文/鄭海強 中鐵十一局第二工程有限公司 湖北省十堰市 442000
高鐵作為現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,其施工質量也將直接影響到高鐵運行安全性。在高速鐵路施工過程中,橋梁樁基施工屬于非?;A的工作內容,基于沿海灘涂區(qū)基本特征,梳理橋梁樁基施工工藝與質量控制要點,對于加快工程施工進度,提高工程作業(yè)質量有著積極的意義。
相較于普通作業(yè)地區(qū),沿海灘涂區(qū)具有高壓縮性、工程性質差、易出現施工危害、機械震陷等施工問題。為確保樁基施工活動的有序展開,首要任務便是做好施工設備選型工作,具體施工時應考慮的內容如下:
(1)考慮所選設備的成孔質量,目前在沿海灘涂區(qū)施工期間,經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,在具體應用中也需要評估相匹配鉆孔設備與成孔質量的匹配度,提高選擇結果的可靠性。
(2)考慮設備施工進度,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備。
(3)考慮設備經濟效益,在確保機械設備安全性、質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設備,以減少綜合成本支出。
進入到樁基放樣定位環(huán)節(jié)后,應注意以下內容:
(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)活動的有序進行。
(2)對于樁中心進行放樣處理后,需要合理設置定位護樁,所設計的護樁也需要確保埋設結果的穩(wěn)固性,此過程均需要做好標記和編號工作,以提高施工結果的可靠性。
(3)完成所有樁基放樣工作后,需要及時對放樣質量進行檢查,并修正放樣中存在的問題,以此來提高放樣結果的可靠性。同時在施工過程中,也需要做好樁孔中心放樣質量的復核工作,避免出現樁點掩埋問題。
完成上述施工活動后,進入到護筒埋設作業(yè)環(huán)節(jié),在具體施工中應注意以下幾點:
(1)做好鋼護筒施工質量監(jiān)督,一般情況下,制作鋼護筒的材料為6mm 后鋼板,結合區(qū)域實際情況,安排廠家進行定制。
(2)在護筒作業(yè)期間,如果使用的鉆孔設備為循環(huán)鉆,那么此時使用到的護筒結構,其直徑需要超出樁徑20cm;如果使用的鉆孔設備為沖擊鉆,那么此時使用到的護筒結構,其直徑需要超出樁徑40cm。
(3)在對護筒進行埋設處理時,埋設深度不能小于1.0m,而且護筒底腳也需要進入沖刷線以下1.0m 以上,伸入到承臺地底面的長度也需要超過0.5m,護筒距離地面高度需超過0.5m,以滿足相應的施工要求。
(4)在護筒施工過程中,其平面位置的誤差允許需控制在50mm 以內,而護筒的垂直度也需控制在1%以下,以提高護筒作業(yè)結果的可靠性。
在沿海灘涂區(qū)施工期間,其地質條件的復雜度相對較高,對于護壁泥漿拌和要求較高。對此在實際作業(yè)中,也需要基于地層差異性來進行泥漿試配,以提高所使用泥漿質量的合規(guī)性。一般情況下,會選擇優(yōu)質粘土作為基礎原料,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,同時利用試驗的方式來確定最佳配合比?;谝酝淖鳂I(yè)經驗,所使用的泥漿指標如下: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。施工時應每2h檢測1 次泥漿指標,并根據不同地層作出相應調整,以確保泥漿護壁效果,防止塌孔病害發(fā)生,為后續(xù)鉆孔作業(yè)活動的進行奠定基礎。另外,所有泥漿指標數據都會利用信息技術進行統(tǒng)計,并且利用數據庫技術對其進行存儲,做好屬性標記工作,為數據追溯工作的展開奠定良好基礎。
鉆機平臺要牢固,安裝要平穩(wěn),設置限位裝置,防止施工產生沉陷和位移。循環(huán)鉆機開鉆時均應慢速鉆進,慢速輕壓、平穩(wěn),待鉆頭全部進入地層后,再適當加速鉆進;沖擊鉆開始鉆進時,應適當控制進尺,在鉆進至護筒底部時,應短沖程鉆進,確保護筒底部有堅固的泥皮護壁,防止塌孔,待鉆進深度超過鉆頭全高再加正常鉆進沖程后,可適當加速鉆進。鉆孔過程中應隨時檢查孔位、傾斜度等,發(fā)現問題及時調整解決。每鉆進2m 或發(fā)現地層變化時,應撈取鉆渣樣,查明巖質類別并記錄,并與設計圖紙進行核對,發(fā)現問題及時向監(jiān)理工程師和設計院地質工程師進行匯報,以待處理。鉆孔達到設計深度后,要對孔徑、孔深、孔位和傾斜度進行檢查,并及時提交鉆孔記錄和渣樣,待現場監(jiān)理工程師和設計院地質工程師共同確認后方可終孔。除此之外,在鉆孔過程中也需要做好鉆進速度控制,在遇到較硬阻礙物時需要暫停繼續(xù)鉆進,了解阻礙物體積、硬度等參數,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面影響,確保鉆進過程的有序進行。
在沿海灘涂區(qū)完成鉆孔作業(yè)后,進入到清孔作業(yè)環(huán)節(jié)。在此過程中應注意以下幾點:第一,合理選擇清孔方法,在清孔處理時,多使用換漿法進行施工,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,同時需要將含砂率控制在2%以下,其黏度數值也需控制在17-20s,逐漸將孔內殘渣清洗干凈。第二,在排除泥漿中不再有2~3mm 的顆粒物時,表明此次清理結果滿足要求。而且在清孔質量的檢查中,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,以提高清渣結果的可靠性與合理性。第三,清孔工作結束后,也需要對孔壁穩(wěn)定性進行檢查,確定其滿足要求后可以進入到下一作業(yè)階段。
完成上述工作內容后,進入到鋼筋工程制作與安裝各環(huán)節(jié),從實際應用情況來看,也需要注意以下幾點:(1)嚴格按照設計圖紙中的相關要求來展開工作,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行處理,過程中需進行預彎處理,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)結果的可靠性。(3)所有鋼筋籠保護墊塊都需要滿足規(guī)范性要求,并且在安裝時也需利用導向架來對其進行固定,作用是避免混凝土灌注期間出現鋼筋籠上浮、傾斜或者移動的情況。(4)利用BIM 技術對于墊塊位置、固定位置、波紋管安裝位置進行建模,在樁基澆筑時也可以根據建模提示來避開這些結構,確保澆筑結果的可靠性。
進入到樁基混凝土澆筑環(huán)節(jié)后,需注意以下幾點:
(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,需要先進行沉渣厚度的檢查工作,如果質量不滿足作業(yè)要求,那么此時也需利用導管進行二次清孔,待其滿足要求后再展開澆筑作業(yè)。
(2)考慮到沿海地區(qū)地質條件復雜度較高,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監(jiān)理工程師進行質量檢查,待滿足要求后才可以進行使用。
(3)通常情況下,所使用混凝土塌落度應控制在180mm~220 mm,并且所使用到的灌注導管也需要提前進行試壓,其壓力數值為靜水壓力的1.5 倍。第四,首批混凝土的澆筑方量應滿足導管初次埋深≥1.0 m,但是不宜超過3.0m,所設置的導管下口距離孔底30-50cm,參考相應規(guī)范來計算出首批混凝土方量,做好應用環(huán)節(jié)中各個參數的控制工作,以此來提高最終作業(yè)結果的可靠性。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,提高澆筑結果的可靠性。
完成上述工作內容后,進入到樁基檢測作業(yè)環(huán)節(jié),目前多以超聲波檢測技術來作為常用檢測技術,在具體實踐中,也需要注意以下內容: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,多使用質地堅硬的鐵管、不銹鋼管來進行制作,有效防止混凝土澆筑時帶來的破壞性。而聲測管的直徑、具體安裝數量也需要結合橋梁樁基直徑來進行確定。一般都會使用標準狀態(tài)(樁徑1.5m)作為評價標準。如果橋梁直徑小于1.5m,那么會在鋼筋籠上布設3 根聲測管,超過1.5m 則需在鋼筋籠中布設4 根聲測管,以滿足相應的使用需求。第二,在對橋梁樁基進行超聲波檢測時,也需要提前篩選可靠的檢測儀器,應用前也需提前調試好相關參數,待滿足要求后再開始檢測。在此過程中各個測點的間距需控制在0.2m-0.5m,為了提升檢測結果的準確性,需要對檢測數據進行抽檢和復檢,以此來將檢測誤差控制在10%以下,以此來提高所得檢測結果的準確性。
通過加強材料質量檢查,可以為后續(xù)作業(yè)活動的展開奠定基礎,降低施工質量問題的發(fā)生概率。在具體實踐中應注意以下幾點:第一,對于沿海灘涂區(qū)域的基礎情況進行整理,內容涉及水文條件、地質條件等,根據所得到的基礎數據,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,需要對各項參數進行細化,包括材料級配、材料采購量、強度、含水量、含泥量等,嚴格按要求展開采購任務,以提高施工材料采購結果的可靠性。第三,施工材料進場保存前,需要做好相應的質量檢查工作,等待其滿足要求后才允許其進行存儲管理,結合材料特點來進行保存。如水泥材料需保存在通風、干燥環(huán)境中,以滿足相應的使用要求。第四,在材料使用中也需要做好質量抽檢和隨檢,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,再次應用前也需要對其質量進行校核,待滿足要求后再進行使用,從而提高所使用材料質量的可靠性,滿足相應的使用需求。
通過做好設備養(yǎng)護工作,能夠確保設備工作狀態(tài)的穩(wěn)定性,減少機械故障帶來的負面影響。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備,包括鉆機設備、起重機、挖掘機等,同時考慮到沿海灘涂地區(qū)的氣候條件復雜,會給設備運行帶來較大負面影響,這也需要在施工時及時做好設備養(yǎng)護工作,以延長施工設備的使用壽命。一般情況下,所擬定設備養(yǎng)護計劃包括日常養(yǎng)護計劃和定期養(yǎng)護計劃,在日常養(yǎng)護計劃中,會在每日工作結束后對于使用到的機械設備進行養(yǎng)護,清除掉設備表面污漬、銹跡,對于儀器異常、出現異響的情況,也會及時做好處理,起到維持機械設備工作穩(wěn)定性的作用。定期養(yǎng)護計劃是在15-30d 時對于設備進行一次系統(tǒng)檢查,更換其中損壞、磨損嚴重、老化零件,使其可以維持更加穩(wěn)定的狀態(tài),滿足相應的作業(yè)要求[1]。
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)結果的可靠性。目前在樁基施工時,經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)的地質松散度較高,很容易出現鉆進漏漿問題。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重,則會在投入泥包的同時添加片石,以提高最終的處理結果。(2)坍塌問題處理,如果孔壁漏漿問題比較嚴重,便會導致坍塌問題。對于此問題,可以對可能出現此問題的地層進行預估,使用雙套筒來參與施工,以提高最終作業(yè)結果的可靠性。(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,若石頭質地堅硬那么也可以使用孔內爆破法來進行處理,以確保鉆孔活動的有序進行[2]。
通過加強施工隊伍建設,能夠提高施工活動推進過程的有序性,減少人為因素帶來的施工問題。在具體實踐中應做到以下幾點:
(1)做好施工隊伍的選擇工作,在實際應用中可使用招投標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包括社會信譽度、綜合實力等,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,也需要和技術人員做好信息溝通,做好技術交底工作,使施工隊伍可以熟知施工內容。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,提高施工結果的可靠性[3]。
通過做好技術應用工序控制,可以確保各工序作業(yè)結果的可靠性,提高樁基施工結果的可靠性。在具體實踐中應做到以下幾點:
(1)對于樁基施工工藝的應用工序進行整理,確定各環(huán)節(jié)作業(yè)質量要求,以此來制定可靠的質量管理體系,為施工活動的有序進行提供參考。
(2)做好節(jié)點作業(yè)質量的管理工作,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)結果的可靠性,提升高速鐵路橋梁樁基工程作業(yè)結果的可靠性[4]。
綜上所述,加強材料質量檢查,可以為后續(xù)作業(yè)活動的展開奠定基礎,做好設備養(yǎng)護工作,能夠確保設備工作狀態(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,加強施工隊伍建設,能夠提高施工活動推進過程的有序性,做好技術應用工序控制,可以確保各工序作業(yè)結果的可靠性。通過采取恰當措施來提高各環(huán)節(jié)作業(yè)質量,對于加快工程作業(yè)進度,提高工程作業(yè)質量有著積極的意義。