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浅谈铁路桥梁钻孔灌注桩施工质量控制

周利
  
安家(建筑与工程)
2022年12期
马鞍山郑蒲港铁路有限公司 安徽 马鞍山 238261

摘要:在铁路桥梁工程施工过程中,桩基施工质量的正常与否直接关系到整个铁路桥梁工程建设的稳定性。笔者结合自身在马鞍山郑蒲港铁路有限公司的多年工作经验,从钻孔灌注桩的工艺流程出发,对其施工质量控制策略进行了全面分析,以期为铁路桥梁钻孔灌注桩的施工管理与质量控制提供帮助和建议。

关键词:铁路桥梁;桩基建设;钻孔灌注桩;质量控制

前言:钻孔灌注桩施工过程中的工艺环节相对较多,包含了测量、机械操作、钢筋加工、水下砼浇筑等多项内容,具备较强的复杂性,对于技术人员的知识水平、操作能力具备较高的要求,在实践中可能会受到外部和内部环境的影响而发生质量事故问题。因此,在使用钻孔灌注桩方式进行桩基建设时,施工单位必须强化对于该施工方法的深度理解,采取各种预防措施对实际施工过程进行质量监控,只有这样才能保障建设完成后的成桩质量,进而为铁路桥梁后续建设提供坚实的承载。

一、工程概述

(一)工程概况

马鞍山郑蒲港铁路铁路桥梁建设工程,其铁路全长为38.815Km,标段桥梁共计6座,主要包括牛屯河特大桥、跨合马高速公路特大桥、太阳河特大桥、疏港四路立交中桥、尘李村中桥、郑蒲大道立交中桥,总长度为28.668km。根据设计文件,本标段桥梁基础结构建设采用桩基础形式,分为100cm、125cm两种类型,桩长30.5m--78.5米不等,均为摩擦支撑桩。

(二)工程水文地质类型

本文所涉及工程的水文地质类型较为复杂,包括新四季、第三系、白垩纪、侏罗纪、二叠纪等,从新生界到太古界地层均有分布。其中,二叠系地层主要包括凝灰岩、石英砂岩、砾岩。

本工程的地下水主要为第四系孔隙水和基层裂隙水,地表水存在河流数量丰富、雨季降雨量大等特点,在雨季需要做好防洪,水体无明显的侵蚀性。

二、前期准备阶段的质量控制要点

(一)准备工作

(1)在准备工作中,施工方应对施工项目有充足的理解,对地区内的地质、水文等情况以资料报告形式进行调查统计,并出具相关质量检测,形成书面报告。

(2)在准备工作中,施工方应该准备和制定规范施工过程的相关规章制度,对生产安全问题、环境保护问题加以限制。

(二)平整场地质量控制

在本工程具体操作过程中,技术人员应该对整个作业场地进行分层铺筑、均匀压实,保证经过处理后的作业平台能够承载作业机械的压力[1]。在处理原地面时,要先将其清理干净,去除树枝、草木、食物包装等杂物,并疏干积水、凉晒、平整,对于原地面为水稻田淤泥质土、腐殖质土等,应挖除50~200cm,并用碎石换填,逐层夯实,且保证压实度不低于90%。其次,平台建设还需要满足一定的排水需求,因此,在对作业平面进行压实时,技术人员应该将平面按照内高外低的规律进行布置,并设置2%的单面坡。最后,对进出场地的施工便道应进行平整、压实、并及时维护。使其承载力能够满足机械设备以及相关建设材料的运输[2]。

三、施工阶段的质量控制要点

(一)护筒埋设质量控制

护筒埋设是钻孔灌注桩工艺进入正式施工环节的首要步骤,护筒的主要功能是为后续施工进行导向定位以及防止施工点位塌陷。在正式施工过程中,技术人员的护筒埋设深度应该根据图纸要求以及水文地质情况来进行综合判定。在一般情况下,护筒埋设深度控制在2~3m的区间范围内即可,而在特殊情况下,技术人员应该对这一标准进行适当调整,例如,在冲刷河床地貌环境下,技术人员应该控制沉入局部冲刷线以下,其距离应大于1m。在对护筒进行连接时,技术人员应该保证连接处没有明显的突出物,并保证整个设备连接正常,防止漏水现象产生。在干旱地区进行护筒埋设时,技术人员应该采用挖坑埋设法,保证土质的夯实。沉人时可采用压重、振动、锤击并辅以筒内除土的办法。在此过程中应主要保障竖直线与中心线的对应,两者应在重合的标准下将误差保持在<50mm的水平距离,倾斜程度应将误差保持在1%以下的水平。同时需考察干湿情况,如果存在水域可利用导向架定位的方式进行测量。

(二)钻孔作业质量控制

钻孔作业是钻孔灌注桩作业的核心环节[3]。其具体操作流程如下:(1)设备控制。技术人员应该根据马鞍山郑蒲港铁路铁路桥梁建设工程的实际地质情况,对钻机进行定位,在具体钻孔时应保持先慢后快的原则,开始以40~50cm的进尺确定下方不存在不利地形,当进尺达到5m之后,如果确定不存在不利地形,就可以适当加大进尺,将进尺控制在70~90cm以内。(2)泥浆控制。技术人员应该结合相关技术标准,对泥浆的各项指标进行控制,对于一般地质地段,选用反循环钻机,对于个别不良地质地段,可用正循环钻机或冲击钻机。(3)孔底沉渣控制:孔底沉渣是在钻孔灌注桩作业时无法避免的情况,但是只要将其控制在一定程度以内,就不会对施工活动造成较为严重的影响。在对面积较大的钻孔灌注桩进行处理时,技术人员应该根据实际情况确定具体的操作方式,在地质条件复杂的情况下,可以采用PHP泥浆进行处理。(4)孔壁塌陷控制。在具体施工过程中,一旦出现预期之外的地质情况或者护壁效果不佳等原因,就可能导致孔壁出现塌陷。针对这种情况,技术人员首先应该在工作标准要求的基础上完成钻孔、护筒埋设工作,这是防范孔壁塌陷的重要操作。其次,在具体钻进过程中,技术人员应该以5~10m为阶段点,每进尺相应距离之后对泥浆的各项技术指标进行测定[4]。最后,当由于某种预期外的因素而停钻时,技术人员应该保持孔内高于孔外水位1~2m左右的水头以及要求的泥浆粘度。(5)缩径控制。为了杜绝缩径现象,技术人员在清孔过程中要注意做到清渣不清泥。清孔后的泥浆性能指标,含砂率为4%~8%,相对密度为1.10~1.25,粘度为18~20s。

(四)水下砼浇筑质量控制

水下砼浇筑质量控制也是钻孔灌注桩作业的核心环节。在操作中一般应该注意以下几点:(1)控制沉渣:在正式进行水下砼浇筑时,技术人员应该对底部沉渣厚度进行测量,当超过规定标准时,技术人员应该及时进行清空,直到厚度达到合格标准为止。(2)坍落度控制:技术人员应该结合温度、埋深等因素确定坍落度大小,在一般情况下,其数值应该控制在18~22cm范围内,并由专业部门对其进行检测,如果不合格应该及时进行调整。(3)导管埋深:在砼浇筑初期,技术人员应该保证方量足够,使导管埋深达到既定标准。其次,在砼浇筑的过程中应该精确计算,保证导管埋深始终处在2~6m的安全范围以内。再次,插拔导管应该保证导管轴线的垂直。最后,在砼浇筑的过程中,技术人员应该根据实际情况定期对砼位置进行测量,如果高度相差过大,应该及时对其进行处理。(4)桩顶超灌:为了确保桩顶砼质量超标,技术人员应该在桩基砼浇筑至设计高度之后,继续进行浇灌,超灌高度应该保持在70cm范围内[5]。

四、常见故障处理

(一)卡管

卡管是钻孔灌注桩作业过程中最为常见的一种故障类型。其主要原因一般是混凝土流动性差、倒灌进水、混凝土浇筑不连续等。

在实际工作中,可能会遇到以下几种情况:其一,如果处于起始阶段,孔内并不存有过多的混凝土,就应该将钻孔清理干净,再向其中灌注混凝土;其二,如果已经灌注了一半,并且混凝土刚刚凝固,就应当将导管从中取出,将所用到的设备彻底清理,将导管再次安装进去,重复第一次灌注的方法,保证完成的基本时间;其三,当上述方式无法解决卡管问题之后,技术人员也可以采取吊绳上下拌动的方式对导管进行疏通,在上述三种方式应用之后,一般能够解决大部分的卡管问题。

(二)导管进水

导管进水也是钻孔灌注桩作业过程中最为常见的一种故障类型。一般是由于首灌砼量不足、导管口提升过高等原因所导致的,针对导管进水问题,技术人员也应该结合实际情况对其进行针对性处理。具体操作方式如下:(1)当导管进水的原因是首灌砼量不足时,技术人员可以将导管比作吸管,采取空管吸泥的方式洗出孔内存在的混凝土,并重新灌注。(2)当导管进水的原因是导管口提升过高时,如果表面砼没有凝结,技术人员就可以将导管重新插入砼中,采取泥浆泵吸取法解决导管浸水问题。如果表面砼已经凝结,则技术人员需要将该导管进行废弃,重新进行钻孔灌注桩作业。(3)如果导管的位置与地面桩顶位置相对较近时,技术人员可以在附近位置开孔,清除沉渣,重新浇筑至设计标高[6]。

结论:纵观全文,钻孔灌注桩由于具备适应性强、成本低、施工简便、承载力大等优势被普遍应用于很多工程领域的桩基施工场景中。其在铁路桥梁基础建设中的应用最为普遍。笔者从钻孔灌注桩的工艺流程出发,以马鞍山郑蒲港铁路铁路桥梁建设工程为例,对前期准备工作、正式施工阶段的质量控制要点以及常见故障处理方式进行了简要阐述,希望文中提出的理论知识能够为铁路桥梁施工单位提供一定的理论指导,保障灌注桩的成桩质量,最终保证铁路的安全运行。

参考文献

[1] 孙伟. 高速铁路桥梁工程中钻孔灌注桩施工技术及质量控制要点分析[J]. 广东建材, 2021, 37(7):3.

[2] 戎元申. 钻孔灌注桩施工技术与质量控制[J].  2021.

[3] 张宝平. 地铁盾构下穿高铁高架桥桩基础隔离加固施工技术[J]. 建筑·建材·装饰, 2020, 000(003):130-131.

[4] 庭阳 扶. 公路桥梁施工中钻孔灌注桩的质量控制措施分析[J]. 智能城市应用, 2021, 4(1):39.

[5] 许明旭. 铁路桥梁施工中钻孔灌注桩的质量控制措施探析[J]. 交通科技与管理, 2021(26):2.

[6] 梁俊生. 浅谈旋挖钻孔灌注桩施工工艺特点及质量控制分析[J]. 科学与财富, 2020.

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