关键词：铁路大桥 旋挖钻钻孔桩施工技术 应用
铁路桥梁工程多具有工程跨时长、资金投入大、设计难度高、施工涉及领域广泛且技术工艺运用复杂等特点,将旋挖钻钻孔桩施工技术运用于铁路大桥工程施工建设过程中,利用其灵活、降噪、低碳环保、装机功率大等优势,能有效提升施工效率,最大程度上确保建设质量,为路桥工程保质保量完工创造条件,为工程质量安全的稳定奠定基础。如何克服旋挖钻钻孔桩施工技术中的重难点问题,充分利用该项技术达到最佳的施工效果成为当前各施工团队探讨的热门话题。
1 铁路大桥工程概况
1.1 工程规模
笔者曾参建的某铁路大桥主桥长2219.3m,铁路长度为1913m,结构拱列车双向通行。
1.2 地质情况
该铁路桥梁工程沿途地势较为平缓,标高值均处在213-215米间,落差不超过3米。沿线部分地段为波状台地地貌,不良地质现象发生几率较低,土层结构较为稳固,且勘查、试挖过程没有发现沿途存在有毒有害气体或液体,不会对施工人员生命安全造成危害。
2 旋挖钻钻孔原理分析
通常情况下,技术人员会利用旋挖钻机底部的桶式钻头高速旋转带动锋利铲刀的方式捣碎地表岩层,并通过传输设备将捣碎后的土石块装入机械配备的土石钻斗内,后闭合旋挖钻机的底盖,将伸缩的桶式钻头抬离钻洞,卸净土石,重复上述步骤直至钻头挖到设计深度为止。钻孔过程需要联系客观实际,应当以事前勘查的土壤质地结构为依据,对于土质结构松散的岩土层,应当结合泥浆护壁钻进工艺技术使用,通过填充泥浆的方式提升土壤粘稠度,稳固钻洞岩壁结构,使其不易坍塌下陷,确保钻孔的稳定性。对于土质粘性大、含水量较多的岩土层,则可根据工程条件选择干钻或清水钻洞的方式完成钻孔工作。
3 旋挖钻钻孔桩施工技术要点
3.1 钻孔前的准备工作
3.1.1 配套仪器的准备工作 施工技术人员在正式开始路桥工程施工建设前,应当做好各项材料及仪器的配备清点工作,为工程定期开建提供条件。旋挖钻钻孔桩施工技术需要准备的设备有装载机、钢卷尺、电焊机、水准仪、钢护筒等,且这些设备仪器需要经过验证,不存在质量问题,配备有合法的合格证明。
3.1.2 技术交底工作 技术交底工作是促进技术部门与设计部门交流合作的关键环节。工程技术人员与工程设计人员在此过程中,应当以前期勘察工作搜集的原始资料为依据,以土质结构、土壤特征、开挖难易度等内容为基础,就方案中的不足之处进行深入探讨,全面达成共识,共同策划出最佳的工程设计方案,尽量避免出现返修或临时调整方案情况,以节省工程造价成本、缩短工期,确保工程建设的质量与效率。
3.1.3 整理场地工作 由于旋挖钻钻孔桩施工技术需要用到的旋挖钻机自重量较大且使用履带行走方式移动,只能在较为密实平整的施工地面行驶,若地面坑洼不平或过于松软泥泞,则有可能因重心不稳而增加机械侧翻、沉陷等风险,对旋挖钻机操作者的生命安全构成威胁,为工程作业埋下了较大的安全隐患。对此,技术人员应当在牵引旋挖钻机时,将其活动范围内的土层压实、压平整,尽可能为其创造出良好的施工作业环境。遇到桩位恰巧位于水中的情况,则应当选择土围堰的方法,用土将铁路桥梁建设沿线横穿水体区域填筑土围堰,确保中间区域不与两侧水体相通后,利用抽水机抽尽剩余水量,对沉积于水底的淤泥进行换填,使之成为地铁线路的钻孔平台。
3.1.4 埋设护筒工作 技术人员在实际操作过程中,可以将设计方案中涉及的控制点作为突破口,确定下最终桩位,并于其周围150cm的位置对称设置四个引桩。然后以0.8cm厚的优质钢板为原材料,制作出质量上乘且防水防漏性能较好的护筒,高度需达到300cm,内径长度需以桩径为参照,应比其大出0.2m左右。为了进一步提升护筒的承载力与抗变形力,可在其筒身上焊接数道加劲肋,起到加固的作用。技术人员在埋设护筒时,应当以引桩定位处为准确位置,将护筒底端没入土中,仅留出约30cm露出地面,并将土层回填至坑洞中,夯实加固。
3.2 泥浆处理工作
3.2.1 泥浆原料的选择 铁路桥梁工程使用的泥浆多由膨润土、纯碱、CMC胫基纤维素等构成,其中膨润土可分为钠质膨润土与钙质膨润土两种类型,前者需要投入较多的资金,后者则较为经济实惠。膨润土作为泥浆原料的重要组成部分,具有含砂量小、稳定性强、粘度适中、造浆力大等特点,使用范围较广,使用价值较高,常与水按照8：100的比例配制。将CMC胫基纤维素掺入泥浆原料中,能使调配好的泥浆与地基土表层处形成一层薄膜状物质,有效抑制土层中水分的蒸发,常用的配比比例为0.1：100,即0.1kgCMC胫基纤维素配比100kg膨润土。在泥浆中加入纯碱,能有效调节土壤的PH值,将黏性较大的土壤分散开来,最大程度上增强黏土颗粒吸附正离子能力,以此提升泥浆的粘稠度、稳定性与固水性,常用的配比比例为0.3：100。
3.2.2 泥浆池的铺设 技术人员在铺设泥浆池时,应当确保其具体位置与地界线的距离保持在100cm左右,铺设的具体深度与尺寸大小应根据施工需要而定。泥浆池的边坡坡度没有准确要求,从土质粘稠度出发,仅需保证边坡无坍塌、滑坡现象即可。技术人员在设计好最佳尺寸与深度后,就可以着手挖掘工作,在挖掘完成的坑洞内铺上一层塑料布模拟隔水层,完成泥浆池的铺设工作。
3.2.3 泥浆的最佳配置顺序 技术人员在配置泥浆的过程中,应当严格遵循操作流程,不得随意更改、添减操作步骤,应参照最佳的配置顺序,将所有材料投入搅拌机内搅拌12分钟,后于铺设完毕的泥浆池内进行二次搅拌,在此过程中,一定要防止泥浆四溅或外溢现象的发生,最大程度保护施工周边环境不受破坏。
3.3 钻孔的技术要点
技术人员在实际钻进过程中,应以出渣土质为依据,结合进尺情况,调整钻机的钻进速度,控制其钻孔深度,尽可能降低钻机对孔壁的扰动,将塌孔现象的发生几率降到最低。除此之外,技术人员还应当一边钻进,一边检验渣土样本,以检验结果为参照,适当调整钻进速度、钻进深度、钻进压力与钻进角度,联系实际情况,控制好泥浆的比重量,进一步提升钻孔质量,提高工作效率。
4 结束语
综上所述,随着国家经济水平与综合实力的提升,为了加快城市发展步伐,越来越多的路桥工程投入建设施工中,铁路桥梁建设企业迎来了发展的春天。
旋挖钻钻孔桩施工技术作为一项新型技术工艺,具有较广的发展前景,将其用于铁路大桥施工建设过程中,能充分利用其成孔效率高、钻孔质量好、灵活便利、降噪环保、装机功率大等优势,最大程度上保证路桥工程的施工质量与安全,有效缩短工程用时,节省工程造价成本,实现各项资源的优化合理配置,利于施工单位实现经济效益与社会效益最大化,为其走上健康长远的发展之路奠定坚实的基础。
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