铁路线下钻孔桩施工技术探析
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摘要：铁路线下施工因为其安全要求高、施工难度大等因素，向来列为项目的重难点工程；特别是地质条件差的基础施工更是需要严密的施工组织方案和精挑细选的施工技术。本文中以某工程为例，探讨了为满足本工程动车走行线特大桥桩基正常安全施工，防止桩基施工过程中发生侵限或向既有线侧倾覆威胁既有线列车运行安全及施工安全的施工技术。
Abstract: the construction of the railway line because of its high safety requirements and construction difficulty is big, has always been a difficult point engineering projects; Especially the poor geological conditions of foundation construction need to be more rigorous construction organization scheme and construction technology of selective. In this article, taking a project as an example, this paper discusses the dynamic vehicle to meet the project ZouHangXian super-large bridge pile foundation construction safety, normal to prevent abuse or limited to the construction of pile foundation of existing side overturn threat of existing train running safety and the construction safety of construction technology.
Key words: railway line; Drilled pile; The construction technology; Security technology
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
一、工程概述
某桥梁工程中心里程为DCDK1+075.225，桥梁全长1187.28m；全桥共设38个墩台，采用钻孔灌注桩基础、圆端型桥墩、矩形桥台，除连续梁采用支架现浇外，其余均采用架设简支T梁。本桥钻孔桩桩长27～46.5m，除10#、12～14#墩外其余墩台桩基持力层承载力均不大于350Kpa，设计为摩擦桩，考虑施工进度和质量要求，该部分墩台桩基均采用旋挖钻施工，10#、12～14#墩桩基采用冲击钻施工。钻孔桩共304根，总长11129.5m（门式墩部分暂未设计，不含）。
二、施工方案的确定
考虑施工进度、质量、安全等多方面因素，本桥钻孔桩全部采用以下两类钻机进行施工：
1）10#墩、12～14#墩采用CZ20型冲击钻机施工，该机高度约7m且所使用的4个墩桩基距既有线的最小距离均在15m以上，其投影线未侵入既有线；该种机型底盘自重约7t冲击锤重约1.5t，其稳定性好，施工过程中考虑的安全要领为：防倾覆、防止出现管线事故、安全用电。
2）0～9#墩、11#墩、15～19#墩、23～37#墩采用SWMD-20履带式旋挖钻机，其自重约66t，底盘低稳定性较好，但其工作时机身高度约18m，投影线侵入既有线，故其施工过程中考虑的安全要领为：防倾覆侵限、防行走时机型转动侵限、防止出现管线事故、施工中安全用电。
三、线下钻孔桩施工技术
（一）施工准备
1、平整场地
本工程采用车载式桩机，桩机就位之前需对场地进行夯实平整、清理杂物，以免发生不均匀沉降。
2、护筒埋设
护筒用2.5mm的钢板卷制焊接而成，内径为1000mm。上部开设1个20×30cm溢浆孔，以便泥浆循环通畅。护筒埋设位置应准确，其中心线与桩位中心允许偏差不大于20mm，并保证护筒垂直，其周围用粘土回填夯实。
3、设置泥浆池已经做好维护，并悬挂警示牌。
（二）钻孔施工
1、桩孔定位
首先确定柱基中心线及每根桩的中心点，作好标记，设置好每根桩中心点的护桩；为保证桩位中心准确可靠，每根桩在施工前均用仪器复测，确保孔位误差符合要求。
2、钻孔作业
钻孔时先将钻斗着地，通过显示器上的清零按钮进行清零操作，记录钻机钻头的原始位置，此时，显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字，操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置，从而操作钻孔作业。在作业过程中，操作人员可通过主界面的三个虚拟仪表的显示——动力头压力、加压压力、主卷压力，实时监测液压系统的工作状态。开孔时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度，长条形柱动态显示钻头的运动位置，孔深的数字显示此孔的总深度。当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回转操作手柄使机器转到土方运输车方向的位置，用装载机将钻渣装入土方车，清运至适当地点进行弃方处理，以免造成水土流失或农田污染。完毕后，通过操作显示器上的自动回位对正按钮机器自动回到钻孔作业位置，或通过手动操作回转操作手柄使机器手动回到钻孔作业位置。此工作状态可通过显示器的主界面中的回位标识进行监视。施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度，确保成孔质量。
3、清孔
终孔时应进行钻孔深度、孔斜、直径检查，经检查合格后，立即采取换浆法进行清孔，不得用加深孔深来代替清孔，清孔时应尽量缩短时间，一般不得中途停顿；终孔与清孔时间不能相隔过久，清孔后应抓紧时间吊装钢筋笼和灌注水下混凝土，灌注水下混凝土前，应确保沉碴厚度控制在30 cm以内。
（三）钢筋笼的吊放与定位
钢筋笼吊筋采用两根φ8圆钢，吊筋上需设置两道吊环，在吊筋中间和顶端各设置一道吊环，吊环采用φ14螺纹钢筋制作。钢筋笼在起吊、运输和安装中应采取措施防止变形，起吊吊点宜设在加强箍筋位置。钢筋笼吊放入孔时，应对准孔位轻放、慢放。遇阻应上下轻轻活动或停止下放，查明原因后进行处理，严禁强行下放。钢筋笼全部入孔后，按设计要求检查安放位置标高并做好记录，符合要求后，将笼固定，防止因笼子下落或灌注砼时上下串动造成错位。
（四）混凝土浇筑
二次清孔结束后，立即浇筑混凝土。导管内径300mm，丝扣连接，丝扣间采用密封胶圈密封，导管首次使用前必须进行水密性或气密性检测，检测压力0.6～1.0Mpa。提前向监理工程师进行施工混凝土申请，混凝土坍落度为180～220mm，混凝土初凝时间根据运距和浇筑能力确定。浇筑时计算初灌量，加工好漏斗，漏斗底口要设置10*10cm铁篦子，防止大粒径石块进入导管造成堵管形成断桩事故，为保证首罐混凝土有一定的冲击能量，导管下沉渣挤出，并能把导管下口埋入混凝土，深度不小于1m，漏斗下口另需设置放料闸口。混凝土浇初灌前安放垫板作隔水栓，当混凝土装满漏斗后，打开放料闸口混凝土即下入到孔底，排开泥浆，混凝土浇筑连续进行，随混凝土浇灌随拆管，拆管前必须对混凝土顶面高度进行测量，避免导管拔出造成断桩。拆除导管的中途停息时间不超过15分钟，以免中途停顿造成断桩事故。在整个浇筑过程中，导管在混凝土中埋深1～3米，利用导管内外混凝土的压力差使混凝土的浇筑面逐渐上升，上升速度不低于2m/h，直至高于设计标高1m。
四、线下钻孔桩施工安全技术
1、在桩基施工前先进行地质钻孔，摸清桩基位置处的地质情况以控制钻孔桩深度，在桩基远离既有构筑物一侧较低位置适当布置降水井。
2、桩顶现浇墙完成后，沿现浇墙方向在墙体靠既有构筑物一侧进行一定宽度水泥注浆，从桩底到桩顶分层注浆，使此范围内的流沙、淤泥、碎石、土体等固结，有效防止承台开挖后流沙、淤泥等从管桩间隙中向承台基坑流淌危及既有构筑物。
3、注浆固结后即可进行基坑开挖，开挖过程中及时对暴露出的防护桩变形情况进行观测。
4、为防止机械倾覆侵入营业线接触网安全范围内，钻机后支点及操作平台背对营业线。钻机场地应平整、坚实，松软底层处采用碎石土进行整平、压实，软基采用换填碎石土、抛填片石、铺垫大面钢板或枕木等方法进行基础加固、垫平处理，加固的基础面必须平整，防止机械倾覆。
5、对于靠近营业线侧第一排钻孔桩，钢护筒应加长不短于3m，使护筒底部处于硬土层上，其余桩钢护筒长度不得小于2m；埋设后对钢护筒四周用粘土对称填筑，打夯机分层夯实。
6、成孔后及时进行验孔、浇筑砼。靠既有线侧钢筋笼分段长度不大于6m，采用4点悬挂法起吊，在钢筋笼端头向内2m处对称设置2个吊点，使用汽车吊主钩；在钢筋笼中部加强箍上对称设置2个吊点，使用汽车吊副钩。吊装时用麻绳拉住钢筋笼底口，防止钢筋笼来回摆动侵限。吊车摆放在远离营业线的便道边。吊装作业在白天进行，吊装时安全员现场防护，当有列车通过时，停止钻孔、吊装作业。
7、在施工中，由于通信电力光电缆线从框架桥线路加固的线路边通过，故我项目部在工字钢一侧设置一木盒把通信电力光电缆线放入盒内防止有人触碰。
8、为了防止在线路上行走的人员的安全以及在保护线路下作业的施工人员，防止有东西落入线路下危及作业人员的安全。在线路枕木上设置一通长的木板，并且在线路加固的纵梁底用安全网联结，此举有效的减少了物口落入线路下的概率，作业人员也可更安全放心的进行施工。
9、在施工时雨季即将来临，为了线路的安全，我项目部向基坑两侧的边坡喷射C20混凝土，以稳定边坡，防止雨季来临时，雨水对基坑边坡的冲刷导致边坡塌方。
结束语
钻孔桩施工速度快，效率高，噪音低、震动小、成桩质量高、防渗性好的特点。本次施工通过选用合适的施工方案，对于施工质量与安全采取有效措施进行控制，取得了较好的经济效益和社会效益。
参考文献
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