高速鐵路橋梁高承臺樁基礎(chǔ)施工技術(shù)研究

摘要：高速鐵路橋梁高承臺樁是由多根樁和地面以上的承臺組成的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，采用鋼筋混凝土制成，其作用是將上部結(jié)構(gòu)的外力傳遞到深層地基。由于現(xiàn)有基礎(chǔ)施工技術(shù)無法有效解決高承臺樁主肋變形程度大的問題，為此進(jìn)一步研究高速鐵路橋梁高承臺樁基礎(chǔ)施工技術(shù)十分必要。闡述放線定位、護(hù)筒埋設(shè)、鋼筋籠施工作業(yè)、混凝土澆筑等多個環(huán)節(jié)的技術(shù)要點，并對施工效果進(jìn)行測試。測試結(jié)果表明，10個測量點的高承臺樁主肋變形程度均在2mm之內(nèi)，滿足規(guī)范要求，加固效果顯著，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：高承臺樁；護(hù)筒；鋼筋籠

0 引言

路橋工程對于基礎(chǔ)承載能力的要求逐漸嚴(yán)格，應(yīng)用傳統(tǒng)施工方法，可能造成結(jié)構(gòu)物外露面粗糙，板間接縫不嚴(yán)密，導(dǎo)致密封性降低；同時澆筑過程中容易發(fā)生模板移位、基層頂部結(jié)構(gòu)不完整等種種施工問題。

本文以高速鐵路橋梁高承臺樁基礎(chǔ)施工為研究對象，采取優(yōu)化護(hù)筒埋設(shè)、鋼筋籠制作、混凝土澆筑和承臺施工等施工工藝，有效解決了以上，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

1 埋設(shè)護(hù)筒

1.1 放線定位

橋梁樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工前，為了確定樁位，首先在施工現(xiàn)場中進(jìn)行放線定位。確定水準(zhǔn)點過程中，根據(jù)設(shè)計高度進(jìn)行標(biāo)記，對樁基中的標(biāo)高位置進(jìn)行控制。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對所有樁沿著軸線進(jìn)行編號，之后在基坑底標(biāo)高以上300mm處進(jìn)行打孔。

1.2 護(hù)筒制作

為保證施工順利，需要做好護(hù)筒安裝工作。鋼管護(hù)筒選用厚度為7mm、高度為10m鋼板材料制作。制作過程中，需在上部挖出3個溢水孔。

1.3 護(hù)筒埋設(shè)

對護(hù)筒進(jìn)行埋設(shè)時，可運用人工挖孔的方式進(jìn)行埋設(shè)。其埋設(shè)過程如圖1所示。護(hù)筒埋設(shè)的位置要合理選擇，在護(hù)筒埋設(shè)過程中，需根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件，確定合理的埋設(shè)深度。通常情況下，護(hù)筒的埋設(shè)深度要求大于2m。采用挖孔埋設(shè)法埋設(shè)時要進(jìn)行樁位標(biāo)記，護(hù)筒的頂端要高出地面200mm。護(hù)筒的中心點與設(shè)計樁的中心點一致，以降低誤差。

1.4 鉆孔

護(hù)壁泥漿選用高塑性粘土，在清孔時要保證泥漿的完整性。做好環(huán)境保護(hù)措施，不得將孔內(nèi)的泥漿直接排出。及時測量出樁孔中心的位置，保證偏差在規(guī)定范圍內(nèi)。鉆機施工過程中，要保持機身不傾斜、不發(fā)生移動。開孔時，首先用軟錘進(jìn)行敲擊，每進(jìn)200mm進(jìn)行清孔取樣。護(hù)筒周圍冒漿后停止施工。

1.5 回填土壓實

混凝土灌注后，將護(hù)筒底部與周圍回填土進(jìn)行壓實作業(yè)，并保證表面的平整。通常情況下，當(dāng)混凝土強度達(dá)到30%時可以將護(hù)筒拆卸。

2 鋼筋籠施工與混凝土澆筑

2.1 鋼筋籠施工

鉆孔灌注樁鋼筋籠施工之前，需將鋼筋籠呈水平狀態(tài)放置。主筋采用立焊法焊接。吊放鋼筋籠時，需要逐節(jié)進(jìn)行。對孔口位置進(jìn)行焊接處理，以使鉆孔位置與鋼筋籠的中心保持一致。同時調(diào)整鋼筋籠的垂直度，按照相應(yīng)方向進(jìn)行安裝。

2.2 混凝土灌注

灌注樁完成后，需對鋼管樁進(jìn)行第一次灌芯，灌芯過程如圖2所示。施工過程中，要確保上節(jié)樁長小于無縫鋼管的插入深度。

對于同一配比的混凝土試塊，在澆筑前要進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛Ｔ诨炷林袚酵饧觿?，確保含漿率達(dá)到45%。將骨料粒徑控制在3.5cm。混凝土澆筑時間要小于其初凝時間，將坍落度控制在150mm左右，并確保混凝土澆筑在規(guī)定時間內(nèi)完成?；炷翝仓綐俄敃r，要按設(shè)計要求標(biāo)記樁頂?shù)幕炷粮叨取?/p>

將導(dǎo)管一次埋入混凝土，不能在埋入過程中將導(dǎo)管提出混凝土面。拔導(dǎo)管過程中，要保持勻速?？刂谱詈笠淮螡仓?，當(dāng)混凝土實測高程大于標(biāo)高且混凝土凝固后，鑿除高出標(biāo)高部分。

3 承臺施工

3.1 承臺連接

在鐵駁上預(yù)先進(jìn)行施工平臺搭建，并浮運至固定位置。運用吊裝設(shè)備打插高承臺支承樁，將高承臺固定在支承樁上。通過預(yù)埋件將高承臺與支承樁進(jìn)行連接，確保連接件精確放置并牢固固定在樁身上。使用鋼筋連接承臺底部與支承樁頂部的預(yù)埋鋼筋，通過焊接、機械連接或混凝土錨固等方式實現(xiàn)穩(wěn)固連接。

3.2 鋼護(hù)筒施工

采用振動打樁機敲擊使鋼護(hù)管下沉，鋼管樁下沉要一次下沉到位。在地質(zhì)特殊情況時，按照貫入度控制錘基次數(shù)，待貫入度為3cm時即可停止施工。

將單樁與其他樁通連成整體，使其能夠共同受力。然后再將其提升到支撐樁鋼護(hù)筒上。高樁承臺塔機附著如圖3所示。

3.3 鉆孔

在施工區(qū)域內(nèi)安裝TWE型鉆機，確保鉆機穩(wěn)固并調(diào)試至最佳工作狀態(tài)。利用TWE型鉆機進(jìn)行鉆孔樁施工，根據(jù)設(shè)計要求鉆取至指定深度，并檢查孔壁質(zhì)量，確保無坍塌、縮孔等現(xiàn)象。

3.4 鋼筋翻樣和連接

鉆孔樁施工完成后，進(jìn)行鋼筋的翻樣和連接工作。根據(jù)設(shè)計要求，準(zhǔn)確標(biāo)注鋼筋的參數(shù)，并進(jìn)行鋼筋的翻樣。在連接鋼筋頭過程中，要嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行綁扎，確保鋼筋連接的牢固性和穩(wěn)定性。鋼筋連接完成后，進(jìn)行鋼筋的驗收工作，確保鋼筋的質(zhì)量符合設(shè)計要求。

3.5 模版安裝

根據(jù)設(shè)計要求，安裝承臺或塔基的模板。在模板安裝前，確保模板的尺寸和形狀準(zhǔn)確無誤，并進(jìn)行必要的檢查和調(diào)整。

3.6 混凝土澆筑

模板安裝完成后，進(jìn)行混凝土澆筑工作。在澆筑前，檢查模板的密封性和穩(wěn)定性，確保無滲漏現(xiàn)象。澆筑過程中，注意控制混凝土的澆筑速度和均勻性，避免產(chǎn)生空洞或裂縫。澆筑完成后，進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)工作，確?；炷脸浞钟不⑦_(dá)到設(shè)計強度。在承臺施工完成后，需要對承臺施工質(zhì)量進(jìn)行控制。其控制目標(biāo)如表1所示。

澆筑混凝土?xí)r，用塑料薄膜分流阻隔。套箱側(cè)模之間采用螺栓連接，接縫用止水帶處理以防漏水。鉆孔區(qū)中的泥漿連通管需要在鉆孔后連接支撐梁。護(hù)筒焊接后將剩余部分進(jìn)行去除，并使其高程的高度保持一致。如果支撐梁安放存在空隙，需以鋼板墊實。

3.7 壓漿與掏渣

吊箱施工時，運用注漿管對高承臺樁壓漿。在沖擊相當(dāng)時間后，換上掏渣筒，待3.5m后再掏渣。期間需要對樁質(zhì)量進(jìn)行控制。樁身縮徑會對單樁的承載能力產(chǎn)生一定的影響，在施工過程中，根據(jù)不同的地層質(zhì)量，選擇合理的鉆進(jìn)參數(shù)，適時對孔內(nèi)填充新的泥漿。

4 實例分析

為測試施工技術(shù)的應(yīng)用性，在試驗段設(shè)置10個測量點，根據(jù)不同工況下，每個測量點的低應(yīng)變力值，判斷高承臺樁主肋的變形程度。預(yù)期目標(biāo)為高承臺樁變形程度在2mm之內(nèi)時，具有較高的剛度，能夠達(dá)到施工要求。

4.1 工程概況

4.1.1 工程基本情況

某高速鐵路橋梁中心里程為DK081+738.303，全橋橋長1240m，為單線鐵路橋。主橋為（80+150+80）m變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，全橋樁基180根，主墩樁基36根，最高墩高20.4m，連續(xù)梁17#、18#基坑支護(hù)，17#承臺尺寸為9.6m×14.6m×4.5m，18#承臺尺寸為9.6m×14.6m×4.5m，單個基坑鋼板樁全支護(hù)周長約60m。

4.1.2 施工要點

施工過程中采用地質(zhì)鉆機鉆孔，定期抽查護(hù)孔泥漿質(zhì)量。用鉛絲綁扎撐桿，并采用起重機來安裝鋼筋籠。鋼筋籠制作與安裝過程如圖4所示。

起吊鋼筋籠時，要防止鋼筋籠變形。鋼勾掛起鋼筋籠至入孔時間為1h。鋼筋籠放置過程中要保持水平，以防止在混凝土澆注過程中鋼筋籠落入井中。

4.2 效果分析

現(xiàn)場試驗中，板面采用12mm的鋼板，將承臺模板主肋間距設(shè)計為1.2m。根據(jù)現(xiàn)場起重能力將側(cè)模豎向分成不同部分，并在主肋上設(shè)置5個測量點。

當(dāng)承臺高度方向的間距為0.35m時，經(jīng)計算得到高承臺樁主肋變形結(jié)果，具體數(shù)據(jù)如表2所示。由表2可知，10個測量點的高承臺樁主肋變形程度均在2mm之內(nèi)，滿足規(guī)范要求，由此說明運用本文技術(shù)后加固效果顯著，護(hù)筒質(zhì)量得到改善。采用高樁承臺塔機基礎(chǔ)解決了塔機基礎(chǔ)附著問題，提升了工程整體施工質(zhì)量。

5 結(jié)束語

本文通過對施工技術(shù)的各項改進(jìn)優(yōu)化，保證了高承臺樁基的質(zhì)量，加快了施工速度，達(dá)到了預(yù)期的加固效果。但該設(shè)計還存在不足之處，如工期的分配問題、材料選取問題等。今后在研究中，要注重提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，降低施工誤差，以達(dá)到更高效的高承臺樁基礎(chǔ)施工目標(biāo)。

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