質(zhì)量控制是鉆孔灌注樁施工中非常重要的一環(huán)，其目的是保證施工質(zhì)量，滿足設計要求，延長使用壽命，避免事故發(fā)生。施工質(zhì)量控制主要包括以下方面。

第一，勘察與設計質(zhì)量控制。在施工前，應進行充分的勘察和設計，確定孔徑、孔深、灌注深度、混凝土配合比等關鍵參數(shù)，確保施工過程中能夠按照設計要求進行施工?？辈旌驮O計階段的質(zhì)量控制是施工質(zhì)量控制的基礎。

第二，施工過程質(zhì)量控制。施工過程中應按照設計要求和規(guī)范進行施工，注意控制混凝土的坍落度、振搗力度和時間等參數(shù)，保證灌注樁的強度和穩(wěn)定性。同時，應注意施工過程中的安全問題，采取相應的安全措施。

第三，施工現(xiàn)場質(zhì)量控制。施工現(xiàn)場應設立專門的質(zhì)量控制崗位，對施工過程進行全程監(jiān)督和檢驗，及時發(fā)現(xiàn)和糾正施工中存在的質(zhì)量問題，確保施工質(zhì)量。

第四，施工質(zhì)量驗收。施工完成后，應進行質(zhì)量驗收，確保施工質(zhì)量符合設計要求和規(guī)范。驗收內(nèi)容包括孔徑、孔深、灌注深度、混凝土配合比、強度和穩(wěn)定性等參數(shù)，如果發(fā)現(xiàn)問題應及時予以整改和修補。

第五，質(zhì)量管理和追蹤。施工完成后，應建立質(zhì)量檔案和追蹤管理系統(tǒng)，對施工質(zhì)量進行長期跟蹤和管理，及時發(fā)現(xiàn)并解決施工中存在的問題，確保鉆孔灌注樁的安全和穩(wěn)定性。

3.2 施工安全控制

鉆孔灌注樁施工是一項高風險的作業(yè)，需要加強安全控制。在施工過程中，安全是至關重要的，任何一點疏漏都有可能引發(fā)事故，造成不可預測的后果。因此，施工安全控制是必須嚴格遵守的程序。

第一，安全教育和培訓。在施工前，必須對所有從事施工的工人進行安全教育和培訓，使他們了解施工過程中存在的危險和應該采取的措施。同時，也要加強對工人的安全意識培養(yǎng)，以提高他們的自我保護意識和危機意識。

第二，安全設備和防護措施。在施工現(xiàn)場，必須配備完備的安全設備和防護措施，如安全帶、安全網(wǎng)、安全標志、警示燈等。這些設備和措施可以有效地保護施工人員的安全，降低事故的發(fā)生率。

第三，施工規(guī)范和標準。在施工過程中，必須嚴格遵守相關規(guī)范和標準，例如《建筑施工安全規(guī)范》《建筑地基與基礎工程施工質(zhì)量驗收標準》等。這些規(guī)范和標準對施工過程中的安全進行了全面的要求和規(guī)范，是施工安全的重要保障。

第四，施工監(jiān)督和檢查。在施工過程中，必須加強監(jiān)督和檢查工作。施工過程中的所有環(huán)節(jié)都必須進行檢查和監(jiān)督，以確保施工質(zhì)量和安全，如發(fā)現(xiàn)問題應及時予以糾正和整改。

4 鉆孔灌注樁施工中常見問題及其處理方法

4.1 樁身偏斜問題

鉆孔灌注樁施工中，樁身偏斜是一個普遍存在的問題。樁身偏斜的原因很多，主要包括基巖不均勻、地層差異、孔壁穩(wěn)定性不好、鉆孔偏斜等因素。第一，在基巖不均勻的情況下，鉆孔灌注樁在不同位置受到的阻力不同，從而使得樁身在鉆進過程中發(fā)生偏斜。此時，需要通過加強勘察和設計，選取合適的施工方案和施工工藝，確保鉆孔灌注樁在不同位置受力均衡。第二，在地層變化劇烈的區(qū)域，如地層中存在礫石、沙土等松散層和黏土、軟巖等堅硬層，容易導致樁身偏斜。此時，需要對地層進行全面勘察和分析，選擇合理的施工方案和施工工藝，以減少樁身偏斜情況的發(fā)生。此外，孔壁穩(wěn)定性不好也會導致樁身偏斜。在鉆孔過程中，如果孔壁不穩(wěn)定，則容易導致樁身偏斜。此時，需要采用一些穩(wěn)壁措施，如預埋鋼管、灌注泥漿等，確保孔壁的穩(wěn)定性。第三，在鉆孔過程中，鉆桿偏斜、鉆頭不正常旋轉等問題都容易導致鉆孔偏斜，從而導致樁身偏斜。此時，需要嚴格控制鉆孔工藝，保證鉆孔偏斜不超過規(guī)定標準［4］。

4.2 灌注混凝土質(zhì)量問題

灌注混凝土質(zhì)量是鉆孔灌注樁施工中的一個重要問題。灌注混凝土質(zhì)量的好壞，直接影響著鉆孔灌注樁的使用壽命和承載能力。第一，在選用混凝土材料時，需要根據(jù)地質(zhì)情況和設計要求，選擇合適的混凝土配合比和原材料，確?；炷辆哂凶銐虻膹姸群涂?jié)B性。第二，在混凝土灌注過程中，需要控制混凝土的流動性、坍落度和固化時間等參數(shù)，以確?；炷恋木鶆蛐院兔軐嵭浴Ｍ瑫r，需要控制混凝土的灌注速度和壓實程度，避免混凝土在灌注過程中出現(xiàn)氣孔和空洞。此外，混凝土的養(yǎng)護也是保證灌注混凝土質(zhì)量的重要措施。在混凝土灌注后，需要進行養(yǎng)護，保持混凝土表面濕潤，并避免混凝土在早期干燥和裂縫。第三，需要在施工過程中加強質(zhì)量控制和檢測。在混凝土灌注過程中，需要進行混凝土坍落度、混凝土強度等質(zhì)量檢測，及時發(fā)現(xiàn)并處理質(zhì)量問題，確保灌注混凝土的質(zhì)量。

為了保證鉆孔灌注樁的使用壽命和承載能力，需要在施工過程中注重灌注混凝土質(zhì)量的控制。需要選用合適的混凝土材料和配合比，嚴格控制施工過程中的各項參數(shù)和參數(shù)，并加強質(zhì)量檢測和監(jiān)控，確保灌注混凝土的均勻性、密實性和強度等指標達到設計要求，從而確保鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量和穩(wěn)定性。

4.3 施工現(xiàn)場環(huán)境污染問題

施工現(xiàn)場環(huán)境污染是鉆孔灌注樁施工中不可避免的問題之一。在鉆孔灌注樁施工過程中，可能會產(chǎn)生大量的粉塵、廢水、廢氣等污染物，對周圍環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成潛在威脅。為了減少施工現(xiàn)場環(huán)境污染，需要采取有效措施進行控制。第一，需要對施工現(xiàn)場進行嚴格的環(huán)境評估和監(jiān)測，了解施工現(xiàn)場的環(huán)境特征和敏感區(qū)域的位置，制定相應的環(huán)保措施和應急預案。第二，需要在施工現(xiàn)場采取措施，減少粉塵、廢水、廢氣等污染物的產(chǎn)生。對于粉塵污染，可以采用水霧噴淋、覆蓋等方法進行控制；對于廢水污染，需要對施工現(xiàn)場的排水進行管理和處理，避免廢水污染地下水資源；對于廢氣污染，需要采用合理的通風系統(tǒng)，減少廢氣排放。此外，在鉆孔灌注樁施工中，還需要注重土方開挖和挖孔過程中的環(huán)境保護。對于土方開挖過程中產(chǎn)生的垃圾和廢棄物，需要及時清理和處置，避免污染周圍環(huán)境；對于挖孔過程中可能產(chǎn)生的地下水和土壤污染，需要進行防治和處理，確保不會對周圍環(huán)境和地下水造成污染。第三，在施工現(xiàn)場需要增強員工環(huán)保意識，減少施工現(xiàn)場環(huán)境污染。

5 結語

鉆孔灌注樁施工是一項技術含量較高的工程作業(yè)，需要在施工過程中嚴格遵守規(guī)程和標準，加強質(zhì)量控制和安全控制。隨著科技的不斷發(fā)展，鉆孔灌注樁施工技術也在不斷創(chuàng)新，可以更好地適應不同的工程要求，提高施工效率和質(zhì)量，降低施工成本和風險。在城際鐵路等工程中，鉆孔灌注樁施工技術發(fā)揮著重要的作用，對于保證工程的順利進行和質(zhì)量安全的保障具有重要意義。

然而，鉆孔灌注樁施工仍然存在一些問題和挑戰(zhàn)，比如低凈空條件下如何施工鉆孔灌注樁，以及低凈空下鉆孔灌注樁設備的研發(fā)等還需要不斷進行技術創(chuàng)新和改進。另外，施工過程中可能會出現(xiàn)一些不可預測的問題，如地下水位變化、地質(zhì)災害等，需要及時采取應對措施，保證施工安全和工程質(zhì)量。因此，今后在鉆孔灌注樁施工方面，需要繼續(xù)推進技術創(chuàng)新和研發(fā)，提高施工效率和質(zhì)量，降低成本和風險。同時，需要建立健全相關標準和規(guī)程，加強對施工過程的監(jiān)測和管理，提高施工的安全性和可靠性。此外，還需要加強與相關領域的合作，共同推進技術創(chuàng)新和應用，實現(xiàn)鉆孔灌注樁施工技術的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

［1］張振濤，于洪源，張進. 城市軌道交通地基處理技術研究與應用進展［J］. 地下空間與工程學報，2019，15（2）：383-393.

［2］朱偉. 基于CAD的鉆孔灌注樁施工工藝的研究與應用［D］.南京：南京理工大學，2019.

［3］郭志新，賀立軍. 鉆孔灌注樁施工技術及其在工程中的應用［J］. 工程建設與設計，2018（5）：67-68.

［4］高楊，柯云平. 鉆孔灌注樁施工中常見問題及處理措施［J］. 工程建設與設計，2019（22）：128-129.