铁路桥梁桩基施工技术要点分析

闫 石

（中铁二十二局集团有限公司， 北京 100043）

0 引言

桩基施工技术是铁路桥梁建设工程质量的关键环节，若想提升铁路桥梁施工质量，确保施工安全，建筑单位亟须深入探究铁路桥梁桩基施工技术上的问题，采用科学的改进方案，及时处理安全隐患，不断提升施工质量和效率，促进我国铁路建设良性发展。

1 桩基施工前的准备工作

1.1 勘测周围环境

测绘技术在工程建设中受到了广泛应用，为工程建设提供了坚实的技术支撑。要想确保铁路桥梁建设工作的顺利开展，必须对施工线路沿线环境充分认知，全面勘测，收集和分析沿线的地质和地貌等数据信息。工作人员可以运用地理信息系统、全球定位系统、遥感、数字摄影测量等现代化技术，对沿线地理情况全面掌控，做好施工前期的相应准备[1]。

1.2 选择施工位置，判断桩基位置

桩基施工前利用布设的测量控制网测定各桥台中心和纵横向十字线位置，并对施工场地进行平整处理，由专业地质人员负责对施工现场的地质构造进行全面分析。如果施工场地位于浅水地带，则需要用筑岛或围堰法施工；反之，如果位于深水或淤泥较厚时，可搭设固定式水上平台施工。当施工位置的平台建好后，要判断打桩位置，即桥梁桩基的地表坐标。测量人员通常需要使用方形木桩在每个桩位的中心和标高处进行明显标识，便于确定每个桩孔的开孔位置，并埋设护桩。护桩埋设过程中，首先需要从桩的中心位置作为起点，在桩基半径以外0.5m处设置四根护桩，相对两根护桩中心的连线相交，交点位于桩基的中心上。为了进一步保证护桩桩体的坚固性，要求地面与桩顶位置上要保持水平，之后再使用水泥砂浆进行简单浇筑。

2 桩基施工流程及质量控制要点

2.1 制备泥浆及质量控制

在钻孔作业开始之前，工作人员应备足膨润土或造浆粘土，且保证在钻孔过程中，使泥浆能够被不断净化和循环。泥浆原料的选取及其配制都要完全符合相关的技术规范，制备过程中加入适量膨润土，加入的水的pH值为7～9，粘土塑性指数大于17之后，再加入适量的分散剂和增粘剂，搅拌均匀即可。制备好的泥浆的pH值应大于6.5，比重应介于1.1至1.3，胶体率不小于95%，粘度一般地层为16s～22s，松散易塌地层为19s～8s。工作人员在设置泥浆循环系统时，要确保制浆池、贮浆池、沉淀池、循环槽、泥浆分离器等部分工作有序，弃浆弃渣安排专车外运至弃渣场或弃土场，运输过程严防漏浆现象。存放泥浆时，为了保证泥浆始终在流动状态，贮浆池内的泥浆要用泵搅拌，并由专门检查人员每天监督检查不少于两次[2]。

2.2 桩基混凝土浇筑质量控制

混凝土在建筑领域内是应用最多的材料，混凝土质量对铁路桥梁建设影响很大。工作人员要深入了解混凝土特性，依照铁路桥梁自身需求合理设计混凝土配合比，保证混凝土高性能的配合比，最大程度发挥混凝土自身优势。一般情况下，配合比设计要分为人工挖孔桩和钻孔桩。混凝土原材料需要经过严格试验和检测，保证粗集料粒径小于31.5cm。拌合混凝土过程中，还应考虑到各原材投放和搅拌时间，只有搅拌充分，混凝土中的缝隙数量才能有所减少，保障混凝土质量。搅拌时应严格控制混凝土的湿度和温度，控制好内外温差，防止水化热改变混凝土结构。按照配合比要求，控制混凝土水灰比为0.55，坍落度介于180～220mm。在浇筑时，首先要严格处理钻孔内泥浆指标，控制好灌注时间和速度，保证混凝土先从内部开始凝固。如果坍落度不符合要求便拌和，会出现离析现象，此时必须重新拌制，或作为废料及时处理。浇筑完成后做好养护工作，进行保温处理，有利于检测实际浇筑效果。在实际使用混凝土前，要对配置好的混凝土反复试验，确保混凝土自身的质量。

2.3 吊装钢筋笼的要点控制

吊装钢筋笼之前须对成孔的桩进行检孔。为了防止钢筋笼变形现象的发生，起吊及安装钢筋笼过程中需要支撑件。安放入孔时要将其对准桩孔缓慢地放入，并保持垂直状态，以防撞击到孔壁。下笼时如果遭到任何阻碍都要马上停止作业，找出原因后再继续深入进行，不可高起猛落或强行下放。钢筋笼的入孔工作完毕后，工作人员应立即检查是否居中，并用插杆和钢丝绳将其固定好，以防出现钢筋笼下沉或上浮的现象。只有在混凝土灌注作业完成后，才能拆除固定部件。

2.4 钻孔的护壁施工和护筒埋设控制

开挖孔时，为了保证孔内干净清洁，要制作混凝土护壁或埋设护筒，确保挖孔作业可以顺利开展。现浇混凝土护壁技术相对复杂，工作量较大，也易发生渗水、蜂窝等问题。护壁施工方面要选择组合式钢模板，每节护壁浇筑作业结束后须拆除，以便于循环利用。第一节护壁的井圈要使其中心线与设计轴线有所偏离，且偏离的距离要小于2cm。保证原地面低于护壁顶部表面0.25m～0.3m；壁厚方面，上层应该高于下层1cm～5cm。依据土质情况，护筒高度要大于2m，其埋置中心与桩位中心偏差也应低于5cm。在利用卷制钢板制作水上主墩钢护筒时，其厚度宜大于1.2cm，作用与护壁一致。在利用钢板对钻孔的顶部和底部进行加固处理时，钻头的直径一般要保证小于护筒内径0.2m～0.4m，护筒制作过程中，也要确保使用的钢板厚度为1.4cm，直径大于桩径0.2m～0.4m。另外，护筒顶面应高于施工地面不小于30cm，不低于最高施工水位1.5m～2m[3]。

2.5 预制桩的施工质量控制

预制桩施工是指通过振动、锤击、水中沉入等手段，对桩基进行施工。其中，预制混凝土桩可分为管桩和方桩，预制钢桩主要有钢管桩和H型桩。施工方法方面，振动法是指利用机械振动力使预制桩被打入桩孔，使土壤牢固性有所提升。该方法和静压法在施工过程中容易出现挤土，会对铁路桥梁施工质量造成不良影响，所以在施工过程中，工作人员要采取相应举措控制或防止挤土。混凝土方桩和H型钢桩都要用外射法沉桩，外射和内射水要确保在距离桩顶标高2m处停止射水，并用锤击法把预制桩打入设计标高的位置，该位置要符合规范标准，太高或太低都会降低铁路桥梁的安全可靠性能。

2.6 灌注桩的施工质量控制

灌注桩施工的重点是成孔，其质量与灌注桩自身质量密切相关，如果不能确保孔的质量，会使灌注桩牢固性下降。在实际施工中，通常会使用成孔、沉管、泥浆护壁等方法。桩孔制作好后，要把已制备完成的钢筋混凝土导入桩孔中，再进行混凝土浇筑工作，且混凝土的浇筑质量也会影响到灌注桩的牢固与安全。混凝土浇筑的速度和力度要有所控制，浇筑质量应均匀，避免浇筑设备频率过快或过慢。泥浆护壁成孔方面，振动和锤击的频率和力度要受到控制，以免发生灌浆不均现象。实际上，灌注桩施工时周围的土层也会发生挤土和振动等现象，使周围土壤牢固性下降。为此，在实际施工中，工作人员要加强对周围环境的管理，严格控制灌浆力度。成孔操作方面，可分为人工挖孔和机械钻孔，虽然人工挖孔较机械钻孔工作效率低，但质量控制更强。人工挖孔适用于粘土，也可在粉土、淤泥等土质中开展，但不适合于砂土和碎石土，而机械钻孔则适合在砂土、粉土等中使用。工作人员在施工中要分析不同土壤的特点，选择合适的成孔方式，并注意保护周围土壤，确保土壤安全可靠，以免灌注桩施工现场对周围土壤质量造成不利影响。如果存在积水问题，会减少土壤牢固程度，所以，当施工场地地下水高于人工成孔位置时，工作人员要做好排水处理工作，加强铁路桥梁桩基防水，避免桩基沉降现象的发生。

2.7 支护和结构衔接的施工质量控制

在铁路桥梁桩基施工中，支护技术也不容忽视。工作人员要选择合适的方法进行支护，才能使铁路桥梁负荷需要有所满足，提升整个桥梁的稳定系数和抗压能力。当前的支护技术中，使用高压旋喷桩对基坑的坑壁支护技术的情况较多，该技术可加固土体深层，防止基坑结构不稳导致的坍塌，有效解决基坑质量问题，也保障了施工人员的人身安全。实际支护过程中，要选用三排高压旋喷桩，可做到优势互补，提升基坑坑壁质量。高压旋喷桩施工工艺稳定性能好、造价低，且操作简单、耐久性好，还有优异的止水功能，在铁路桥梁建设中得到了广泛应用。它能够适应各种复杂的施工环境，降低了施工成本和难度，缩短工期，更好地服务于铁路建设事业。为了确保铁路桥梁的安全性，在挖掘托换基坑之前，可将临时性钢支架放在被托换桥墩的两侧。当符合规划和设计实际需要后，利用千斤顶，可实现梁部荷载的20%转移至临时性钢支架上，有效避免了挖基坑作业对于铁路桥梁的影响。铁路桥梁由众多部分组成，为了进一步确保桥梁的连续性，工作人员要重视结构上的衔接工作，因为衔接处是事故高发位置，对于这一部位的处理要合理和精细。利用植筋技术可帮助提升衔接部位的稳定性和承载力，主要在承台地面位置开展作业，可增大底部稳定系数，使得整个桥体安全可靠，从根本上加固了桥梁结构[4]。

2.8 挖孔桩和托换梁桩的施工质量控制

如果铁路桥梁桩基施工现场位于复杂地形的环境中，在进行挖孔桩工作时要使用分层方式，分段双液注浆处理桩身，可使用袖阀管对桩身进行分层。为了控制桩身下的爆破，利用微量微差爆破法可解决问题。在铁路桥梁桩基施工中，主要针对的是连续性端墩的被托换桥墩。为了避免在施工过程中出现桥墩开裂等问题，在托换桥墩完成后，要控制其顶部的沉降，使沉降在2mm内。桩基施工中，可以转移被托换桩基的架构荷载，转移至其他托换桩上，可实现转变托换桩沉降趋势，以免新托换桩发生变形。对于新桩挖孔来说，通常会选用人工挖孔桩，且铁路桥梁原来的管桩和托换新桩距离要小于1.5m。挖掘基坑过程中，托换的新桩在施工中会干扰铁路桥梁边的土层，使得土体发生应力释放现象，增大其摩擦阻力并严重损伤管桩。针对这种问题，工作人员要始终遵循检测规范，及时调整临时支墩上的千斤顶承受压力，有效避免铁路桥梁的沉降。为了使施工更加便捷，可以把桩帽设置在托换梁桩顶部，以此为平台进行铁路桥梁顶升施工。在这一过程中，要为顶升空间预留大约0.7m的距离。而对顶升施工平台与托换梁间的钢筋连接也要有所关注，在螺帽上分别设置两个带有传力的可调钢支垫置，配置两个换顶升用的千斤顶，选择直螺纹连接器即可保证钢筋的连接更加稳定、安全可靠。此外，托换梁桩所用的混凝土通常是C50型号，其尺寸和外形也属于大体积混凝土结构，因此可使用现浇后张的方式对托换基坑进行内部施工。

3 结束语

综上所述，为保证铁路桥梁的施工质量，施工单位要高度重视铁路桥梁桩基施工技术。因此，工作人员要充分掌握桩基施工要点，能够依据现场施工情况选择不同的施工技术，并不断归纳和总结经验，同时学习先进的施工技术，全面保障施工质量。同时对铁路桥梁桩基施工过程中存在的问题进行原因分析，对一些关键环节严格管控施工质量，使铁路桥梁桩基更加安全稳定，使铁路桥梁工程实现社会和经济效益的统一。