沿海灘涂區(qū)高速鐵路橋梁樁基施工工藝與質(zhì)量闡述

鄭海強(qiáng)

【摘要】本文針對高速鐵路橋梁樁基施工工藝應(yīng)用流程展開梳理，內(nèi)容包括樁基施工設(shè)備選型、進(jìn)行樁基放樣定位、展開護(hù)筒埋設(shè)作業(yè)、按要求制作泥漿、展開鉆機(jī)鉆孔施工、按要求進(jìn)行清孔處理、鋼筋工程制作與安裝、樁基混凝土澆筑、進(jìn)行樁基檢測作業(yè)等，通過研究加強(qiáng)材料質(zhì)量檢查、做好設(shè)備養(yǎng)護(hù)工作、做好突發(fā)問題處理、加強(qiáng)施工隊伍建設(shè)、技術(shù)應(yīng)用工序控制等質(zhì)量控制要點(diǎn)，其目的在于加快工程作業(yè)進(jìn)度，提高工程項目成型質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】沿海灘涂區(qū);高速鐵路工程;橋梁樁基工程

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.08.025

引言：

高鐵作為現(xiàn)階段人們外出的重要形式，具備行駛速度快、載客量大等優(yōu)勢，而高速鐵路作為高鐵的重要載體，其施工質(zhì)量也將直接影響到高鐵運(yùn)行安全性。在高速鐵路施工過程中，橋梁樁基施工屬于非常基礎(chǔ)的工作內(nèi)容，基于沿海灘涂區(qū)基本特征，梳理橋梁樁基施工工藝與質(zhì)量控制要點(diǎn)，對于加快工程施工進(jìn)度，提高工程作業(yè)質(zhì)量有著積極的意義。

1、沿海灘涂區(qū)高速鐵路橋梁樁基施工工藝梳理

1.1樁基施工設(shè)備選型

相較于普通作業(yè)地區(qū)，沿海灘涂區(qū)具有高壓縮性、工程性質(zhì)差、易出現(xiàn)施工危害、機(jī)械震陷等施工問題。為確保樁基施工活動的有序展開，首要任務(wù)便是做好施工設(shè)備選型工作，具體施工時應(yīng)考慮的內(nèi)容如下：

（1）考慮所選設(shè)備的成孔質(zhì)量，目前在沿海灘涂區(qū)施工期間，經(jīng)常使用到的樁基施工工藝包括反循環(huán)施工工藝、正循環(huán)鉆成孔工藝兩種，在具體應(yīng)用中也需要評估相匹配鉆孔設(shè)備與成孔質(zhì)量的匹配度，提高選擇結(jié)果的可靠性。

（2）考慮設(shè)備施工進(jìn)度，高速鐵路的施工里程較長，為確保各工段的順利銜接，也需要做好其作業(yè)速度的考核工作，此過程會利用到仿真模型，在模型輔助下來篩選出合適的施工設(shè)備。

（3）考慮設(shè)備經(jīng)濟(jì)效益，在確保機(jī)械設(shè)備安全性、質(zhì)量性等因素均滿足要求的情況下，選擇綜合性價比較高的鉆機(jī)設(shè)備，以減少綜合成本支出。

1.2進(jìn)行樁基放樣定位

進(jìn)入到樁基放樣定位環(huán)節(jié)后，應(yīng)注意以下內(nèi)容：

（1）在墩臺放樣時，所選擇的首樁位置一般會定位在角樁位置，此時無論使用哪一類鉆孔設(shè)備，需要使用隔樁成孔工藝，這樣要求放樣時做好編號工作，以便于后續(xù)鉆孔作業(yè)活動的有序進(jìn)行。

（2）對于樁中心進(jìn)行放樣處理后，需要合理設(shè)置定位護(hù)樁，所設(shè)計的護(hù)樁也需要確保埋設(shè)結(jié)果的穩(wěn)固性，此過程均需要做好標(biāo)記和編號工作，以提高施工結(jié)果的可靠性。

（3）完成所有樁基放樣工作后，需要及時對放樣質(zhì)量進(jìn)行檢查，并修正放樣中存在的問題，以此來提高放樣結(jié)果的可靠性。同時在施工過程中，也需要做好樁孔中心放樣質(zhì)量的復(fù)核工作，避免出現(xiàn)樁點(diǎn)掩埋問題。

1.3展開護(hù)筒埋設(shè)作業(yè)

完成上述施工活動后，進(jìn)入到護(hù)筒埋設(shè)作業(yè)環(huán)節(jié)，在具體施工中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）做好鋼護(hù)筒施工質(zhì)量監(jiān)督，一般情況下，制作鋼護(hù)筒的材料為6mm后鋼板，結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況，安排廠家進(jìn)行定制。

（2）在護(hù)筒作業(yè)期間，如果使用的鉆孔設(shè)備為循環(huán)鉆，那么此時使用到的護(hù)筒結(jié)構(gòu)，其直徑需要超出樁徑20cm;如果使用的鉆孔設(shè)備為沖擊鉆，那么此時使用到的護(hù)筒結(jié)構(gòu)，其直徑需要超出樁徑40cm。

（3）在對護(hù)筒進(jìn)行埋設(shè)處理時，埋設(shè)深度不能小于1.0m，而且護(hù)筒底腳也需要進(jìn)入沖刷線以下1.0m以上，伸入到承臺地底面的長度也需要超過0.5m，護(hù)筒距離地面高度需超過0.5m，以滿足相應(yīng)的施工要求。

（4）在護(hù)筒施工過程中，其平面位置的誤差允許需控制在50mm以內(nèi)，而護(hù)筒的垂直度也需控制在1%以下，以提高護(hù)筒作業(yè)結(jié)果的可靠性。

1.4按要求制作泥漿

在沿海灘涂區(qū)施工期間，其地質(zhì)條件的復(fù)雜度相對較高，對于護(hù)壁泥漿拌和要求較高。對此在實(shí)際作業(yè)中，也需要基于地層差異性來進(jìn)行泥漿試配，以提高所使用泥漿質(zhì)量的合規(guī)性。一般情況下，會選擇優(yōu)質(zhì)粘土作為基礎(chǔ)原料，在必要時也會向其中摻高效速凝劑（聚丙烯酰胺 PHP）、羧基纖維素（CMC）、純堿（Na2CO3） 等材料，同時利用試驗(yàn)的方式來確定最佳配合比。基于以往的作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，所使用的泥漿指標(biāo)如下：比重為1.1～1.3，含砂率不能超過4%，黏度在一般地層中為16-22Pa.s，在松散易坍塌地層19-28 Pa.s，膠體率不小于 95%，pH大于6.5。 施工時應(yīng)每2h檢測1次泥漿指標(biāo)，并根據(jù)不同地層作出相應(yīng)調(diào)整，以確保泥漿護(hù)壁效果，防止塌孔病害發(fā)生，為后續(xù)鉆孔作業(yè)活動的進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。另外，所有泥漿指標(biāo)數(shù)據(jù)都會利用信息技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，并且利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)對其進(jìn)行存儲，做好屬性標(biāo)記工作，為數(shù)據(jù)追溯工作的展開奠定良好基礎(chǔ)。

1.5展開鉆機(jī)鉆孔施工

鉆機(jī)平臺要牢固，安裝要平穩(wěn)，設(shè)置限位裝置，防止施工產(chǎn)生沉陷和位移。循環(huán)鉆機(jī)開鉆時均應(yīng)慢速鉆進(jìn)，慢速輕壓、平穩(wěn)，待鉆頭全部進(jìn)入地層后，再適當(dāng)加速鉆進(jìn);沖擊鉆開始鉆進(jìn)時，應(yīng)適當(dāng)控制進(jìn)尺，在鉆進(jìn)至護(hù)筒底部時，應(yīng)短沖程鉆進(jìn)，確保護(hù)筒底部有堅固的泥皮護(hù)壁，防止塌孔，待鉆進(jìn)深度超過鉆頭全高再加正常鉆進(jìn)沖程后，可適當(dāng)加速鉆進(jìn)。 鉆孔過程中應(yīng)隨時檢查孔位、傾斜度等，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整解決。每鉆進(jìn)2m或發(fā)現(xiàn)地層變化時，應(yīng)撈取鉆渣樣，查明巖質(zhì)類別并記錄，并與設(shè)計圖紙進(jìn)行核對，發(fā)現(xiàn)問題及時向監(jiān)理工程師和設(shè)計院地質(zhì)工程師進(jìn)行匯報，以待處理。鉆孔達(dá)到設(shè)計深度后，要對孔徑、孔深、孔位和傾斜度進(jìn)行檢查，并及時提交鉆孔記錄和渣樣，待現(xiàn)場監(jiān)理工程師和設(shè)計院地質(zhì)工程師共同確認(rèn)后方可終孔。除此之外，在鉆孔過程中也需要做好鉆進(jìn)速度控制，在遇到較硬阻礙物時需要暫停繼續(xù)鉆進(jìn)，了解阻礙物體積、硬度等參數(shù)，并以此來擬定相匹配的處理措施，從而降低阻礙物帶來的負(fù)面影響，確保鉆進(jìn)過程的有序進(jìn)行。

1.6按要求進(jìn)行清孔處理

在沿海灘涂區(qū)完成鉆孔作業(yè)后，進(jìn)入到清孔作業(yè)環(huán)節(jié)。在此過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一，合理選擇清孔方法，在清孔處理時，多使用換漿法進(jìn)行施工，不允許使用加深孔深的方式來代替清孔，在清孔處理中，其擬建該比重會控制在1.1以內(nèi)，同時需要將含砂率控制在2%以下，其黏度數(shù)值也需控制在17-20s，逐漸將孔內(nèi)殘渣清洗干凈。第二，在排除泥漿中不再有2～3mm的顆粒物時，表明此次清理結(jié)果滿足要求。而且在清孔質(zhì)量的檢查中，要求柱樁樁底沉渣厚度需控制在5cm以下，而摩擦樁樁底的沉渣厚度則需要控制在10cm以內(nèi)，以提高清渣結(jié)果的可靠性與合理性。第三，清孔工作結(jié)束后，也需要對孔壁穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，確定其滿足要求后可以進(jìn)入到下一作業(yè)階段。

1.7鋼筋工程制作與安裝

完成上述工作內(nèi)容后，進(jìn)入到鋼筋工程制作與安裝各環(huán)節(jié)，從實(shí)際應(yīng)用情況來看，也需要注意以下幾點(diǎn)：（1）嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙中的相關(guān)要求來展開工作，如果使用到的鋼筋籠主筋在20mm以下，那么此時會利用焊接連接的方式進(jìn)行處理，在焊接時雙面焊接長度需超過5d（d表示鋼筋直徑），如果使用單面焊那么焊接長度需超過10d，而此時的焊縫厚度也需要控制在0.3d以上，寬度也需要超出0.8d。（2）在焊接工作開展過程中，需要提前對鋼筋端部進(jìn)行處理，過程中需進(jìn)行預(yù)彎處理，以此來確保鋼筋軸心保持在同一直線，以確保制作結(jié)果的可靠性。如果使用到的鋼筋籠主筋超過20mm，那么此時則使用滾軋直螺紋套頭的方式進(jìn)行連接，在套頭處理時，其連接狀態(tài)需滿足螺距擰緊力矩要求，以此來提高作業(yè)結(jié)果的可靠性。（3）所有鋼筋籠保護(hù)墊塊都需要滿足規(guī)范性要求，并且在安裝時也需利用導(dǎo)向架來對其進(jìn)行固定，作用是避免混凝土灌注期間出現(xiàn)鋼筋籠上浮、傾斜或者移動的情況。（4）利用BIM技術(shù)對于墊塊位置、固定位置、波紋管安裝位置進(jìn)行建模，在樁基澆筑時也可以根據(jù)建模提示來避開這些結(jié)構(gòu)，確保澆筑結(jié)果的可靠性。

1.8樁基混凝土澆筑

進(jìn)入到樁基混凝土澆筑環(huán)節(jié)后，需注意以下幾點(diǎn)：

（1）基于沿海灘涂作業(yè)情況，在樁基混凝土澆筑活動中，會使用水下混凝土澆筑法。在澆筑活動開始前，需要先進(jìn)行沉渣厚度的檢查工作，如果質(zhì)量不滿足作業(yè)要求，那么此時也需利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，待其滿足要求后再展開澆筑作業(yè)。

（2）考慮到沿海地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜度較高，對于樁基混凝土耐久性會帶來較大影響，因此使用到的混凝土等級需要與具體要求保持一致，混凝土的配合比也需要經(jīng)監(jiān)理工程師進(jìn)行質(zhì)量檢查，待滿足要求后才可以進(jìn)行使用。

（3）通常情況下，所使用混凝土塌落度應(yīng)控制在180mm～220 mm，并且所使用到的灌注導(dǎo)管也需要提前進(jìn)行試壓，其壓力數(shù)值為靜水壓力的1.5倍。第四，首批混凝土的澆筑方量應(yīng)滿足導(dǎo)管初次埋深≥1.0 m，但是不宜超過3.0m，所設(shè)置的導(dǎo)管下口距離孔底30-50cm，參考相應(yīng)規(guī)范來計算出首批混凝土方量，做好應(yīng)用環(huán)節(jié)中各個參數(shù)的控制工作，以此來提高最終作業(yè)結(jié)果的可靠性。第五，做好澆筑溫度控制，一般情況下外界澆筑溫度應(yīng)控制在5℃-35℃，在溫度過低或過高時也需要做好降溫或加溫工作，以此來減少澆筑后病害問題，提高澆筑結(jié)果的可靠性。

1.9進(jìn)行樁基檢測作業(yè)

完成上述工作內(nèi)容后，進(jìn)入到樁基檢測作業(yè)環(huán)節(jié)，目前多以超聲波檢測技術(shù)來作為常用檢測技術(shù)，在具體實(shí)踐中，也需要注意以下內(nèi)容：第一，在樁基鋼筋籠上焊接聲測管，在對聲測管材料的選擇中，多使用質(zhì)地堅硬的鐵管、不銹鋼管來進(jìn)行制作，有效防止混凝土澆筑時帶來的破壞性。而聲測管的直徑、具體安裝數(shù)量也需要結(jié)合橋梁樁基直徑來進(jìn)行確定。一般都會使用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（樁徑1.5m）作為評價標(biāo)準(zhǔn)。如果橋梁直徑小于1.5m，那么會在鋼筋籠上布設(shè)3根聲測管，超過1.5m則需在鋼筋籠中布設(shè)4根聲測管，以滿足相應(yīng)的使用需求。第二，在對橋梁樁基進(jìn)行超聲波檢測時，也需要提前篩選可靠的檢測儀器，應(yīng)用前也需提前調(diào)試好相關(guān)參數(shù)，待滿足要求后再開始檢測。在此過程中各個測點(diǎn)的間距需控制在0.2m-0.5m，為了提升檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行抽檢和復(fù)檢，以此來將檢測誤差控制在10%以下，以此來提高所得檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2、高速鐵路橋梁樁基施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1加強(qiáng)材料質(zhì)量檢查

通過加強(qiáng)材料質(zhì)量檢查，可以為后續(xù)作業(yè)活動的展開奠定基礎(chǔ)，降低施工質(zhì)量問題的發(fā)生概率。在具體實(shí)踐中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一，對于沿海灘涂區(qū)域的基礎(chǔ)情況進(jìn)行整理，內(nèi)容涉及水文條件、地質(zhì)條件等，根據(jù)所得到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，來確定此時施工時所需要的施工材料。第二，在施工材料計劃的擬定中，需要對各項參數(shù)進(jìn)行細(xì)化，包括材料級配、材料采購量、強(qiáng)度、含水量、含泥量等，嚴(yán)格按要求展開采購任務(wù)，以提高施工材料采購結(jié)果的可靠性。第三，施工材料進(jìn)場保存前，需要做好相應(yīng)的質(zhì)量檢查工作，等待其滿足要求后才允許其進(jìn)行存儲管理，結(jié)合材料特點(diǎn)來進(jìn)行保存。如水泥材料需保存在通風(fēng)、干燥環(huán)境中，以滿足相應(yīng)的使用要求。第四，在材料使用中也需要做好質(zhì)量抽檢和隨檢，以確保施工中所使用材料的統(tǒng)一性。尤其是長期未使用的材料，再次應(yīng)用前也需要對其質(zhì)量進(jìn)行校核，待滿足要求后再進(jìn)行使用，從而提高所使用材料質(zhì)量的可靠性，滿足相應(yīng)的使用需求。

2.2做好設(shè)備養(yǎng)護(hù)工作

通過做好設(shè)備養(yǎng)護(hù)工作，能夠確保設(shè)備工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，減少機(jī)械故障帶來的負(fù)面影響。在沿海灘涂地區(qū)展開樁基作業(yè)時，會使用到許多施工設(shè)備，包括鉆機(jī)設(shè)備、起重機(jī)、挖掘機(jī)等，同時考慮到沿海灘涂地區(qū)的氣候條件復(fù)雜，會給設(shè)備運(yùn)行帶來較大負(fù)面影響，這也需要在施工時及時做好設(shè)備養(yǎng)護(hù)工作，以延長施工設(shè)備的使用壽命。一般情況下，所擬定設(shè)備養(yǎng)護(hù)計劃包括日常養(yǎng)護(hù)計劃和定期養(yǎng)護(hù)計劃，在日常養(yǎng)護(hù)計劃中，會在每日工作結(jié)束后對于使用到的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，清除掉設(shè)備表面污漬、銹跡，對于儀器異常、出現(xiàn)異響的情況，也會及時做好處理，起到維持機(jī)械設(shè)備工作穩(wěn)定性的作用。定期養(yǎng)護(hù)計劃是在15-30d時對于設(shè)備進(jìn)行一次系統(tǒng)檢查，更換其中損壞、磨損嚴(yán)重、老化零件，使其可以維持更加穩(wěn)定的狀態(tài)，滿足相應(yīng)的作業(yè)要求。

2.3做好突發(fā)問題處理

通過做好突發(fā)問題處理，可以確保樁基施工活動的有序展開，以提高最終作業(yè)結(jié)果的可靠性。目前在樁基施工時，經(jīng)常遇到的施工問題及處理方法如下：（1）漏漿問題，沿海灘涂地區(qū)的地質(zhì)松散度較高，很容易出現(xiàn)鉆進(jìn)漏漿問題。對于一般的漏漿問題，可向其中投入泥包;如果漏漿問題比較嚴(yán)重，則會在投入泥包的同時添加片石，以提高最終的處理結(jié)果。（2）坍塌問題處理，如果孔壁漏漿問題比較嚴(yán)重，便會導(dǎo)致坍塌問題。對于此問題，可以對可能出現(xiàn)此問題的地層進(jìn)行預(yù)估，使用雙套筒來參與施工，以提高最終作業(yè)結(jié)果的可靠性。（3）孤石問題，在成孔過程中如果遇到了孤石，那么此時則可以使用高沖程與低沖程交互的方式清理掉孤石，若石頭質(zhì)地堅硬那么也可以使用孔內(nèi)爆破法來進(jìn)行處理，以確保鉆孔活動的有序進(jìn)行。

2.4加強(qiáng)施工隊伍建設(shè)

通過加強(qiáng)施工隊伍建設(shè)，能夠提高施工活動推進(jìn)過程的有序性，減少人為因素帶來的施工問題。在具體實(shí)踐中應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：

（1）做好施工隊伍的選擇工作，在實(shí)際應(yīng)用中可使用招投標(biāo)的方式來選擇可靠的施工隊伍，在此過程中使用到的考核指標(biāo)包括社會信譽(yù)度、綜合實(shí)力等，由此來選擇可靠的施工隊伍。

（2）施工隊伍在開展作業(yè)活動前，也需要和技術(shù)人員做好信息溝通，做好技術(shù)交底工作，使施工隊伍可以熟知施工內(nèi)容。而且施工人員在工作前，也會做好能力測試，篩選滿足上崗要求的人員參與施工，提高施工結(jié)果的可靠性。

2.5技術(shù)應(yīng)用工序控制

通過做好技術(shù)應(yīng)用工序控制，可以確保各工序作業(yè)結(jié)果的可靠性，提高樁基施工結(jié)果的可靠性。在具體實(shí)踐中應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：

（1）對于樁基施工工藝的應(yīng)用工序進(jìn)行整理，確定各環(huán)節(jié)作業(yè)質(zhì)量要求，以此來制定可靠的質(zhì)量管理體系，為施工活動的有序進(jìn)行提供參考。

（2）做好節(jié)點(diǎn)作業(yè)質(zhì)量的管理工作，尤其是隱蔽類工程，需確保上一環(huán)節(jié)作業(yè)質(zhì)量滿足要求后，再展開下一階段的施工活動，以此來提高作業(yè)結(jié)果的可靠性，提升高速鐵路橋梁樁基工程作業(yè)結(jié)果的可靠性。

結(jié)語：

綜上所述，加強(qiáng)材料質(zhì)量檢查，可以為后續(xù)作業(yè)活動的展開奠定基礎(chǔ)，做好設(shè)備養(yǎng)護(hù)工作，能夠確保設(shè)備工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，做好突發(fā)問題處理，可以確保樁基施工活動的有序展開，加強(qiáng)施工隊伍建設(shè)，能夠提高施工活動推進(jìn)過程的有序性，做好技術(shù)應(yīng)用工序控制，可以確保各工序作業(yè)結(jié)果的可靠性。通過采取恰當(dāng)措施來提高各環(huán)節(jié)作業(yè)質(zhì)量，對于加快工程作業(yè)進(jìn)度，提高工程作業(yè)質(zhì)量有著積極的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝浩.滬通鐵路路基下穿京滬高速鐵路橋梁施工影響分析[J].鐵道建筑，2020，60（11）：102-106.

[2]張強(qiáng).沿海灘涂區(qū)高速鐵路橋梁樁基施工工藝及質(zhì)量控制[J].低碳世界，2020，10（03）：150-151.

[3]夏琴.巖溶地質(zhì)條件下鐵路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)[J].綠色環(huán)保建材，2019（07）：185+188.

[4]常富貴.地鐵盾構(gòu)側(cè)穿高速鐵路橋梁樁基施工技術(shù)與應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2018（24）：204-205.