浅谈高铁桥梁建设桩基施工技术与检测

'浅谈高铁桥梁建设桩基施工技术与检测中铁十九局集团第二工程有限公司【摘要】随着我国高铁基础建设的迅速发展。铁路部门兴建了大量的混凝土桥梁，＞［工程规模越来越大，对桩基基础承载力的要求也越来越高，质量成为一个突出的问题，因此必须加强质量检测，从而保证桥梁的施工质量。【关键词】高铁；质量；检测；桥梁一、高铁桥梁的特点1•桥梁比例大，高架长桥多。高速铁路设计参数限制严格，曲线半径大、坡度小，并需要全封闭行车，因而桥梁建筑物大大多于普通铁路，高架长桥的数量也很多。2.以中小跨度为主。由于高速铁路对线路、桥梁、隧道等土建工程的刚度要求严格，因此，高速铁路桥梁跨度以中小跨度为主。3•刚度较大，整体性好。高速铁路桥梁必须具有足够大的刚度和良好的整体性，以防止桥梁出现较大挠度和振幅。同时，必须限制桥梁的预应力徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形，以保证轨道的高平顺行。4•纵向刚度大。高速铁路要求依次铺设跨区间无缝线路，而桥上无缝线路钢轨的受力状态不同于路基，结构的温度变化、列车制动、桥梁挠曲会使桥梁在纵向产牛一定位移，引起桥上钢轨产生附加应力。过大的附加应力会造成桥上无缝线路失稳，影响行车安全5.结构便于检查维修。高速铁路的中断行车会造成很大的经济损失和社会影响，因此高速铁路桥梁一方面要尽量减少维修，另一方面要便于日常检查和维修。二、桩基基础的施工准备1.桩基基础的施工环境场地位于旱地时，清除现场杂物，硬化场地。场地位于浅水时，采用筑岛法（引桥），场地位于深水吋，采用钢管桩施工平台法（主桥）。平台必须平 整，联结牢固。1.桩基基础桩位测定在平整好的场地上测定桩位，用方木桩准确标识各桩位的中心及标高,同吋埋设护桩，护桩埋设方法，在桩中心向外大于桩径50cm均匀分布三个并量岀距离，护桩顶要与地面相平并用砂浆固定牢固，做出明显标记。深水桩基的定位由钢护筒定位架固定。3•桩基基础的护简护筒一般采用钢护筒，水上主墩钢护筒采用12mm厚钢板卷制在顶和底部用12mm钢板加固，直径2.5m的钢护筒用14ram厚钢板卷制，其余则用10mm厚钢板卷制。护筒内径大于钻头直径20〜40cm,护筒高视土质而定，最小不小于2m。安置时，护筒顶高出地面30cm以上，高出最高施工水位或地下水位1.5〜2.0m。旱墩护简周围50cm范围内粘土夯实，深度至护筒底。并用稳定护筒内水头的措施。护筒的埋设位置必须保证其中心与桩位中心的偏差不超过50mmo并应注意两节护筒的连接质量，护筒埋深为2〜4m,水上主墩护筒应沉入局部冲刷线以下不小于1.0〜1.5m。4.桩基基础的钻孔泥浆在开钻前，应选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，科学选料配制，泥浆比重1.1-1.2,泥浆粘度一般地层16〜22Pa?So含沙率必须小于2%。钻孔U寸泥浆需要不断的循环和净化，故在施工前应对泥浆的循环和净化作适当布置，设置好制浆池、储浆池、沉淀池，并用循环槽连接。废弃泥浆根据现场情况在桥旁设置储浆池，作为废弃泥浆的倾倒场地。三、桩基基础钻孔的施工钻孔前，按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，挂在钻台上。针对不同地质层选用适当的钻机和泥浆比重，并做钻孔标示牌，内容包括墩台号、桩位、应钻孔深、钻机型号、负责人等。初次钻孔时进尺适当控制，采用慢速钻进，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（扌II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。施工中应经常检查钻头转动装置是否被钻確卡住，钻进吋常低锤勤击,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，并根据地质情况及吋调整。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,口不得大于钻头直径，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。四、高速铁路桥梁桩基检测方法1・钻芯检测法。钻芯检测法属于局部破损检测法，它是按规定的抽检比例进行检测，或对桩质量有疑问吋采用，通过检测可判断桩身的完整性、混凝土强度、桩长、桩底沉渣厚度及持力层性状能否满足设计及规范要求。钻芯取样是钻芯法检测中的重要环节，其质量好坏直接关系到整个桩基质量评价的准确性。2.静载荷实验法单桩竖向承载力的确定在桩基工程中特别重要。静载荷实验法在检测单桩竖向承载力时虽然是最原始的但也是最可靠的方法。在桩顶施加荷载，了解荷载施加过程中，桩土间的作用，通过得到P・S曲线的特征确定承载力，判别桩基的施工质量。1.低应变动测法低应变动测法是使用小锤敲击桩顶，通过粘接在桩顶的传感器接收来自桩中的应力波信号，采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应，反演分析实测速度信 号、频率信号，从而获得桩的完整性。该方法检测简便，且检测速度较快，但如何获取好的波形，如何较好地分析桩身完整性是检测工作的关键。4•高应变动力检测法高应变动力法测试技术于20世纪80年代由美国引入我国，近年来该技术得到了广泛的应用和发展。它是通过在桩顶量测被激发的阻力产生的应力波和速度波来确定承载力的。5•超声波检测法超声波检测法是通过测定超声波在混凝土中传播过程中的声速、波幅、频率、声吋等声学参数，而反映混凝土的质量。对于组成材料相同且配合比一定的构件，其内部越致密，孔隙率越低，则声波波速越高，波幅越大，频率越高,强度也越高。5.低应变发射波检测法应力放射波法是以应力波在桩身中的传播反射特征为理论基础的一种方法。该方法把桩假定为连续弹性的一维截面匀质杆件，并且不考虑桩周土体对沿桩身传播应力波的影响。当在桩顶施加一瞬态锤击振力，将在桩内激发应力波,由于桩与桩周土体之间的波阻抗差异悬殊，应力波大部分能量将在桩内传播，当L（波长）〉〉D（桩径），应力波波长λ＞）D吋，桩可以看作一维杆件，应力波在桩内传播可以采用一维杆波动方程计算。垂直入射的应力波在桩内传播过程中，当桩内存在有波阻抗差异界面时，将产生反射波和透射波，反射波将沿桩身反向传播到桩顶，而透射波继续向下传播。桩身的缺陷、桩底均可以根据反射波的相位、振幅、频率特性，辅以地层资料、施工记录以及实践分析经验，对其性质做出确切的判断。'