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【摘 要】 近年来,随着我国社会经济和科学技术的发展,铁路运输的发达程度日益增大,同时也为人们的生产和生活带来了极大的便利,与此同时,铁路桥梁作为生产运输的基础设施,对其施工技术也提出了新的要求。铁路桥梁的结构主要以钢筋混凝土结构为主,而混凝土结构重量大,这就要求铁路桥梁的施工设计要更加完善,重视桥梁主要承重部位即桩基础的施工质量,使桥梁桩基础的质量和承重力要达到相应的要求。掌握铁路桥梁桩基础施工技术在施工中的应用,明确施工过程中的技术要点,有助于保证铁路桥梁施工的安全性和高效性,确保施工质量和进度,提高铁路运输的安全性和稳定性。
【关键词】 铁路桥梁;桩基础;施工技术;应用
当前运输业的大力发展,使得人们运输设备的规格要求也在不断提高,因而对铁路桥梁基础设施的需求数量不断增加,对铁路桥梁的质量要求也不断加高。而铁路桥梁桩基础施工质量决定着铁路桥梁质量的是否过硬。所以拥有一套先进的、能普遍应用的铁路桥梁桩施工技术,能够为我国运输事业做出质的改变。因此,本文就对铁路桥梁桩基础施工技术的应用进行阐述。
一、桩基础工程的含义和概况
在我国的经济发展中,建筑工程的发展正在不断加快。在很多的建筑工程项目中,桩基础技术是一项最为基本的工程,是建筑工程中最为核心的一部分。主要是有基础的桩作和桩顶部的结合部分而形成的一种基础建设工程。高承台桩基,一般是指桩身的上面半部分和承台之间的底部全部都是在地面上,所以,要能够切实依据不同的施工方法,将其划分为灌注桩和预定柱这两个部分,而对于高承台桩基在实际的施工环节中最为直接的方法就往地面打孔这种方式,最后形成相应的建筑基础,而地承台柱桩基,则是指桩身是处于地面以下的地方,承台是利用地面和土体之间的关系进行直接的接触,而低的承台桩的运用在建筑施工现场主要是采用静压和水冲入、锤击敲打的方式,将一系列的基桩打入土地中去。在另外一方面,建筑师能够运用桩基础技术,桩基础技术可以有效地将建筑的各个方向的负荷全部转移到桩基周围的土层之中,尤其是建筑物受到自然灾害的威胁时,桩基可以有效地转移建筑物的压力,有效地降低建筑物由于受到外力作用时产生的扭曲变形,从而有效地确保建筑物的稳定性,所以,桩基础技术在施工过程中得到最为广泛的运用,特别是针对一些地基不稳以及涂层较厚的情况下,桩基埋藏的深度无法有效地与坚实的地层相接触时,可能要对桩基的沉没的问题。
二、铁路桥梁桩基础施工的准备工作
对桩基础施工的准备工作主要是从施工环境、桩基础的方位测定、护筒以及钻孔泥浆等方面着手,确保为桩基基础施工创建良好的施工条件。
(一)勘测清理桩基基础施工场地
能否排除对施工有阻碍作用的一切事物,是一个桩基工程能否开展的先决条件。充分进行实地考察是至关重要的,例如施工场地是否属于旱地、是否处于浅水区、是否堆积杂物、等都要根据施工的详细参数来对应标的研究,用适当的方法来解决。保证施工场地的平整、硬实。
(二)桩基基础的桩位测定
下一步准备工作是要在场地上进行桩位测定,即借助木桩对桩位的中心和标高明确标识,再进行护桩的埋设。在护桩埋设时,要注意保持桩顶与地面高度一致,并用砂浆进行固定处理,在深水环境中,要借助钢护筒进行固定,保证桩的牢固性。
(三)桩基基础的护筒准备
通常来说,应用于桩基基础施工中的护筒多为钢护筒,并且对钢护筒的厚度有一定的要求。在顶部和底部都做加厚处理,根据土质确定护筒的高度,一般保证在两米以上。另外,在旱墩护筒周围需要用粘土夯实,并且保证粘土达到护筒底部。在对护筒进行埋设时,需要保证护筒中心与桩位中心的一致性,尽量减少偏差,同时重视护筒衔接的质量。
(四)桩基基础的钻孔泥浆
在进行桩基基础施工之前,需要准备充足良好的造浆粘土或者是膨润土,并且适当的布置泥浆的循环和净化,建设好各种施工池,保证泥浆的合理倾倒,为整个施工创造良好的环境和便利的条件。
三、桩基基础钻孔的施工
钻机就位前,应对主要机具及配套设备进行检查、维修。就位后,底座和顶端应平稳,不得产生位移和沉陷,放置钻机的起吊滑轮线、钻头(钻杆)和钻孔中心三者应在同一个铅垂线上,其偏差不得大于2cm,竖直向倾斜不大于0.5%。
初次钻孔时进尺适当控制,采用慢速鉆进,冲击钻用小冲程,正反循环钻应采用减压钻进,孔底承受的钻压不超过钻具重力之和(扣除浮力)的80%。并经常检查放置钻机的起吊滑轮线、钻头(钻杆)和钻孔中心三者是否在同一铅垂线上,使初成孔竖直、圆顺,防止孔位偏心、孔口坍塌。正常钻进后,冲击钻采用4-5m中、大冲程。但最大冲程不超过6m,正反循环钻则待导向部位或钻头全部进入地层后方可加速钻进。钻进过程中及时排渣。同时经常注意地层的变化,在地层的变化处均应捞取渣样,判断地质的类型,记入记录表中,并与设计提供的地质剖面图相对照,钻渣样应编号保存,以便分析备查。
施工中应经常检查钻头转动装置是否被钻碴卡住,钻进时常低锤勤击,冲击钻钢丝绳松绳不得过大,以免造成斜孔、卡钻、坍孔、漏浆等故障,且钢丝绳松绳不得过小以免造成打空锤,影响进尺。钻孔作业必须连续进行,不得中断。因特殊情况必须停钻时,孔口应加保护盖,(用5cm厚木板或3mm花纹钢制作)并严禁钻头留在孔内,以防埋钻。经常检查泥浆的各项指标,包括泥浆比重、稠度、含砂率、酸碱度等,并根据地质情况及时调整。
当钻孔深度达到设计要求时,应对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查,测绳应经常校正刻度,避免超钻、或钻孔深度不够,检孔器钢筋外圈直径应大于钢筋笼外圈直径10cm,且不得大于钻头直径,确认满足设计要求后,方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。
四、桩基基础钢筋与水下混凝土灌注施工
(一)桩基基础钢筋笼施工和吊装 钢筋笼视其长度采用整体预制或分节预制,钢筋笼骨架应具有足够的刚度和稳定性,以便运送、吊装和灌注混凝土时不致松散、变形。制作时每隔2m增设加固钢筋一道,在骨架上端根据实际需要合理设置吊环。在骨架主筋外侧,将定位钢筋焊接在骨架主筋上,数量每1.0-1.5m不少于4个,以控制保护层。钢筋笼分节起吊要及时、准确就位,快速接长至设计深度加以固定,待混凝土灌注完毕并初凝后方可解除钢筋笼的固定设施。在钢筋笼就位前仍需要检查有无坍孔,以便及时采取措施。
(二)桩基基础导管的设立
用装有垫圈的法兰盘连接管节,导管应进行水密、承压和接头抗拉试验。导管连接牢固,接头封闭严密,上下成直线吊装,位于井孔中央,并在混凝土灌注前进行升降试验,防止导管卡住。
(三)灌注水下混凝土
水下混凝土的灌注要保证其使用的水泥按国家的相关标准应使用普通硅酸盐水泥(425#);骨料的选用一般为当地所产的中砂,但砂石的成分结构要符合规范标准;水的使用需要试验检验当地的河水、自来水是否符合规定后方可采用;混凝土配比例一般是根据材料性质通过试验配比正确后方可确定;导管一般采用钢管(壁厚=4mm、管内径=25mm),导管需分节制作,一般节与节之间以丝口联结,水密试验和接头拉力试验是导管组合试拼之前的必要步骤;水下混凝土灌注是否照额定的程序按部就班的实施决定着桩身的质量,因此要十分留意各个环节的要求事项是否达到。一般混凝土是集中提供,由运输泵输送浇灌。则输送导管的长度应该大于等于4米,且导管末端与孔底要相距30米,每次拔管后导管在混凝土面力的长度为2米到六米之间。导管的斗口必须安置砂袋或者隔水袋时,料斗装满之前一般是封闭料斗口的,目的就是为了混凝土能随重力下落。在混凝土灌注时,导管在支架上通过吊车的每次提升时都是需要专人勘测提升高度是否合理,例如在提升前专管人员就必须测量导管是否在提升后埋在混凝土面内的长度≥2米。而初次的混凝土灌注必须以桩径为依据计算保证导管被埋在混凝土面的长度≥1米。混凝土灌注满后必须超灌出80厘米,并且需要在2小时将超灌注的混凝土清楚掉,从而来保证桩身的質量。并且在灌注过程中持续灌注和孔内水头的高度也为桩身质量提供有效保障。针对混凝土灌注过程中要有效防止因混凝土拌合物从非料斗口的位置溢出到孔中,从而避免泥浆混含水泥而凝结,使混凝土表层不密实,造成测深不准。保持导管的垂直性也至关重要,导管提升时,保持轴线竖直和位置居中,逐步提升。如导管挂住钢筋骨架,可转动导管,使其脱离钢筋骨架后,移到钻孔中心。混凝土的灌注过程,包括混凝土顶面的深度、导管埋深、灌注时间、导管拆除时间以及发生的异常现象及处理方法设专人记录。
(四)桩基基础混凝土灌注的技术要点
因桩基基础水下混凝土施工的隐蔽性强,很容易产生松散、离析、缩颈等混凝土质量问题,因此,必须着重控制桩基基础水下混凝土的浇注质量,包括原材料的选择、做好比例调控、改进工机具施工、严格按操作流程施工等方面。桩基基础钻孔到混凝土浇灌过程的施工时间要连贯,施工时间太长;混凝土的浆体浓度要适当,浇灌的容量不得低于工程设计值,如果超过设计值会降低泥浆的置换率造成夹泥。导管口距孔底要保持400mm左右的距离,旋转时要必须精确测量,反复验检。如果球塞被压出导管并已经灌下一定数量的混凝土,应将导管徐徐下降100~200mm,使灌注开始阶段导管被混凝土埋入的深度尽可能加大,保证底层的混凝土质量。桩基基础灌注过程中,要严把施工进度和施工工期,经常提升导管高度,保障混凝土均匀注入。导管埋入混凝土的深度应控制在1~3m之间且不得小于1m,每间隔15~20min,要对混凝土面和导管进入深度进行一次测量和检验。
五、结语
桩基础施工是铁路桥梁建设中至关重要的一个环节,桩基础的施工质量直接影响着铁路桥梁桩基础的质量和承重力能否达到相应的要求。随着社会经济的发展,铁路运输在生产和生活中扮演者越来越重要的角色,深入探究铁路桥梁桩基础施工技术在铁路实际建设中的应用要点对于提高铁路建设施工质量,确保铁路运输的安全性有着重要的意义。
参考文献:
[1]曹茂会.大桥桩基础施工及质量控制[J].科技传播.2013(08)
[2]俞尧稳.高性能油田泥浆在桩基础施工中的实践[J].中国港湾建设.2000(06)
[3]郭茂奎.桥梁桩基础施工技术质量控制探讨[J].科技创业家.2012(14)
【关键词】 铁路桥梁;桩基础;施工技术;应用
当前运输业的大力发展,使得人们运输设备的规格要求也在不断提高,因而对铁路桥梁基础设施的需求数量不断增加,对铁路桥梁的质量要求也不断加高。而铁路桥梁桩基础施工质量决定着铁路桥梁质量的是否过硬。所以拥有一套先进的、能普遍应用的铁路桥梁桩施工技术,能够为我国运输事业做出质的改变。因此,本文就对铁路桥梁桩基础施工技术的应用进行阐述。
一、桩基础工程的含义和概况
在我国的经济发展中,建筑工程的发展正在不断加快。在很多的建筑工程项目中,桩基础技术是一项最为基本的工程,是建筑工程中最为核心的一部分。主要是有基础的桩作和桩顶部的结合部分而形成的一种基础建设工程。高承台桩基,一般是指桩身的上面半部分和承台之间的底部全部都是在地面上,所以,要能够切实依据不同的施工方法,将其划分为灌注桩和预定柱这两个部分,而对于高承台桩基在实际的施工环节中最为直接的方法就往地面打孔这种方式,最后形成相应的建筑基础,而地承台柱桩基,则是指桩身是处于地面以下的地方,承台是利用地面和土体之间的关系进行直接的接触,而低的承台桩的运用在建筑施工现场主要是采用静压和水冲入、锤击敲打的方式,将一系列的基桩打入土地中去。在另外一方面,建筑师能够运用桩基础技术,桩基础技术可以有效地将建筑的各个方向的负荷全部转移到桩基周围的土层之中,尤其是建筑物受到自然灾害的威胁时,桩基可以有效地转移建筑物的压力,有效地降低建筑物由于受到外力作用时产生的扭曲变形,从而有效地确保建筑物的稳定性,所以,桩基础技术在施工过程中得到最为广泛的运用,特别是针对一些地基不稳以及涂层较厚的情况下,桩基埋藏的深度无法有效地与坚实的地层相接触时,可能要对桩基的沉没的问题。
二、铁路桥梁桩基础施工的准备工作
对桩基础施工的准备工作主要是从施工环境、桩基础的方位测定、护筒以及钻孔泥浆等方面着手,确保为桩基基础施工创建良好的施工条件。
(一)勘测清理桩基基础施工场地
能否排除对施工有阻碍作用的一切事物,是一个桩基工程能否开展的先决条件。充分进行实地考察是至关重要的,例如施工场地是否属于旱地、是否处于浅水区、是否堆积杂物、等都要根据施工的详细参数来对应标的研究,用适当的方法来解决。保证施工场地的平整、硬实。
(二)桩基基础的桩位测定
下一步准备工作是要在场地上进行桩位测定,即借助木桩对桩位的中心和标高明确标识,再进行护桩的埋设。在护桩埋设时,要注意保持桩顶与地面高度一致,并用砂浆进行固定处理,在深水环境中,要借助钢护筒进行固定,保证桩的牢固性。
(三)桩基基础的护筒准备
通常来说,应用于桩基基础施工中的护筒多为钢护筒,并且对钢护筒的厚度有一定的要求。在顶部和底部都做加厚处理,根据土质确定护筒的高度,一般保证在两米以上。另外,在旱墩护筒周围需要用粘土夯实,并且保证粘土达到护筒底部。在对护筒进行埋设时,需要保证护筒中心与桩位中心的一致性,尽量减少偏差,同时重视护筒衔接的质量。
(四)桩基基础的钻孔泥浆
在进行桩基基础施工之前,需要准备充足良好的造浆粘土或者是膨润土,并且适当的布置泥浆的循环和净化,建设好各种施工池,保证泥浆的合理倾倒,为整个施工创造良好的环境和便利的条件。
三、桩基基础钻孔的施工
钻机就位前,应对主要机具及配套设备进行检查、维修。就位后,底座和顶端应平稳,不得产生位移和沉陷,放置钻机的起吊滑轮线、钻头(钻杆)和钻孔中心三者应在同一个铅垂线上,其偏差不得大于2cm,竖直向倾斜不大于0.5%。
初次钻孔时进尺适当控制,采用慢速鉆进,冲击钻用小冲程,正反循环钻应采用减压钻进,孔底承受的钻压不超过钻具重力之和(扣除浮力)的80%。并经常检查放置钻机的起吊滑轮线、钻头(钻杆)和钻孔中心三者是否在同一铅垂线上,使初成孔竖直、圆顺,防止孔位偏心、孔口坍塌。正常钻进后,冲击钻采用4-5m中、大冲程。但最大冲程不超过6m,正反循环钻则待导向部位或钻头全部进入地层后方可加速钻进。钻进过程中及时排渣。同时经常注意地层的变化,在地层的变化处均应捞取渣样,判断地质的类型,记入记录表中,并与设计提供的地质剖面图相对照,钻渣样应编号保存,以便分析备查。
施工中应经常检查钻头转动装置是否被钻碴卡住,钻进时常低锤勤击,冲击钻钢丝绳松绳不得过大,以免造成斜孔、卡钻、坍孔、漏浆等故障,且钢丝绳松绳不得过小以免造成打空锤,影响进尺。钻孔作业必须连续进行,不得中断。因特殊情况必须停钻时,孔口应加保护盖,(用5cm厚木板或3mm花纹钢制作)并严禁钻头留在孔内,以防埋钻。经常检查泥浆的各项指标,包括泥浆比重、稠度、含砂率、酸碱度等,并根据地质情况及时调整。
当钻孔深度达到设计要求时,应对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查,测绳应经常校正刻度,避免超钻、或钻孔深度不够,检孔器钢筋外圈直径应大于钢筋笼外圈直径10cm,且不得大于钻头直径,确认满足设计要求后,方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。
四、桩基基础钢筋与水下混凝土灌注施工
(一)桩基基础钢筋笼施工和吊装 钢筋笼视其长度采用整体预制或分节预制,钢筋笼骨架应具有足够的刚度和稳定性,以便运送、吊装和灌注混凝土时不致松散、变形。制作时每隔2m增设加固钢筋一道,在骨架上端根据实际需要合理设置吊环。在骨架主筋外侧,将定位钢筋焊接在骨架主筋上,数量每1.0-1.5m不少于4个,以控制保护层。钢筋笼分节起吊要及时、准确就位,快速接长至设计深度加以固定,待混凝土灌注完毕并初凝后方可解除钢筋笼的固定设施。在钢筋笼就位前仍需要检查有无坍孔,以便及时采取措施。
(二)桩基基础导管的设立
用装有垫圈的法兰盘连接管节,导管应进行水密、承压和接头抗拉试验。导管连接牢固,接头封闭严密,上下成直线吊装,位于井孔中央,并在混凝土灌注前进行升降试验,防止导管卡住。
(三)灌注水下混凝土
水下混凝土的灌注要保证其使用的水泥按国家的相关标准应使用普通硅酸盐水泥(425#);骨料的选用一般为当地所产的中砂,但砂石的成分结构要符合规范标准;水的使用需要试验检验当地的河水、自来水是否符合规定后方可采用;混凝土配比例一般是根据材料性质通过试验配比正确后方可确定;导管一般采用钢管(壁厚=4mm、管内径=25mm),导管需分节制作,一般节与节之间以丝口联结,水密试验和接头拉力试验是导管组合试拼之前的必要步骤;水下混凝土灌注是否照额定的程序按部就班的实施决定着桩身的质量,因此要十分留意各个环节的要求事项是否达到。一般混凝土是集中提供,由运输泵输送浇灌。则输送导管的长度应该大于等于4米,且导管末端与孔底要相距30米,每次拔管后导管在混凝土面力的长度为2米到六米之间。导管的斗口必须安置砂袋或者隔水袋时,料斗装满之前一般是封闭料斗口的,目的就是为了混凝土能随重力下落。在混凝土灌注时,导管在支架上通过吊车的每次提升时都是需要专人勘测提升高度是否合理,例如在提升前专管人员就必须测量导管是否在提升后埋在混凝土面内的长度≥2米。而初次的混凝土灌注必须以桩径为依据计算保证导管被埋在混凝土面的长度≥1米。混凝土灌注满后必须超灌出80厘米,并且需要在2小时将超灌注的混凝土清楚掉,从而来保证桩身的質量。并且在灌注过程中持续灌注和孔内水头的高度也为桩身质量提供有效保障。针对混凝土灌注过程中要有效防止因混凝土拌合物从非料斗口的位置溢出到孔中,从而避免泥浆混含水泥而凝结,使混凝土表层不密实,造成测深不准。保持导管的垂直性也至关重要,导管提升时,保持轴线竖直和位置居中,逐步提升。如导管挂住钢筋骨架,可转动导管,使其脱离钢筋骨架后,移到钻孔中心。混凝土的灌注过程,包括混凝土顶面的深度、导管埋深、灌注时间、导管拆除时间以及发生的异常现象及处理方法设专人记录。
(四)桩基基础混凝土灌注的技术要点
因桩基基础水下混凝土施工的隐蔽性强,很容易产生松散、离析、缩颈等混凝土质量问题,因此,必须着重控制桩基基础水下混凝土的浇注质量,包括原材料的选择、做好比例调控、改进工机具施工、严格按操作流程施工等方面。桩基基础钻孔到混凝土浇灌过程的施工时间要连贯,施工时间太长;混凝土的浆体浓度要适当,浇灌的容量不得低于工程设计值,如果超过设计值会降低泥浆的置换率造成夹泥。导管口距孔底要保持400mm左右的距离,旋转时要必须精确测量,反复验检。如果球塞被压出导管并已经灌下一定数量的混凝土,应将导管徐徐下降100~200mm,使灌注开始阶段导管被混凝土埋入的深度尽可能加大,保证底层的混凝土质量。桩基基础灌注过程中,要严把施工进度和施工工期,经常提升导管高度,保障混凝土均匀注入。导管埋入混凝土的深度应控制在1~3m之间且不得小于1m,每间隔15~20min,要对混凝土面和导管进入深度进行一次测量和检验。
五、结语
桩基础施工是铁路桥梁建设中至关重要的一个环节,桩基础的施工质量直接影响着铁路桥梁桩基础的质量和承重力能否达到相应的要求。随着社会经济的发展,铁路运输在生产和生活中扮演者越来越重要的角色,深入探究铁路桥梁桩基础施工技术在铁路实际建设中的应用要点对于提高铁路建设施工质量,确保铁路运输的安全性有着重要的意义。
参考文献:
[1]曹茂会.大桥桩基础施工及质量控制[J].科技传播.2013(08)
[2]俞尧稳.高性能油田泥浆在桩基础施工中的实践[J].中国港湾建设.2000(06)
[3]郭茂奎.桥梁桩基础施工技术质量控制探讨[J].科技创业家.2012(14)