论文(人工挖孔桩)

强化铁路桥梁大直径桩施工质量的思考

摘 要：在铁路桥梁施工中跨越江河等部位时多采用大直径混凝土灌注桩以作为桥梁基础,因而从整个桥梁及铁路来说大直径混凝土灌注桩的施工质量异常重要,对其进行质量控制具有非常现实的意义。本文根据铁路桥梁大直径桩基础施工工艺论述了其质量控制要点。

关键词：桥梁；大直径；桩基；措施

大直径人工挖孔扩底桩已在铁路桥梁工程基础中得到较为广泛的应用。由于铁路在运营期间需承受重大荷载,因而铁路桥梁的施工质量对铁路的使用寿命也是至关重要的。为此，必须保证铁路桥梁大直径桩的施工质量。

1. 桩基施工前的控制工作 根据《铁路桥涵施工规范》要求,吊箱围堰必须准确定位,并对其各项数值做出了明确规定,其中线扭转角不大于1°,围堰最大倾斜度不大于h/50(h为围堰高度),围堰中心位置偏差不大于50mm,钢护筒最大倾斜度不大于1%等；实际施工中应利用初定位钢丝绳或拉缆、锚绳对围堰进行调整,并在围堰双壁仓内加水或抽水,使其相对垂直度控制在1 /1000范围内；之后利用卷扬机滑车组牵引临时拉缆或锚绳等将围堰的平面位置进行调整,控制围堰平面位置偏差在30cm范围内,期间并应测量其扭转便宜并控制在允许范围内；利用两台浮吊同时起吊对角钢护筒,期间利用活动上导环控制护筒的垂直度,控制好后用两台浮吊缓慢将护筒下放,之后再次测量围堰对其进行准确定位直至围堰上游偏差不超过30mm,待围堰及护筒均满足要求后再启动液压振动打桩机将护筒向下插打到位,最后则围堰准确定位成功。

在进行钢护筒插打施工中应优先插打定位钢护筒以保证围堰的定位及安全,待定位钢护筒插打完成后进行受力转换使围堰部分自重由定位桩支撑；护筒插打前应检查其直径、线形及椭圆度、吊耳等,并应对焊缝采用超声波进行探伤检查,并应在定位桩钢护筒内壁底部1. 5码范围内用钢板加强；对于较长的护筒一般在墩位处用手工焊接,并用测量仪边观测边调整其垂直度,之后利用围堰上下导环的导向作用将护筒平稳插入河床直至稳定深度,之后采用打桩机等机具将钢护筒打入河床等地层内。

2.钻孔工艺及质量控制工作

钻头应按设计桩径以及施工部位覆盖层、基岩表层等进行选择,当底层地质情况不同时可采用不同种钻头。钻压。为保证钻孔垂直度施工中必须采用减压钻进,并保证加在孔底的钻压小于钻具总重的80%,钻进过程中坚持“重锤导向、减压钻进”的原则,而不可盲目钻进导致加大钻进压力。

待桩机定位后对准护筒中心,待桩机平衡后则桩机开孔,应先启动砂石泵,待反循环正常后方可开启钻机慢速回转下放钻头到底,刚开始钻进时应轻压慢转,待钻头工作正常后再逐渐加大转速及调整压力,并应保证钻头吸口不产生堵水;钻进过程中应控制好泥浆比重以保持孔口稳定,在淤泥质土层内应根据泥浆的补给情况控制钻进速度,并保证每钻进3m进行2-3次回尺以保证护壁稳定,在砂层中应控制钻速不超过3m /h及其泥浆比重在1. 3-1. 5范围内,遇到硬土层时其钻进速度以钻机不产生跳动为准,在砂砾卵石层中钻进应防止钻渣过多而堵塞管路,因而可采用间接钻进的方式来控制钻速,钻进过程中在加接钻杆时应停止钻进,并将钻具提离孔底8-10cm,并连续冲洗循环1-2min以将内部钻渣排静,之后方可停泵加接钻杆,待钻至设计深度时需停钻时应维持冲洗液正常循环,将孔底沉渣清洗至翻出液内钻渣含量小于4%为止,在起钻过程中应操作轻稳,防止钻头托刮孔壁,并及时向孔内补充适量冲洗液以稳定孔内水头高度。

钻孔到位后则进行泥浆指标测定,若泥浆相对密度大于1.08,则将孔内泥浆相对密度降

至1. 08,并通过泥浆分离器使泥浆循环均匀,并将钻进静置一段时间以使泥浆进一步沉淀,之后方可进行起泵清孔,过程中应观测孔底沉渣厚度及清洗液含量,当其含渣量小于4%且孔底沉渣厚度符合设计要求时方可停止清孔,清孔期间及清孔后应保证孔内水头高度以防止塌孔,之后停止钻具回转,并将钻头提离孔底50-80cm,并维持冲洗液的循环,并向孔内注入含沙量小于4%的新泥浆或清水,待钻头在原地空转10min左右时一般清孔方可结束。

4.安装工艺及质量控制工作

为保证将钢筋端部切割整齐应用砂轮机进行处理,并控制轧丝长度、保证有效丝数量。 在钢筋丝头上安装塑料防护套；控制每个刀轧丝的数量；钢筋笼一般采用长线法施工,其由系列间距2-2.5m的底座组成,其底座由混凝土支墩和半弧形钢底模构成,其弧形半径应与钢筋笼外半径接近。

钢筋笼起吊应采用大小双钩起吊方式,其中大钩吊钢筋笼上端、小钩吊下端,待钢筋笼水平吊起后采用大钩起小钩落的方法逐步竖立钢筋笼；在钢筋笼主筋对接时应保证和预制时一致,及预制时对接的两根钢筋在安装时也应对接；应从竖向和水平两个方形确定钢筋笼定位情况,一般竖向定位采用悬挂吊筒的方式实现,其由钢吊筒和定位钢筋组成,定位钢筋与主筋的连接位置一般通过悬挂吊具,其标高及长度则采取反向推算的形式,悬挂吊筒与钢筋笼对接后应将悬挂吊筒支撑在围堰顶面来实现钢筋笼的竖向定位；其水平定位则在固定悬挂吊筒时通过控制顶面位置及垂直度,并利用悬挂吊筒的顶面位置及垂直度来推算桩顶及钢筋笼的位置。

在进行第一根灌注桩施工前应对导管进行水密试验,之后则进行定期水密试验以观察导管是否有漏气、漏水以及变形等现象,在下导管前应对浇筑架及第一节导管对中以防止由于导管下偏而影响钢筋笼下放位置,之后依次将导管放入孔内并将置于孔底以核对孔深;二次清孔。待钢筋笼及导管安放完成后则采用双泥浆泵向导管内压入优质泥浆对孔底进行冲洗,冲洗过程中应逐步调整泥浆密度,并对进出口泥浆反复测试直至其密度达到1.1范围内,且孔底沉渣不超过10cm时清孔方可结束。

5.成桩的工艺及质量控制工作

混凝土拌合所用配合比应通过试验确定,并尽量使施工用混凝土强度比设计强度高一级；一般先将水泥及骨料加入搅拌机后加30%的水则进行搅拌,搅拌一段时间后再加60%的水,最后加10%的水进行搅拌,其总搅拌时间应控制在60-90s范围内,若混凝土从搅拌到灌注时间间隔大于3h则应加缓凝剂以延长其初凝时间。

混凝土浇筑应连续进行,不得中断,对桩径大,桩深、量大时应采用多台搅拌机同时工作以防止混凝土离析现象；灌注时要求第一次灌注量保证导管底端埋入混凝土内不少于0.8m,并应严格控制导管底端与孔底距离,一般以30-40cm为宜；在整个灌注过程中应严防导管底端提出混凝土面,一般应埋深在2m左右,当混凝土面上升至钢筋笼内2-3m时应及时提升导管,以防止钢筋笼上浮。

大直径桩的设计计算相对简单，施工快速，设备简便，能节省工程造价，对环境无污染，适宜于狭窄场地上施工。但是由于在桩成孔过程中，为使孔底处于无水状态，必须采取相应的降水措施，保证施工的继续进行。同时，如遇到有淤泥、流砂和极松散土层时也易坍孔，造成桩成孔困难。因此，在铁路桥梁设计时，应针对各个设计项目的结构型式，结合分析具体工程地质条件，根据土层性质比较各种桩基型式的优缺点，当条件合适时，可优先考虑采用大直径桩。

参考文献:

[1] 李国文.浅谈大直径钻孔灌注桩在施工中应注意的问题[J]. 科学之友(B版). 2011(08)

[2] 李继锋.浅谈铁路桥梁施工质量管理与大体积混凝土控制[J]. 科技促进发展(应用

版). 2010(12)

[3] 关于铁路桥梁发证检验静载试验装置和锚具等的声明(2006)检字第033号[J]. 铁道技术监督. 2006(06)