淺析鐵路橋梁樁基施工技術(shù)的運(yùn)用

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摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國交通事業(yè)也在不斷的發(fā)展，鐵路橋梁建設(shè)日益成為人們關(guān)系的問題之一。本文根據(jù)作者多年工作經(jīng)驗(yàn)就鐵路橋梁樁基施工技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了簡單的闡述。

關(guān)鍵詞：鐵路橋梁；樁基；施工技術(shù)

一、工程概況

新建石武客運(yùn)專線確山特大橋中心里程DK934+653.10，全橋長3421.055m，共有104個(gè)墩臺(tái)，樁基859根，最大樁長80m，最小樁長14米，其中0號～40號墩、99號～101號墩為嵌巖樁，位于復(fù)雜巖溶發(fā)育地區(qū)。橋址內(nèi)地勢較為平坦，水系縱橫交錯(cuò)。全橋施工段處于巖溶發(fā)育地區(qū)，地下溶洞較多，樁基施工處理難度大。該大橋橋址內(nèi)震旦系中統(tǒng)北，大尖組泥質(zhì)砂巖、灰?guī)r、云母片巖、石英巖成整體接觸。下伏有東西向壓性和南北向張性斷層，受其影響，巖體較破碎、節(jié)理發(fā)育；溶洞范圍廣、深度發(fā)育不一，一般深度2～7m，最深溶洞達(dá)76米，基巖面相差懸殊，溶洞或?yàn)榭杖芏?，或?yàn)槌涮钊芏?，填充物多為流塑狀黏土；部分溶洞巖溶裂隙水發(fā)育，甚至形成大型的巖溶管道。大部分溶洞為糖葫蘆串式，一個(gè)接一個(gè)。有的溶洞內(nèi)填充物或有少量流塑狀黏土，有的溶洞巖層斜面較大且有探頭石，溶洞發(fā)育無規(guī)律性。有的又同時(shí)處于破碎帶與溶洞上。

二、巖溶發(fā)育地區(qū)鐵路橋梁樁基施工技術(shù)研究

1、施工技術(shù)方案

鐵路橋梁鉆孔樁施工設(shè)備以旋挖鉆機(jī)、沖擊鉆機(jī)和套管鉆機(jī)為主?；谠摰貐^(qū)的地質(zhì)情況和施工經(jīng)驗(yàn)，該巖溶地區(qū)橋梁墩臺(tái)鉆孔樁基礎(chǔ)皆為沖擊鉆機(jī)成孔。該巖溶地區(qū)橋梁樁基礎(chǔ)施工技術(shù)包括：（1）厚覆砂層的處理就地表表層的淤泥層和粉砂層（特點(diǎn)：厚度一定；稍松散或松散等）及承載力不超過100kPa的地質(zhì)層而言，工程施工階段務(wù)必要做鋼護(hù)筒跟進(jìn)處理，需注意：鋼護(hù)筒在承臺(tái)下部的長度不得超過8m，若承臺(tái)的厚度<8m，則應(yīng)從臺(tái)體穿過。（2）溶洞的處理針對溶洞及溶洞內(nèi)存在填充物的情況，應(yīng)該就溶洞做提前注漿處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)溶洞內(nèi)填充物的固結(jié)。針對溶洞及溶洞內(nèi)不存在填充物的情況，如果溶洞屬串聯(lián)溶洞或溶洞的垂直高度未超過2m，應(yīng)該就此類溶洞做回填片石+黏土處理；如果溶洞的垂直高度超過了2m，應(yīng)該就此類溶洞做鋼護(hù)筒跟進(jìn)處理，注意跟進(jìn)的深度應(yīng)該到達(dá)溶洞的最底端。（3）鄰近敏感點(diǎn)的處理，若樁基礎(chǔ)施工點(diǎn)與附近既有建筑物坡腳的間距<10m，則務(wù)必要就該施工點(diǎn)做鋼護(hù)筒跟進(jìn)處理，注意跟進(jìn)的深度應(yīng)經(jīng)砂層到達(dá)不透水層。若巖層上部屬砂層，鋼護(hù)筒跟進(jìn)的深度應(yīng)該到達(dá)巖面；若巖面上部屬不透水土層，鋼護(hù)筒僅需經(jīng)砂層到達(dá)土層以下1m深處。（4）斜孔及偏孔的處理據(jù)該工程地質(zhì)勘探資料可知，該巖溶地區(qū)巖面平整度極低，則樁基礎(chǔ)施工階段易出現(xiàn)斜孔樁或偏孔樁。就斜孔樁或偏孔樁而言，后期沖孔階段務(wù)必要就所遇斜孔樁和偏孔樁做回填片石的修孔處理。

2、施工管理措施

（1）堅(jiān)持“一樁一表一圖一方案”原則，即各樁基礎(chǔ)均應(yīng)有對應(yīng)的施工方案。樁孔鉆進(jìn)之前，務(wù)必要就施工點(diǎn)的溶洞高度、深度、填充物及地質(zhì)情況做詳細(xì)地勘察，并基于勘察結(jié)果制定準(zhǔn)確、科學(xué)的施工方案。其次，務(wù)必要就填充物做土工試驗(yàn)，通過對填充物物理力學(xué)特性的分析及含水量、容重、孔隙率等的檢測，為計(jì)算注漿參數(shù)提供數(shù)據(jù)支持?；诟鳂兜牡刭|(zhì)資料，制定內(nèi)容詳細(xì)且有效的地質(zhì)地層表及樁基礎(chǔ)施工方案，進(jìn)而明確各樁的施工工藝參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)“一樁一表一圖一方案”的目標(biāo)。（2）強(qiáng)化隱患排查及監(jiān)控，提高工程施工的信息化水平。在鉆孔樁施工階段，應(yīng)實(shí)施信息化施工方法，即編制隱患測量監(jiān)控方案，組建隱患監(jiān)控團(tuán)隊(duì)，合理設(shè)定高程控制觀測點(diǎn)，強(qiáng)化對鉆孔樁作業(yè)平臺(tái)和既有建筑物的高程測量控制，特別是在注漿加固施工階段，強(qiáng)化對地面水平位移、冒漿點(diǎn)位置和地面變化間的觀測記錄，就測量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)予以分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題并就問題做全面而系統(tǒng)地分析，并基于數(shù)據(jù)和原因的分析結(jié)果，制定出切實(shí)可行的應(yīng)對措施，以排除對既有建筑物的威脅。針對分布在鄰近樁基礎(chǔ)施工點(diǎn)50m范圍的工廠企業(yè)，務(wù)必要在鉆進(jìn)樁施工之前及時(shí)通知到位，并就工程施工階段的隱患排查和場內(nèi)檢測進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，以保證發(fā)現(xiàn)和處理隱患的及時(shí)性。

三、溶洞的處理方法

1、拋填片石和黏土法

對于單層溶洞，垂直高度在 3 m 以下的宜用此法。施工時(shí)為防止護(hù)筒下沉，巖溶地區(qū)的鋼護(hù)筒比一般地區(qū)的護(hù)筒略長，不得 < 3 m，是否還需加長穿過易塌土層，應(yīng)視該樁的地質(zhì)復(fù)雜程度決定。施工前應(yīng)準(zhǔn)備好回填材料。石料應(yīng)選用硬質(zhì)巖石，強(qiáng)度為 20 ～ 40 MPa，節(jié)理裂隙不發(fā)育，尺寸≤40cm 的自然級配。黏土應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)黏土，含沙率 ≤5%，塑性指數(shù)以 17% ～ 25% 為宜，并將黏土裝入編織袋備用。

按正常鉆孔樁施工方法施工，在鉆頭穿過護(hù)筒前，在護(hù)筒內(nèi)口填入小碎石，用鉆頭沖擊使小碎石擠入護(hù)筒底口，對護(hù)筒底口進(jìn)行加固。

鉆進(jìn)過程中應(yīng)按地質(zhì)圖中的溶洞位置，在將要鉆進(jìn)至溶洞頂板高程時(shí)應(yīng)減小沖程，防止溶洞頂板的突然破裂導(dǎo)致卡鉆、塌孔等事件。當(dāng)擊穿溶洞頂板導(dǎo)致漏漿（孔內(nèi)水位下降）時(shí)，應(yīng)立即組織人員（機(jī)械）進(jìn)行回填，按土石比例 0.5∶ 1 ～ 1∶ 1（體積比）填入孔內(nèi)，回填至溶洞頂板以上 1 ～ 2 m（再高則效果下降）；并同時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)水，保持孔內(nèi)水位，用小沖程沖進(jìn)，讓黏土和片石充分?jǐn)D入溶洞，每鉆進(jìn) 0.5 m，回填一次，直到孔內(nèi)水位不再下降為止。若漏漿同時(shí)發(fā)生塌孔現(xiàn)象，應(yīng)立即拋填片石和黏土，下部以拋片石為主，上部按比例拋片石和黏土，回填到塌方部位以上 1.0 ～ 1.5 m。以上步驟重復(fù)使用，直至成孔。

2、溶洞注漿法

此方法使用以純水泥漿為主的單液注漿，適用于多層、串珠型溶洞。注漿前應(yīng)仔細(xì)閱讀分析地質(zhì)柱狀圖，了解各層溶洞所在高程、溶洞間巖層高度、填充物等信息，確定注漿鉆孔深度。注漿鉆孔深度應(yīng)達(dá)到最深一層溶洞底板以下 50 cm。測量放出需注漿的樁位，在樁位范圍內(nèi)鉆孔。鉆孔完畢后插入壓漿用 PVC 管，PVC 管采用 50 多孔花管，確保從上到下各高程溶洞均能注入水泥漿。水泥采用 P.O 42.5 水泥，水泥漿水灰比在 0.6∶ 1 ～ 1 ∶ 1之間。連接壓漿 PVC 管與壓漿泵之間的輸送軟管，安裝壓力表，注漿壓力應(yīng)控制在 0.2 ～ 0.4 MPa，不得大于0.5 MPa。終注壓力 0.5 MPa。制（拌）漿時(shí)，先加水，開動(dòng)制（拌）漿機(jī)，再加水泥。攪拌完成后，為防止堵管，應(yīng)在將水泥漿放入存漿池之前加過篩處理。制（拌）漿的速度應(yīng)滿足壓漿泵的工作需求。注漿過程中，要有防止堵管措施，在間隔時(shí)間段內(nèi)需及時(shí)清理管道。注漿過程中，應(yīng)設(shè)間隔時(shí)間停止壓漿，讓水泥漿有凝固時(shí)間，若有速凝劑，則可減少間隔時(shí)間。對于大溶洞，可在水泥漿中摻入一定量的粉土或粉煤灰，粉土摻入量不大于水泥重量的 10%，粉煤灰摻入量為水泥重量的 20% ～ 50%。在終注壓力下連續(xù)注漿 10 min 的注入率不大于 5L / min 時(shí)，可終止注漿。注漿完成待水泥漿強(qiáng)度達(dá)到一定程度后，按正常樁基施工方法沖孔，施工過程中偶爾會(huì)出現(xiàn)少量漏漿狀況，配合拋填片石和黏土法，鉆進(jìn)成孔。

四、結(jié)語

綜上所述，基于工程施工經(jīng)驗(yàn)可得，巖溶地區(qū)鐵路橋梁樁基礎(chǔ)處理方案均應(yīng)考慮巖溶的發(fā)育程度、巖溶的類型、巖溶水及地下水的情況等，以確保鐵路橋梁樁基礎(chǔ)施工安全、施工進(jìn)度及施工質(zhì)量均滿足工程設(shè)計(jì)要求及國家有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

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