淺議高原鐵路橋梁樁基旋挖鉆干法成孔施工技術(shù)

馬龍祥

中國建筑土木建設(shè)有限公司 北京 100071

在高原地區(qū)開展鐵路橋梁工程的建設(shè)時(shí)，會(huì)受到高原環(huán)境缺氧以及寒冷等條件的限制，需要充分考慮凍融問題，減少對(duì)凍土熱平衡的破壞。采用傳統(tǒng)鉆機(jī)工藝和鉆機(jī)設(shè)備，會(huì)由于施工時(shí)間較長而造成熱融問題，且工藝設(shè)備的循環(huán)排渣會(huì)影響高原環(huán)境。因此，采用功效更高且具有較強(qiáng)機(jī)動(dòng)性的旋挖鉆機(jī)等新型設(shè)備，以提高施工的效率。在施工實(shí)踐中結(jié)合高原地質(zhì)環(huán)境條件，運(yùn)用干法成孔工藝開展鉆進(jìn)作業(yè)。

1 施工準(zhǔn)備階段技術(shù)要點(diǎn)分析

施工單位應(yīng)該先指派專業(yè)技術(shù)人員準(zhǔn)確測定鐵路橋梁樁基各鉆孔樁位置，并放樣，各樁位的測放誤差應(yīng)控制在5cm 內(nèi)。同時(shí)，應(yīng)設(shè)置護(hù)樁、橋軸線樁以及中心樁，并對(duì)這些測量標(biāo)志做好保護(hù)措施，避免施工中的擾動(dòng)或者地表融沉以及凍脹等問題對(duì)其定位精度產(chǎn)生不利影響。需要對(duì)鉆孔場地進(jìn)行清理，原路基填土應(yīng)該保留約20～30cm，且應(yīng)將塑料泡沫隔熱板放置于鉆機(jī)底座下方，避免發(fā)動(dòng)機(jī)散熱影響凍土熱平衡[1]。

2 施工過程技術(shù)要點(diǎn)分析

2.1 旋挖鉆機(jī)就位技術(shù)要點(diǎn)

在旋挖鉆機(jī)就位時(shí)，可以通過系統(tǒng)自行到達(dá)指定位置，樁位與鉆頭之間的對(duì)位誤差應(yīng)控制在2 cm 內(nèi)。在旋挖鉆機(jī)駕駛室中設(shè)置保溫設(shè)施，配置必要的避雷接地設(shè)施，以保證施工作業(yè)的安全。

2.2 護(hù)筒埋設(shè)施工技術(shù)要點(diǎn)

為適應(yīng)高原地區(qū)環(huán)境特點(diǎn)，進(jìn)行鐵路橋梁工程的樁基施工時(shí)，應(yīng)埋設(shè)護(hù)筒，以保護(hù)孔口并增強(qiáng)樁基的抗拔性能。施工時(shí)，需要在天然凍土上限的下方一定深度范圍內(nèi)埋設(shè)護(hù)筒，在護(hù)筒表面均勻涂抹渣油，涂層厚度應(yīng)控制為1cm。在制作護(hù)筒時(shí)應(yīng)合理選擇鋼板的材質(zhì)規(guī)格，其內(nèi)徑與設(shè)計(jì)樁徑比應(yīng)大于10cm[2]。在鉆機(jī)就位后，應(yīng)根據(jù)護(hù)筒直徑選擇螺旋鉆頭型號(hào)進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)，鉆頭直徑一般應(yīng)比護(hù)筒大一級(jí)別。當(dāng)鉆進(jìn)至凍土天然上限下方0.5m 處時(shí)，停止鉆進(jìn)，并將護(hù)筒放入。在埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，施工人員應(yīng)精確控制對(duì)中精度以及垂直度，其對(duì)中誤差應(yīng)控制在5cm 內(nèi)。護(hù)筒埋設(shè)就位后，應(yīng)使用拌制渣油的粗粒土填充孔壁與護(hù)筒外側(cè)之間的空隙，填充應(yīng)飽滿，且密實(shí)度應(yīng)符合施工要求。

2.3 旋挖鉆干法成孔鉆進(jìn)施工技術(shù)要點(diǎn)

當(dāng)護(hù)筒埋設(shè)就位后，正式開始鉆進(jìn)成孔作業(yè)。在應(yīng)用旋挖機(jī)鉆進(jìn)時(shí)，主要通過液壓馬達(dá)下壓鉆桿頂，旋挖鉆頭以旋切方式對(duì)土體進(jìn)行切擠。施工單位應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場地層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行鉆頭的選擇，減底鉆頭主要適用于巖性地層，筒式鉆頭主要適用于砂性土或粘土體層，而平底鉆頭主要適用于碎粒土地層。在鉆進(jìn)開始階段，應(yīng)確保鉆桿垂直進(jìn)入地層，逐步增加鉆桿壓力，以高鉆速、慢進(jìn)尺以及小跟進(jìn)量方式進(jìn)行鉆進(jìn)施工，且在鉆進(jìn)過程中應(yīng)保持壓力均勻。遇到軟塑土等含水量較高的地層時(shí)，應(yīng)將進(jìn)尺速度適當(dāng)減緩，且避免鉆桿晃動(dòng)對(duì)孔徑的影響。在鉆進(jìn)過程中，出現(xiàn)鉆機(jī)搖晃明顯、鉆桿跳動(dòng)或者鉆不進(jìn)尺等問題時(shí)，應(yīng)采取停鉆檢查方式查找異常原因并采取相應(yīng)的處理措施。當(dāng)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高位置時(shí)，在原位將鉆頭正向空轉(zhuǎn)后，才可以停止轉(zhuǎn)動(dòng)并將鉆桿提出。旋挖鉆干法成孔作業(yè)應(yīng)保持連續(xù)性，當(dāng)受客觀因素影響必須暫停鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭應(yīng)提出孔外或者與孔底保持5m 以上的間距[3]。在旋挖鉆干法成孔作業(yè)過程中，施工人員應(yīng)詳細(xì)記錄鉆進(jìn)進(jìn)度，并根據(jù)鉆孔剖面繪制地質(zhì)圖。

2.4 干法成孔清孔施工技術(shù)要點(diǎn)

在完成鉆進(jìn)成孔作業(yè)后，應(yīng)通過螺旋鉆頭進(jìn)行清孔作業(yè)，以清除孔底虛土。同時(shí)，應(yīng)通過籠式探孔器等設(shè)備對(duì)孔形、孔徑等指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行檢測，以判斷成孔質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。施工單位應(yīng)詳細(xì)記錄檢測數(shù)據(jù)。

2.5 制作吊放鋼筋籠施工技術(shù)要點(diǎn)

制作鋼筋籠時(shí)應(yīng)合理選擇加工場地，需要對(duì)加工場地進(jìn)行整平。施工單位應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)樁長等因素選擇鋼筋籠的加工制作方式，可以采取整體一次性加工方式或者分段制作方式。在焊接鋼筋時(shí)應(yīng)合理選擇焊接工藝，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)環(huán)境溫濕度的監(jiān)測。在制作鋼筋籠時(shí)應(yīng)保證其主筋內(nèi)緣光滑順直，在主筋凈空范圍內(nèi)不可以有接頭存在。同時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確設(shè)置空轉(zhuǎn)保護(hù)層厚度，避免鋼筋籠受到破壞。在吊放鋼筋籠前，應(yīng)先對(duì)其形狀外觀進(jìn)行檢查，避免有變形或刻痕等問題存在。在檢驗(yàn)合格后合理選擇吊裝設(shè)備，在下放鋼筋籠時(shí)應(yīng)避免對(duì)孔壁造成碰撞破壞。施工人員應(yīng)嚴(yán)格空轉(zhuǎn)鋼筋籠安裝位置，頂?shù)酌鏄?biāo)高誤差應(yīng)控制在5cm 內(nèi)。

2.6 混凝土灌注施工技術(shù)要點(diǎn)

在旋挖鉆干法成孔施工時(shí)，一般通過垂直導(dǎo)管法進(jìn)行混凝土的灌注施工，并利用混凝土對(duì)導(dǎo)管的反壓擾動(dòng)達(dá)到振搗目的。施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求選擇混凝土型號(hào)，并在灌注過程中加強(qiáng)對(duì)混凝土入孔溫度的監(jiān)測。當(dāng)鐵路橋梁工程位于高原凍土區(qū)域時(shí)，混凝土的入孔溫度一般應(yīng)為0～5℃?；炷凉嘧?yīng)保持連續(xù)性，且在完成灌注后及時(shí)采用蓄熱保溫措施。

3 施工驗(yàn)收技術(shù)分析

通過旋挖鉆干法成孔技術(shù)完成鐵路橋梁樁基施工后，應(yīng)結(jié)合高原地區(qū)環(huán)境和施工要求采用無損小應(yīng)變檢測方式，對(duì)鉆孔樁樁體和地基的結(jié)合度、樁身混凝土的均勻性以及強(qiáng)度等各項(xiàng)關(guān)鍵性指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行檢測分析，以保證旋挖鉆干法成孔施工質(zhì)量。

4 結(jié)語

在高原地區(qū)開展鐵路橋梁工程建設(shè)時(shí)，應(yīng)充分了解高原地質(zhì)氣候環(huán)境特點(diǎn)，積極采用高旋挖鉆干法成孔等先進(jìn)的施工技術(shù)設(shè)備，以提高施工的質(zhì)量和效率，減少對(duì)高原環(huán)境的污染，保證高原施工的安全。施工單位應(yīng)準(zhǔn)確掌握各施工環(huán)節(jié)技術(shù)要點(diǎn)，提高施工作業(yè)的規(guī)范性，為高原地區(qū)的鐵路工程建設(shè)提供重要的技術(shù)支撐，從而推動(dòng)我國高原地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。