高速铁路桥墩与钻孔灌注桩施工技术

发表时间:2021/6/28   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:申海军
[导读] 摘要:随着经济和各行各业的快速发展,高速铁路桥墩是连接区域经济发展的纽带,我国土地面积辽阔,丘陵山区较多,髙墩施工技术很好地解决了高速铁路桥墩沿线翻山越岭的难题。
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        摘要:随着经济和各行各业的快速发展,高速铁路桥墩是连接区域经济发展的纽带,我国土地面积辽阔,丘陵山区较多,髙墩施工技术很好地解决了高速铁路桥墩沿线翻山越岭的难题。高速铁路桥墩桥梁建设中的高墩技术是高速路段的关键技术之一,其体现了一个国家道路基础建设的能力,是保证施工质量和现代化施工工艺的重要标志。
        关键词:高速铁路;桥墩施工;钻孔灌注桩
        引言
        桩基和承台工程是高速铁路桥墩建设过程中重要的内容,在保障工程质量及车辆通行质量及安全方面意义重大。随着交通运输行业的不断发展以及人们出行要求的不断提升,行业对于高速铁路桥墩工程质量有了更高的要求,桩基及承台工程施工技术研究已成为企业所要深入思考的一个问题。
        1既有铁路桥墩加固包箍施工技术原理
        既有铁路桥墩加固包箍施工技术基本原理是将预留墩帽与现有墩体粗化形成连接面,按梅花形布局预埋钻销,填充高强植筋胶。横向桥梁模板的加固采用拼合钢筋,模板沿桥方向加固,在新墩混凝土初凝前会对既有墩产生一定的侧压力,影响既有墩的安全。因此,使用桥墩加固包箍施工对新墩和现有墩进行整体的加固,可大大提高安全性。
        2钻孔灌注桩施工技术分析
        2.1埋设护筒
        钻孔前埋设壁厚 8mm 钢板制护筒。护筒内径较钻头直径大 20cm。护筒埋置深度≮ 3.0m,必要时在埋设护筒位置挖除软土换填或在挖除软土后把护筒周围夯填密实。护筒高出地面0.3m,还需满足孔内泥浆面的高度要求,孔内水位以高出护筒底脚 0.5m 以上或地下水位以上 1.5~2m。
        2.2模板施工
        高墩桥梁的模板施工主要有液压翻模施工、滑模施工和爬模施工等施工工艺,高速铁路桥墩采用先进的液压翻模施工工艺。液压翻模安装时需要安装定位销固装置,翻模一般采用三角斜支撑配合液压装置提升。高墩柱由于高度较大,因此分多次浇筑成型,每次浇筑高度不少于6m。模板提升一般不需要拆模落地,在浇筑混凝土之前需要先清洁模板,去除表面污渍并用水湿润。达到规定强度后方能拆除模板,一般超过2天拆除不会影响桥墩的施工质量。滑模施工时主要通过液压千斤顶进行爬升,施工机械化水平很高,滑模施工要注意滑模的提升设备和设计桥墩尺寸相匹配,滑模需要设置保险装置,保证具有足够的刚度,液压系统要注意定期保养维护。爬模施工时主要依靠桥墩结构,运用液压装置加压方式使爬架和导轨相互提升。混凝土浇筑凝固达到强度后进行脱模,完成脱模后再重新定位加固支撑,然后通过加压的方式提升爬模进行下段浇筑,施工时不需要再次拼装模板。爬模施工工艺施工比较简单、施工误差小,可以节约人工配置,具有良好的经济效益。
        2.3成孔质量控制
        1)桩身成孔垂直度。桩孔的垂直度是成孔施工阶段的第一控制要点,如果没有满足设计要求,后续施工将无法施展。为避免后续施工受到影响,需要对钻机的垂直度进行设计,检查钻机的定位以及钻机底部基础是否稳固,以保证桩身成孔的垂直度满足要求。2)桩位和钻孔深度。采用 GPS 对护筒顶面进行高程复核,确保中心线的误差不超过 5cm,主要通过测量钻杆长度或者钢测绳的方法。3)泥浆质量。在实际施工中,泥浆应根据当时水文地质,天气条件,施工环境等因素确定合适的配合比,并控制好其密度以及黏度。4)钻进速度。钻进速度过快,将会导致钻孔坍塌、缩径和卡钻等现象,钻头下降的速度应控制在 0.75~0.8m/s。同时也可根据现场实际情况做出调整,但应尽量缩短成孔所花的时间,以免造成因为时间过长,出现局部坍塌的现象。
        2.4清孔及检孔
        1)清孔。

在钻孔作业进行期间,达到设计标高后,要对孔位、孔径、孔深和竖直度进行全面细致的检查,满足要求和标准后才能进行清孔,若不达标,要立即进行整改,直到达标。清孔时采用换浆的方法,取密度交底的泥浆适量,在其作用下将钻孔内处于悬浮状态的钻碴置换出,若孔内泥浆比重<1.1,方可停止。2)检孔。用φ20mm的钢筋作为基础材料,将其加工成笼式检孔器,但须注意长度要是桩径的5倍,外径需比桩径小2cm。在对孔进行检测时,可通过吊装的方式将检孔器吊起,将绳子系在检孔器顶端的稳定系上,通过此方法实现对检孔器、孔、钢丝绳中心的检查,确保此三样东西在相同的垂线上。若无误则缓慢向下放入,根据测绳的刻度确定其具体的下放位置,若能够有效下放至孔底,则说明成孔无质量问题,若遇到阻碍,则可能存在缩颈或孔倾斜的情况,需重新下钻头,对该部分做针对性的处理。
        2.5钢筋笼的设置
        在桥梁工程钻孔灌注桩施工过程中,钢筋笼主要采用分节制作方式,注意参考设计尺寸和钻架允许起吊高度。在制作钢筋笼时,需重点控制好分段骨架的稳定性,采取错开设置的方式进行接头处理,并将垫块设置在钢筋笼的外部,使垫块的保护范围涵盖钢筋笼的四周,同时将竖向距离控制在2m左右。为预防钢筋笼变形、上浮问题,施工单位应在制作钢筋笼的过程中针对加工和组装精度进行严格把控,确保钢筋笼中心与灌注桩中心重合,以防止钢筋笼晃动和碰撞孔壁,避免钢筋笼在吊运过程中受损变形。待钢筋笼所处位置与设计标高要求相符后,需要在孔口位置进行固定处理。
        2.6混凝土浇筑和养护质量控制
        既有铁路桥墩加固是在既有结构上加固,在列车运行振动状态下施工。施工中,混凝土原材料的选择,配合参数的确定,浇筑、振动、养护、植筋等环节应根据情况加以控制。在养护环节,应根据季节施工要求,加强和调整墩体混凝土覆盖率。混凝土达到设计强度100%前,应严格按照相关施工规范的要求进行养护,以保证墩台加固工程的质量。当昼夜平均温度低于5℃或连续3天最低温度低于-3℃时,混凝土施工按冬季施工处理。根据现场条件,混凝土浇筑方式可分为汽车起重机斗式浇筑和汽车泵式浇筑。为保证混凝土浇筑质量和模板支架安全,混凝土的浇筑速度不宜过快,应采用周向浇筑,避免局部模板支架失稳,造成质量安全事故。同时,浇注时的振动不能漏振或过振。
        2.7高墩的垂直度控制
        高墩桥梁的垂直度控制是保证桥梁结构稳定的关键因素,高墩柱的垂直度控制以垂直度测量为基础,以纠正墩身偏移。高速铁路桥墩主墩主要通过使用激光铅直仪法和全站仪测放三维坐标法对模板位置进行偏差纠正,在立模和放模时精准控制。
        结语
        桩基及承台施工是高速铁路桥墩建设过程中重要的环节和内容,对于提升工程整体质量,确保交通运输安全有着重要的意义。建设单位需要加强施工技术研究工作,对施工中存在的问题进行及时地解决,全面提升工程建设质量,以此来保障桩基及承台的稳定和安全。加宽后的桥墩各项指标均满足设计和规范要求,桥墩稳定可靠,加宽效果良好。本文从施工角度论述了既有铁路桥墩加固施工的质量控制措施,希望能够给相关工作人员提供一定的理论性支持和实践参考。
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