鐵路橋梁鉆孔灌注樁基礎施工技術

陳玉杰（中鐵十九局集團第二工程有限公司，遼寧遼陽111000）

鐵路橋梁鉆孔灌注樁基礎施工技術

陳玉杰（中鐵十九局集團第二工程有限公司，遼寧遼陽111000）

作為廣泛應用于鐵路橋梁建設工程中的重要樁基技術，鉆孔灌注樁的施工工藝正在日趨成熟，然而，由于該技術施工的工藝流程較為復雜，不可預見的影響因素多，因此成樁質量不佳導致的工程問題也相當常見。本文在理論分析的基礎上結合筆者多年的實踐經驗，首先介紹了樁基的概念和鉆孔灌注樁施工技術，然后詳細介紹了鉆孔灌注樁施工過程中的工藝流程，最后提出了鉆孔灌注樁施工中較常見的質量問題及其處理對策，為確保鐵路橋梁工程的整體質量提供了有力的技術支持。

鐵路建設；橋梁施工；鉆孔灌注樁

引言

伴隨新世紀的到來，各行各業的現代化高科技化發展也拉開帷幕，將視角聚集鐵路橋梁樁基礎又會有怎樣的變化？社會主義市場經濟下，我國鐵路橋梁工程建設發展迅速，在復雜路段需要進行樁基施工，鐵路橋梁中樁基礎的施工工藝、施工技術影響著鐵路橋梁工程的質量和安全，因此對于鐵路橋梁工程樁基礎技術的改善改進將成為我國鐵路交通發展的重要一部分。

1 樁基及鉆孔灌注樁施工技術簡介

高速鐵路的橋梁總體設計由于要達到技術的要求標準，必須要與周邊的實際情況協調，做到科學設計以及科學建構，減輕噪音污染。橋梁的樁基作為高速鐵路軌道的下半部分結構組織，必須要具有高穩定性、高安全性、高舒適性等優點，橋梁樁基結合當地地形，會有不同的形式，要保證這些設計結構能夠科學地建造，就必須要求非常高的橋梁技術，做好橋梁樁基的施工工作是一切橋梁施工工作的基礎。高速鐵路橋梁所具有的特點如下：①以高架橋梁的樁基為主，且采用混凝土材質。高速鐵路橋梁一般分為低谷橋梁、高架橋梁以及特殊結構的橋梁三種結構形式，每一種結構的樁基構造都是很重要的，但整體上仍以高架橋的樁基構造為主，且在建造橋梁時一般采用混凝土材質，加強上身橋梁的剛度以及強度，增強橋梁的穩定性，提升抗壓能力，保證高速鐵路的安全。混凝土有好幾種分類，例如高強度混凝土、輕質混凝土和流動性混凝土等，每種混凝土都有不同的作用，要根據不同的情況采用不一樣的混凝土材質，以保證高速鐵路的質量。②橋梁數量多，且跨度較大，樁基工作難度系數大。由于地理條件的限制，往往需要建造很多的橋梁以保證高速鐵路的正常通行，例如日本高速鐵路線路鐵路總長3000km，橋梁就占到46%；我國京滬高速鐵路總長1318km，橋梁數量占到61%。而且在建造橋梁時，橋梁的跨度較大，這無疑加大了高速鐵路橋梁樁基建設的難度系數。既要減少用地，也要保證施工質量。在挑戰高速鐵路的跨度時，很多國家還是很謹慎的。

鉆孔灌注樁施工指的是：利用機械鉆孔的方式按照設計要求在指定位置形成一定尺寸和深度的樁孔，然后灌入泥漿保護孔壁，經過泥漿循環排除所有殘渣后，放置鋼筋籠并灌注混凝土，混凝土凝固之后就得到了樁基。該施工技術的特點如下：①應用范圍廣泛，適用于各種地質條件下的樁基施工；②施工流程簡便快捷，可以有效提升施工進度；③穩定性好，成本低。隨著鉆孔灌注樁施工技術的不斷成熟，其已被廣泛應用到各類鐵路橋梁施工過程中。

2 鉆孔灌注樁施工的工藝流程

鉆孔灌注樁施工的一般工藝流程如下：施工準備→鉆機就位→鉆孔取樣→成孔驗收→泥漿的制備與應用→一次清孔→鋼筋籠的安裝→鉆機移位→二次清孔→水下混凝土灌注→成樁質量檢測。

2.1 施工前的準備工作

在進行鉆孔灌注樁施工前，要做好各類準備工作。具體來講：①要對施工場地進行全面細致的勘查，根據勘查結果和地質報告，在符合施工規范和工程要求的條件下設計出科學合理的施工方案；②準備施工材料。在施工前要統計并準備好各項施工材料，防止施工過程中因材料短缺而延誤工期；同時，要保證施工材料的質量，堅決杜絕劣質材料進入施工現場而影響工程質量；③器具選擇。鉆孔機具應根據地質條件加以選擇，如砂土層宜選用沖擊鉆鉆機，巖石層和碎石層則應選擇十字形的實心鉆頭，其直徑還應與設計樁徑一致。鉆孔前應設置堅固、不漏水的孔口護筒，護筒頂面宜高出施工水位或地下水位2m，在旱地或筑島時應高出施工地面0.5m。

2.2 鉆機就位與泥漿調制

鉆機的安裝應水平、穩固，并用水平尺及測錘校驗，確保鉆頭與護筒中心及設計樁位中心成一垂線。泥漿通常是由膨潤土、添加劑與水以適當比例調制而成的，調制中首先應注意對粘度和比重指標的控制，并及時檢測和調整泥漿的其他各項指標，以調制出性能優異的泥漿確保孔壁穩定防止塌孔。為提高鉆孔效率，施工人員要注意排除孔內鉆渣，并認真清理泥漿地溝中的沉淀物。

2.3 鉆孔環節的技術要點

鉆孔初時宜采用小沖程，使成孔堅實、圓順，對繼續鉆孔起導向作用。鉆進深度超過鉆頭全高加沖程后方可進行正常沖擊，沖程以2.0～3.0m為宜。應使起落鉆頭速度保持均勻，并經常檢查鉆頭轉向裝置，使鉆頭能夠自由轉動。處理孔內事故或因故停鉆，必須將鉆頭提出孔外，并對孔口加蓋。最后，應對樁孔的孔深、孔徑、傾斜度進行檢測，符合要求才能終孔。

2.4 清孔

清孔指的是清除樁孔中的殘渣以防止其影響樁基質量。清孔的方式各種各樣，主要包括：抽渣法、吸泥法和換漿法。不同的清孔方法有不同的適用范圍，其中，抽渣法主要用于沖擊成孔的摩擦樁，也可以用于不穩定地層條件；吸泥法主要應用于巖層地質條件，也可以應用到土層結構較為密實不易坍塌的工程中；換漿法主要應用于由正循環鉆進所形成的樁孔中。

2.5 制作安裝鋼筋籠

鋼筋籠的制作和安裝是整個施工流程中至關重要的一個環節，應該注意以下幾個要點：①必須嚴格按照鋼筋圖紙下料加工鋼筋籠，鋼筋規格數量型號要與設計要求相匹配；②在下放鋼筋籠時一定要保持其垂直度；③在安裝完鋼筋籠后必須及時加固防止其脫落。

2.6 混凝土的灌注

灌注環節的導管埋深以2～6m為宜，每根樁的灌注時間不應過長，中間不得停頓，并保證混凝土頂面灌注到樁頂設計高程以上1m左右。當混凝土灌到孔口不再返出泥漿時，說明混凝土壓力≤其在樁內頂升的阻力，此時應提升導管；若需提高0.5～1.0m以上才能灌入混凝土，則此時應拆除一些導管，以減小導管埋深。

2.7 樁基質量檢測

混凝土冷卻以后，接下來進行一項至關重要的環節，即樁基質量檢測環節，該環節是整個施工流程的最后一環，也承載著把控樁基質量的重要責任，因此必須要按照規范嚴格進行。要做好混凝土質量的檢查和驗收工作，同時對原材料和混凝土進行取樣。

3 鉆孔灌注樁施工過程中的常見問題及處理措施

在整個施工過程中，最常見的問題包括：成孔問題（如出現擴孔、塌孔、斜孔）、導管堵塞問題、斷樁問題以及浮籠問題等。施工人員一旦發現問題，必須在第一時間找出原因并及時補救。下面針對各種問題作簡要分析并提出相應的處理措施。

3.1 塌孔問題

塌孔問題多是由于護筒底部及周圍未用粘土回填或夯實不足，或在松軟砂土層中鉆孔時進尺過快，泥漿護壁形成較慢，導致孔壁滲水等原因所致，此時應以粘土夯填護筒出漿孔處，并重新選擇鉆進速度。若遇到較嚴重的塌孔情況，則應將鉆孔全部回填，待其穩定后重新鉆孔。

3.2 導管堵塞問題

導管堵塞是灌注混凝土過程中經常發生的一個問題，導致該問題的原因是多種多樣的。如果在混凝土灌注初期就發現導管存在滲漏水現象，此時堅決不能遷就施工，而應該及時對導管進行處理，之后重新清孔并灌注混凝土；如果導管堵塞情況發生在混凝土灌注到3～4m時，此時應將導管提出并清理掉已經灌注的混凝土，然后重新下管重新灌注混凝土，必要時應將鋼筋籠提出，將之前灌注的混凝土清理掉，千萬不能強行灌注導致斷柱現象或者影響工程質量。

3.3 斷樁問題

因混凝土坍落度小、和易性差，或電機意外停工等情況造成斷樁問題時，可用粗鋼筋在導管內沖擊，同時用錘敲擊導管側壁，把堵塞的混凝土沖開，重新將導管下至混凝土里面，并用抽水機抽干導管里的水，將導管提升約10mm后，采用高壓泵從導管內下送到混凝土里注入水泥漿，再繼續澆筑。為提高樁基質量，還應對所有鉆孔樁樁身（每根提取須≥2試件）混凝土進行超聲波檢測，確保其性能符合相關質量標準的要求。

4 結語

隨著我國社會主義經濟的蓬勃發展，鐵路橋梁的建設也如火如荼地進行，鉆孔灌注樁施工技術的標準也會越來越高，為了滿足經濟發展的需要以及整個社會對交通系統的要求，高速鐵路橋梁的樁基施工技術必須不斷開拓創新，積極學習外國的先進技術，引進先進的科學設備，提高高速鐵路橋梁樁基建設的質量，促進我國的現代化交通建設更好更快的發展，緩解我國的交通壓力。

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U445

A

2095-2066（2016）05-0194-02

2016-1-20

陳玉杰（1979-），女，助理工程師，本科，主要從事技術資料工作。