铁路桥涵施工中的缺陷和应对策略

付立根

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

铁路桥涵建设直接关系到列车运行的安全。因为在铁路桥涵的施工过程中，仍然存在着一定的缺陷，使得施工质量很难得到有效的保障。对铁路桥涵施工过程中所存在的缺陷展开详细分析，并找到有针对性的对策来加以解决，这样才能从根源上杜绝这些缺陷的产生，从而为桥涵的施工质量提供一个有效的保障。

1 铁路桥涵施工中的缺陷分析

1.1 铁路桥涵的软弱地基问题

在铁路桥涵施工中，经常会碰到对其施工极其不利的软基问题，从其处理上来看，是较为困难的事情。目前已建工程中，由于一般都是预埋反力梁受力，所以在受力时会有一些静压。但是，在实际工程中，软土一般都是较厚的，会对桩长和桩距产生影响，进而造成接桩次数增多，造价提高，施工质量不能得到很好的保障，特别是在净空较低的铁路桥涵，投资更大。所以，对于既有线路下的铁路桥涵，其软土地基上的最大问题是，小方桩压实方法不能很好地与既有线路下的铁路桥涵结构的地基加固相结合。

1.2 地基的承载力问题

在实际工程中，由于地基的承载力不均、桩身深度不够平直、顺直等问题，给工程建设造成了很大的困难。在进行钻孔桩施工时，没有对列车行驶所造成的振动进行充分考虑，将会造成护墙泥浆所占的比重增加，如果泥浆池距离太近，就会造成路基被淹，在施工过程中导致变形等问题。要对地基的承载力进行判定，一般需要两个条件，一是要有较高的强度，二是要有较低的压缩性。但是，在实际的建设过程中，所碰到的实际地基，其性能往往并不尽如人意，此时，怎样处理地基就成了一个非常关键的问题，对于地基的处理方案，一定要根据结构需求，对地基进行一定的加固或改进，增加地基土体的承载力，确保其稳定性，降低沉降量或不均匀沉降量，降低湿陷黄土的湿陷，增强抗液化性能等。

1.3 混凝土施工中存在的问题

①在混凝土施工过程中，由于温度的改变造成的裂缝叫做温度裂缝。温度裂缝是由于内外温差的不同，使混凝土在受力状态下产生的裂缝。在水泥水化过程中，混凝土会释放热量，然而，混凝土的表层散热性较强，而其内部散热性较弱，由于混凝土的内部和外部分布的不同，将导致温度梯度的出现，进而引起温度应力。总体上看，温度裂隙在夏天较为狭窄，在冬天则较宽。在工程实践中发现，在水泥品种、二次衬砌混凝土的厚度也会对温度裂缝产生影响。②混凝土结构在荷载作用下容易产生裂纹。在工程建设中，当应力大于其本身承载力时，就会出现裂缝。特别是在刚浇注完毕时，混凝土结构的稳定性较差，由于受力过大，裂缝出现的概率很高。③在混凝土的施工过程中，也存在着收缩裂缝的现象。这是因为在混凝土的浇筑工作结束后，在内部的水分会随着时间的推移而被蒸发，水泥中凝结的胶体由于干燥而发生收缩，在外部压力或模板等因素的影响下，将引起应力，当应力值大于其抗拉强度时，将引起干缩开裂。

2 铁路桥涵建设的策略

2.1 采取有效措施处理不良地基

一般来说，在铁路桥涵施工中，确保工程质量的一个重要因素就是良好的地基，好的基础一般压缩系数很小，并且有很高的强度，能有效降低渗透率，延长结构的使用寿命。在铁路桥梁建设过程中，必须对部分劣质基础进行压缩、强度等方面的处理，以确保基础质量达到设计要求。一般而言，常用的地基处理方法有：振冲、挤密、夯实等。第一，灰土挤密桩技术。因为通过这种技术，能够将现场的基土与后期打入的灰土进行牢固地结合，因此对加强地基的密实性和稳固性有很大的帮助，从而有利于增强地基的稳定性。第一要把钢管打进地基，将土体横向挤压，这样就可以形成一个桩孔，然后把钢管拔出来，然后填满、压实，这个过程中，所用的灰土都要通过试验，确认其合格后方可使用，以保证施工的质量。第二，粉煤灰水泥碎石桩施工工艺这种地基处理方法是将碎石桩打入地基，以提高地基的强度，碎石桩的主要成分是水泥以及石屑等，在经过搅拌后，强度高，而且还能和原来的地基土体进行有效结合，从而构成一个复合型的地基，极大减少了不均匀沉降的发生。

2.2 加强注浆技术在铁路桥涵中的应用

2.2.1 注浆施工方式

就铁路桥涵来说，注浆的方法主要有：第一，在便梁处于悬空状态时，需要将2.5 m 左右的土层开挖出来，这是实施钻孔注浆的前提。第二，若不做架空处理，在顶进过程中，在倾斜方向上完成注浆，并在完成且泥浆强度达到了一定程度后，方可顶进。最后，与前两种方法相比，第三种方法是在箱体预制过程中，在底部留出足够多的注浆孔，然后对箱体进行顶进，到达指定位置后，再对其进行注浆。从实践来看，第一种方法的优点是：因为是挖空的缘故，所以可以很方便地将泥浆注入地下，并且钻孔也是很有规律的。但缺点是这种方法需要很长的时间，而且架空的时间也很长。这对车的行驶造成了很大影响，再加上挖掘出来的泥土比较大，所以泥浆的凝固也比较慢。第二种方法的优势在于，其对车辆运行的影响最小，在灌浆过程中，可以在注浆过程中同时进行，从而极大缩短了施工时间；但是，由于采用斜向钻孔、注浆，需要有较为熟练的施工技术，在注浆过程中，往往会产生死角现象。第三种方法的优势在于：对交通的影响很小；注浆孔设置方便；注浆时有箱体顶着，不会出现漏浆现象，从而保证了注浆质量；这种方法的不足之处在于，由于在箱体底部留有注浆孔洞，会对底部的钢筋产生一定的影响，而且在施工完成后，注浆效果很难检验和确认。目前，大部分正在建设的桥涵都是采用这种方法进行处理的。

2.2.2 具体的注浆工艺

①对浆液以及配合比进行选定。在水泥砂浆配制方面，应结合桥涵工程实际情况，通过试验来确定水泥砂浆配制方法。在水泥浆体的配制中，水灰比的配制对灌浆质量有较大的影响。同时，这也是减少铁路桥涵建设项目成本和缩短建设周期的一个重要因素。如果水灰配合比较小时，则有利于注浆后的基础强度，但同时也会增加泥浆在压力管路中的阻力，进而对压力管路的质量产生影响；当水灰比较大时，容易产生新的空洞；所以，要确保水灰比符合实际的工程需求。②注浆孔间距以及注浆深度。通常情况下，对于注浆孔距及注浆的具体深度，根据复合地基的计算方法及模型进行施工。在条件较好的时候，可以就地注浆，也可以达到更好的效果。在桥涵工程施工中，间距通常控制在1.5 m±0.5 m 以内。③胶凝时间。在铁路桥涵设计和施工中，经常会经过松散的淤泥中，在此期间，常采用劈裂注浆，此过程中浆液的固化时间通常为1.5 h。

2.3 重视地基修整施工环节

在铁路桥涵的建设中，地基要承受路基与列车的双重压力，所以要求地基具有较高的强度与抗压能力，但在正常情况下，是不能满足要求的。必须对基础进行适当地加强，以提高基础的承载力，提高基础的稳定性。在日常建设过程中，应根据建设的实际要求，选择适当的建设方式。为了增强地基结构的稳定性，必须在施工工艺上进行优化和革新。由于其极易受到大量的水流冲刷，导致地基的破坏。所以，应当优化地质的强度。研究人员经过分析研究，发现采用复合结构的施工方法，可以提高地基的密实度和稳定性。在一定范围内，既可提高强度，又可降低压缩性。由于结构不够坚固，很可能造成地基结构的变形和沉降。为此，在施工中，应强化地基的稳定性。在有质量问题的地基上，工人可按规定插进钢管，再用锤子敲打，让其更结实紧密。最后，将混合好的灰土填入其中，以保证其稳定。还可以通过改变地基的构成，对其进行加固。施工人员可以在有质量问题的地基上，将混合好的水泥等材料填充进去。在此过程中，地基结构会改变，从而达到强度和其他品质的要求。如何有效地进行地基施工，关系到整个项目的顺利实施。

2.4 混凝土施工工艺的控制

在桥涵工程中，混凝土是其中必不可少的一种建筑材料，为了确保工程的质量，就必须对其施工过程进行控制。在这个过程中，可以从以下方面来做好质量管理工作：混凝土内外，只有在这两个环节中加强质量控制，才能有效保障混凝土的整体施工质量；除此之外，在混凝土内部，无论是在混凝土设计阶段，还是在最终混凝土浇筑环节，都要对整个过程的混凝土施工质量展开控制，即施工环节的每一步，都要保证混凝土本身的质量。

2.5 加强盖板质量管控

在铁路桥涵工程建设中，必须严格控制好盖板的质量，防止盖板的各类质量问题。对于盖板底面存在水平裂缝的情况，要严格按相应技术要求，采取静压方法，保证其承载能力和强度。针对盖板中主要应力筋的纵裂问题，应按施工规程对主应力筋的保护层进行加强。为避免盖板间出现脱空现象，应改进板件的勾缝工艺，提高结合强度。对于台身的沉降量与盖板位置不一致这一问题，要保障台身的沉降缝位置要准确，在安装时要采取行之有效的措施，尽量减少沉降缝。

2.6 提高基坑排水能力

并点的基坑排水法是在发生洪水灾害或排水量较大，排水有困难时使用的，此法对减少地下水埋深有帮助。在细沙质土壤上，可以采用并点法，也可以用混凝土圆管，并做好并点管理之后的一些关键实验步骤，在进行实验操作的过程中，将水注入管内，使水位迅速降低，或者在水管的周围加入粗砂的时候，管内的水位可以有效提高，这两种情况都可以证明管子是合格的，反之，就该严格地重新沉管。

2.7 加强混凝土的养护

在铁路交通桥涵工程建设中，混凝土结构病害是一个重要的工程问题，其是由外部荷载和内部温度、变形等因素共同作用而产生的，而这一问题的产生最终都与混凝土的强度相关。为了防止这些问题的出现，必须加强混凝土的养护工作。在桥涵工程中，混凝土的强度和密度是影响其结构性能的主要因素。混凝土的强度和密度与温度和湿度密切相关，在混凝土的养护中，必须使混凝土的内部和外部温度保持一致，并要控制好内部和外部的温差，以防止混凝土的开裂。根据混凝土凝固的特点，采取一定的防护措施，保证一定的防护时间，并注意外界温度、湿度等因素对混凝土凝固的影响。在进行养护时，既要考虑到其自身强度的变化，又要考虑到外部温度梯度对混凝土开裂的影响。控制混凝土温度的措施是：通过对混凝土内部温度的实时监控，观察其内部和外部温度的变化情况，并对其进行适当的保温处理。在防护后期，依据外部温度差以及混凝土硬化情况，将外部保护层剥离，并在有效温度差范围内，逐层剥离。

2.8 提升施工作业人员的综合素养

不管是地基、结构还是盖板的施工质量，都离不开施工人员的综合素质，所以，提高其综合素质是非常必要的。在选择施工人员时，要对其作业能力进行考核，按照施工人员的技能来分配工种，使每一名施工人员都能在最适合的岗位上工作。对于专业技术要求高的职位，则需要招聘一些经过专业考试合格的人才，如地质勘查等。要有系统地对建筑工人进行培训。在工程实践中，由于一线施工人员自身素质的不足，极易造成施工过程中的不规范现象。为使一线施工人员的工作方法和对施工标准的认识达到统一，就一定要对施工人员开展施工操作的技术培训，并向其普及各种规范，提高其技能水平以及对标准化操作的认识。要对项目管理工作给予足够的重视，决不能让项目管理职位成为摆设。在具体的项目中，要提高项目监理的权力，提高其对自身岗位重要性的认识，使项目监理在项目建设中起到更大的作用。

2.9 接桩处理

①桩端板焊接法。对于需要接长的预应力管桩，接桩前，要对下节桩的连接部位进行仔细清理，并对上节桩进行定位，在接桩时，要确保上、下节桩的中心线偏差不超过2 mm。在预应力管桩对接前，采用清洁工具清洁上、下端板面。在焊接过程中，对于拼接部位的坡口槽电焊，应该采用三层来对称的方式进行焊接，在对内层焊进行认真地清洗之后，才可以对外层进行焊接，同时还应采取措施确保焊缝的饱满度。②桩身断裂的应对方法。在沉桩时，桩体有可能发生倾斜和偏移，因此，在沉桩前，先清除地下障碍。在接桩时，应保证上、下两节桩身在同一轴线上。在对桩进行堆放、起吊、运输时，要按照有关的规定和制度，保证预应力管桩的稳定。

3 结束语

铁路桥涵施工是当今铁路建设发展的一个重要组成部分，其不仅给人们的生活带来了极大的方便，而且对区域间的交通往来也有很大的促进作用。在铁路桥涵施工过程中，要想更好地确保工程的施工质量，给出行带来安全的保障，就必须要对铁路桥涵施工中出现的问题展开详细分析，并与工程的实际情况相结合，对其进行合理的处理，同时还要强化质量控制，这样才能有效提高工程的施工质量。