張 峰
(中鐵二十四局集團江蘇工程有限公司,江蘇 南京 210000)
目前,我國高鐵橋梁在樁基工程的施工中廣泛采用了鉆孔灌注樁施工技術(shù),因此鉆孔灌注樁技術(shù)的設(shè)計施工對于保證高鐵橋梁工程的整體質(zhì)量具有十分重要的意義。在高鐵橋梁鉆孔灌注樁技術(shù)的設(shè)計中,設(shè)計人員應(yīng)充分了解高鐵橋梁的特點,并嚴格遵守相關(guān)的設(shè)計規(guī)范,提高設(shè)計方案的可行性和合理性。而在鉆孔灌注樁的施工過程中,施工單位則應(yīng)根據(jù)設(shè)計標準以及施工要求對所有施工環(huán)節(jié)加強質(zhì)量控制,充分發(fā)揮鉆孔灌注樁施工比較便捷,所需要的施工場地面積比較小,對周邊環(huán)境的影響比較小的特點,提高施工的質(zhì)量,保證樁基結(jié)構(gòu)的承載能力能夠符合設(shè)計要求,為保證高鐵通行的安全暢通奠定堅實的基礎(chǔ)。
高鐵橋梁工程在設(shè)計鉆孔灌注樁技術(shù)時,鉆孔基礎(chǔ)是設(shè)計中的重點環(huán)節(jié)之一。準確計算樁基承載能力將直接關(guān)系到高鐵橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性。如果樁基承載能力的設(shè)計值較小,不僅會對高鐵橋梁以及鐵路施工的質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響,還有可能嚴重威脅到相關(guān)人員的人身安全,并造成重大的經(jīng)濟損失。但是如果在設(shè)計中將樁基的承載能力設(shè)置的過大,則會造成資源浪費的問題,既影響高鐵建設(shè)經(jīng)濟效益的實現(xiàn),同時也無助于高鐵發(fā)展的可持續(xù)性。因此在高鐵橋梁的鉆孔灌注樁技術(shù)設(shè)計中應(yīng)嚴格遵守相關(guān)的設(shè)計規(guī)范,合理應(yīng)用相關(guān)的計算公式來準確計算樁基的承載力。同時在設(shè)計中還應(yīng)全面考慮巖石強度、巖石的完好性以及樁底在基巖中的嵌入深度等因素,以保證計算結(jié)果的準確性[1]。因此在高鐵橋梁的建設(shè)中應(yīng)根據(jù)工程的具體特點,準確把握鉆孔灌注樁的設(shè)計要點。
如果高鐵橋梁工程所在區(qū)域在地震動峰值條件下的加速度小于0.15g,則其簡支梁墩臺的樁徑應(yīng)為Ф1.0 m,如果施工區(qū)域在地震動峰值條件下的加速度超過了0.2g時,其樁徑則應(yīng)為Ф1.25 m。如果高鐵橋梁工程位于泥石流以及流冰磨蝕多發(fā)區(qū)域時,則應(yīng)采用Ф1.25以上的樁徑。對于其他處于地基條件比較復雜或者具有高墩大跨等特殊結(jié)構(gòu)時,在設(shè)計中應(yīng)適當加大樁徑[2]。相關(guān)的樁基結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)嚴格遵守相關(guān)的設(shè)計規(guī)范。
在設(shè)計鉆孔灌注樁技術(shù)方案時,其單樁承載力的設(shè)計值應(yīng)根據(jù)作用條件的不同而采用不同的限制標準。例如當主力作用在4 000 kN范圍內(nèi)時,樁徑可采用Ф1.0 m;而當主力作用加大時,則應(yīng)根據(jù)作用力的大小來對樁徑進行相應(yīng)的調(diào)整。
在高鐵橋梁的樁基施工時,首先需要埋設(shè)護筒。通常制作鋼護筒的鋼板卷壁厚應(yīng)達到12 cm,同時護筒內(nèi)徑應(yīng)比樁徑大200~400 mm,護筒的埋深應(yīng)控制在2~4 m。埋設(shè)護筒時,應(yīng)用黏土夯實護筒四周,避免孔內(nèi)出現(xiàn)水頭超標的問題或者發(fā)生滲漏[3]。護筒在完成定位后還需根據(jù)設(shè)計要求對護筒位置進行復核,將護筒與樁位中心線之間的誤差值控制在允許范圍內(nèi)。另外,在回填時應(yīng)保證其密實度能夠達到設(shè)計要求,避免在進行鉆孔施工時有漏漿現(xiàn)象發(fā)生。
在進行鉆孔施工時應(yīng)首先做好相關(guān)的準備工作,對鉆機布設(shè)位置的平穩(wěn)性以及施工現(xiàn)場布局的合理性進行檢查,同時應(yīng)詳細檢查鉆機設(shè)備的質(zhì)量、性能以及運行狀態(tài),確保水電接通良好。在鉆機就位后,還要對設(shè)備頂端以及底座的穩(wěn)定性進行檢查。鉆孔施工過程中應(yīng)嚴格遵守慢轉(zhuǎn)輕壓的原則,同時要保證轉(zhuǎn)盤中心平穩(wěn),并將重塊及時加入以促使鉆機重心降低[4]。施工采取換班連續(xù)作業(yè)方式,在交接班時應(yīng)注意詳細記錄地層狀態(tài)以及施工進尺等數(shù)據(jù),做好技術(shù)交底工作。作業(yè)中要保證水頭高度能夠達到施工要求,并保持土層壓力的平衡性,避免產(chǎn)生坍塌或者鎖孔現(xiàn)象。施工時應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員來準確測定泥漿的含砂量、膠體率以及黏度等,以提高泥漿配比的科學性和準確性。此外還可以根據(jù)實際情況適當在泥漿中添加外加劑,以防止泥皮效應(yīng)形成,從而更好地保護好鉆孔孔壁。對于土層存在變化的位置應(yīng)取樣分析,并詳細記錄分析結(jié)果,為泥漿配比的合理調(diào)整提供可靠的參考依據(jù)。
鉆孔完成后就可以對其進行清孔作業(yè)了。清孔時應(yīng)徹底清理孔壁上附著的泥漿,同時還應(yīng)清理干凈空地的鉆渣以及沉淀物。完成清孔后,應(yīng)根據(jù)設(shè)計標準對摩擦樁內(nèi)的沉淀物進行檢查,當摩擦樁的直徑在1.3 m以內(nèi)時,其沉淀物的厚度不得超過100 mm。
安放鋼筋籠時,應(yīng)嚴格按照設(shè)計圖紙來對鋼筋籠進行保護層的設(shè)置。如果鋼筋籠完成加工制作后需要進行臨時堆放時,應(yīng)采取有效的防銹防潮措施。鋼筋籠在放置過程中應(yīng)嚴格遵守相關(guān)的操作規(guī)程,在對鋼筋籠進行起吊后,應(yīng)依次對其正位和對接,然后將鋼筋籠緩緩下放入孔。當鋼筋籠進入鉆孔后,仍需緩慢勻速的下放速度,嚴禁在孔內(nèi)對鋼筋籠進行旋轉(zhuǎn)。
灌注混凝土施工時,應(yīng)首先在攪拌站完成混凝土的拌和制作,并將其運輸至工程現(xiàn)場。灌注施工前應(yīng)準確測量孔內(nèi)沉淀物的實際厚度,如果沉淀物比較厚時,可以采取噴射法來對孔底進行噴射作業(yè),促使沉渣呈懸浮狀態(tài)。在對樁體進行灌注時,應(yīng)一次性連續(xù)完成從樁底直至頂端標高的灌注,同時在混凝土內(nèi)埋入導管的深度應(yīng)保持在0.8~1.3 m范圍內(nèi)。灌注施工時還應(yīng)對泥漿返出清孔加強觀測,一旦發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時采取控制措施。同時在灌注過程中應(yīng)適當移動導管,這樣可以有效減緩混凝土的凝固速度,從而為灌注施工創(chuàng)造良好的條件。此外,灌注至樁頂時應(yīng)適當高出設(shè)計標高。完成灌注施工4 h后,應(yīng)將多余樁頭去掉,且應(yīng)留出10~20 cm,以便對承臺以及系梁進行接澆。在灌注施工時還需注意,應(yīng)在混凝土頂面與鋼筋籠底相距約1 m時適當降低灌注速度,以避免鋼筋籠出現(xiàn)上浮的情況。
在高鐵建設(shè)的過程中,橋梁工程是重要的組成部分,而鉆孔灌注樁這項施工技術(shù)則被廣泛地應(yīng)用于橋梁樁基的施工中,因此高鐵橋梁鉆孔灌注樁技術(shù)的設(shè)計和施工質(zhì)量直接關(guān)系到高鐵通行的安全暢通,必須對其引起充分的重視。在鉆孔灌注樁技術(shù)的設(shè)計中,設(shè)計人員應(yīng)充分掌握高鐵橋梁的特點,遵守相關(guān)的設(shè)計規(guī)范,合理設(shè)計橋梁樁基的承載能力。此外,在鉆孔灌注追蹤技術(shù)的施工過程中,施工單位應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求對成樁質(zhì)量加強管理控制,確保鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量能夠符合相關(guān)的技術(shù)標準,為高鐵的安全運行提供可靠的保障,從而推動我國高鐵建設(shè)的健康發(fā)展。