鐵路營業(yè)線樁基礎(chǔ)施工方法比選

王 東

(山西三晉地方鐵路開發(fā)集團有限公司，山西 太原 030013)

鐵路營業(yè)線樁基礎(chǔ)施工方法比選

王 東

(山西三晉地方鐵路開發(fā)集團有限公司，山西 太原 030013)

綜合晉中市南環(huán)路東段下穿南同蒲鐵路框架橋工程線路加固和路基防護的施工過程，對沉入樁、泥漿護壁成孔樁、人工挖孔樁三種樁基礎(chǔ)施工方法優(yōu)缺點進行分析，經(jīng)過計算、試驗段施工比選，本工程最終選用人工挖孔樁的方法。

線路加固，路基防護，人工挖孔樁

1 工程概況

1.1工程簡介

晉中市南環(huán)路東段下穿南同蒲鐵路框架橋工程，新建橋位于南同蒲榆次西場至修文區(qū)間K376+141處有一座既有框架橋下穿南同蒲上、下行線兩股道，結(jié)構(gòu)為6 m-12 m-6 m，交角為86°。橋體所在南同蒲鐵路為雙線電氣化鐵路，曲線段，下行線曲線半徑1 400 m，超高45 mm，曲線長220 m，緩和曲線長70 m，上行線曲線半徑1 400 m，超高42 mm，曲線長220 m，緩和曲線長70 m，大致為南北走向，線路縱坡為5.5‰的上坡。軌道型號為60 kg/m鋼軌，無縫線路，鋼筋混凝土軌枕，軌枕間距60 cm，正線線間距在新建橋體范圍內(nèi)為5.03 m，既有框架橋頂板頂距軌底最小距離為165 cm，此段鐵路為路基段，路肩填土高約為2 m～3 m。

1.2工程地質(zhì)

測區(qū)內(nèi)土質(zhì)為粉質(zhì)粘土層與細砂層相間分層，地下水類型為孔隙潛水，隔水層為第④層粉質(zhì)粘土及以下各層粉質(zhì)粘土，主要含水層為第③層細砂及其以下各層細砂。實測穩(wěn)定水位埋深為6.9 m，穩(wěn)定水位標高介于784.16 m～784.24 m之間。

2 樁基礎(chǔ)施工方法選擇

根據(jù)本工程特性，樁基礎(chǔ)施工方法有沉入樁、泥漿護壁成孔樁及人工挖孔樁三種方式可選。

2.1沉入樁

沉入樁是靠樁錘的沖擊能量將預(yù)制樁打(壓)入土中，使土被壓擠密實，以達到加固地基的作用。使用的預(yù)制樁大多為鋼筋混凝土實心樁或管樁。

優(yōu)點：基樁為預(yù)制樁，節(jié)約工期，施工方便，與泥漿護壁成孔樁相比，對環(huán)境污染較小。

缺點：對鐵路路基等土質(zhì)較硬的地基不適用，樁機施工噪聲大，對施工場地條件要求較高。

2.2泥漿護壁成孔樁

泥漿護壁成孔樁根據(jù)成孔方法分為正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆和反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆，在機械鉆孔過程中，利用泥漿在孔壁形成泥皮穩(wěn)定孔壁、懸浮鉆渣、潤滑鉆具、循環(huán)排渣。

優(yōu)點：適用于堅實土層的地基，對樁長和樁徑限制較小，可用于上部荷載大，樁徑需求大的施工。

缺點：施工步驟工序比較繁瑣，成樁時間長，樁基質(zhì)量不易于掌控，循環(huán)排出的泥渣污染環(huán)境。

2.3人工挖孔樁

人工挖孔樁，用人力挖土、現(xiàn)場澆筑的鋼筋混凝土樁，使用直徑在800 mm以上的樁基礎(chǔ)，能夠承載壓力較大的結(jié)構(gòu)主體，并且可以在樁的上面設(shè)置承臺，進行冠梁處理，使各個樁的受力分布均勻。

優(yōu)點：機具設(shè)備簡單，施工操作方便，單樁承載力高，質(zhì)量易于保證。在機械成孔困難狹窄地區(qū)亦能順利成孔。

缺點：人工消耗較大，人工開挖效率低，樁徑大，工程造價較高。

2.4施工方法比選

本工程樁徑1.25 m，樁長11 m，在試樁過程中，根據(jù)本工程地下水位偏高，出現(xiàn)涌沙現(xiàn)象的特殊地質(zhì)情況和三種施工方法的優(yōu)、缺點比選。本工程如果采用沉入樁的施工方法，施工工藝簡單，速度快，無排污困擾，造價低，但由于打樁需要樁錘、樁架、起重機具等大型施工機械設(shè)備，對鐵路營業(yè)線行車安全影響較大，且施工速度較慢，無法滿足營業(yè)線樁基礎(chǔ)施工的條件。如果采用泥漿護壁成孔樁的施工方法，施工無噪聲，無振動，機具設(shè)備簡單，操作方便，費用較低，但此方法需使用旋挖鉆、泥漿泵等施工機械，而且需要建造泥漿池來循環(huán)排渣，費工費時，成孔速度慢，無法利用列車通過間隔進行連續(xù)施工，對鐵路營業(yè)線行車安全影響較大。

經(jīng)過方法比選及在線間人工挖孔樁開挖時在試驗段試挖結(jié)果比選后，結(jié)合此工程的設(shè)計要求，本工程采用人工挖孔樁的方式進行樁基礎(chǔ)施工。

2.4.1施工工藝流程

挖孔樁分為路基護樁、D梁支撐樁兩種，其中路基護樁直徑為1.25 m，樁長為11 m，共20根；線路外側(cè)四角支撐樁直徑分別為1.25 m，樁長為11 m，共8根；線間支撐樁直徑1.5 m，南側(cè)支撐樁長11 m(4根)，北側(cè)支撐樁長17 m(3根)，共7根；本工程的路基護樁及既有線上D梁支撐樁均采用人工挖孔的方式進行施工，挖孔樁采用鋼筋混凝土護壁進行支護，每開挖0.5 m，制作一節(jié)混凝土護壁。

1)鄰近既有線及線間挖孔：

a.用經(jīng)緯儀放樣出樁中心線，經(jīng)復(fù)核無誤后，從樁中心線向外引出控制線并在挖孔樁施工過程中要經(jīng)常性的復(fù)核樁位中心線。

b.平整場地、清除雜物、夯打密實。場地四周開挖排水溝，防止地表水流入孔內(nèi)。

c.護樁挖孔時，護壁要高出地面20 cm以上。

d.挖孔樁每0.5 m制作一節(jié)鋼筋混凝土護壁，直至樁底。

e.安裝防護照明起吊設(shè)施，檢查樁位中心軸線及標高是否滿足設(shè)計要求。

f.護壁支護：為防止孔壁坍塌，確定施工安全，挖孔樁設(shè)置鋼筋混凝土護壁進行支護，每挖0.5 m做一次鋼筋混凝土護壁。

g.土方清運：在線路間鋪設(shè)雙層塑料布，將挖出的土倒運至線間塑料布上，利用列車間隙時間將土方進行二次倒運至線路外側(cè)，在倒運土方及堆土過程中必須安排專人盯控，避免侵入限界及雜物落在鋼軌上。

h.在汛期挖樁時，每個孔口必須做混凝土護臂圍堰，圍堰高出孔口30 cm，防止在下雨過程中，雨水流進孔內(nèi)，同時準備封閉式的井蓋，在下雨時，將井蓋蓋住孔口，防止雨水進入孔內(nèi)。

2)鋼筋籠安裝。

挖孔樁成孔后不得閑置，必須立即綁扎鋼筋籠，鋼筋籠鋼筋在孔內(nèi)綁扎成型，每根鋼筋長度不能大于4 m，采取搭接要求。鋼筋籠四周設(shè)定位筋，確保定位準確及滿足保護層厚度。鋼筋安裝時，設(shè)置盯控鋼筋與接觸網(wǎng)的安全距離。

3)挖孔樁混凝土灌注。

使用商混凝土，采用串筒人工灌注，自由下落高度不超過2 m，用插入式振搗器振搗密實。

混凝土樁灌注完畢后，混凝土支撐樁達到設(shè)計強度的100%后，才能進行頂進施工。

2.4.2施工要點

1)挖孔施工時，要防止雜物碎石等落入孔內(nèi)傷人，質(zhì)檢員負責(zé)隨時檢查，合格后方可進行下一步施工。

2)挖孔前檢查是否缺氧，下孔前孔內(nèi)先放入燃燒的蠟燭，若蠟燭燃燒平靜方可進行挖孔作業(yè)，作業(yè)期間，地上盯控人員要時刻與孔下作業(yè)人員保持聯(lián)系，在防護員發(fā)出來車信號后，協(xié)助其撤離至指定避車點。

3)組織專職人員盯控施工組織、路料搬運、進出場時機、作業(yè)聯(lián)系、配合分工、責(zé)任落實、規(guī)章執(zhí)行等每一項安全環(huán)節(jié)的落實情況。檢查應(yīng)急預(yù)案是否落實，應(yīng)急組織措施是否到位，應(yīng)急備料是否到場。遇緊急突發(fā)事件時，應(yīng)立即下令停止作業(yè)，撤離施工現(xiàn)場，并直接向項目負責(zé)人匯報。

4)挖孔作業(yè)人員要實施輪班制，單人連續(xù)作業(yè)時間不得超過2 h，嚴禁一人長時間在孔下作業(yè)。當(dāng)樁深度超過10 m時，要強制通風(fēng)。

5)施工現(xiàn)場必須準備應(yīng)急爬梯，以應(yīng)對突發(fā)事件?？變?nèi)有人作業(yè)時，孔口人員不準離開，必須離開時應(yīng)暫?？變?nèi)作業(yè)，待孔內(nèi)人員上來后方準離開。

6)現(xiàn)場所有燈具開關(guān)和孔內(nèi)的電源都要采用漏電保護器。

7)路上的材料嚴禁侵入限界，在挖孔作業(yè)中使用的風(fēng)鎬等導(dǎo)電工具要嚴格進行絕緣處理，確保不出現(xiàn)鋼軌聯(lián)電、紅光帶等問題，影響鐵路行車安全。

8)在施工現(xiàn)場要設(shè)置路材路料安置點，配齊配全搶修所需的鋸(割)軌、鉆孔等應(yīng)急工具，并準備一定數(shù)量的石砟，預(yù)防路基坍塌、線路變形等事故的發(fā)生。

9)挖孔施工前，與工務(wù)段、供電段、電務(wù)段進行溝通，摸清既有電纜徑路位置，并做好相應(yīng)電纜的防護。挖孔出土和混凝土灌注時，應(yīng)盡量不污染線路，保持線路的干凈與清潔。

3 人工挖孔樁效果

本工程采用人工挖孔樁的方式進行樁基礎(chǔ)施工，利用防護樁、支撐樁冠梁處理進行線路加固和路基防護，在框架橋頂進過程中，在承受了多次降雨雨水沖刷后，沒有發(fā)生線路變形、斷軌、漲軌跑道事故。另外，人工挖孔樁施工方便、速度較快且造價低，為工程施工節(jié)約了成本、工期。

由于合理采用樁基礎(chǔ)施工方法，線路加固和路基防護效果明顯，線路加固成功。在線路成功加固的前提下，本工程框架橋頂進施工順利開展，于2017年5月底完成了框構(gòu)橋頂進施工，為后續(xù)晉中市南環(huán)路東段全面竣工通車奠定了堅實的基礎(chǔ)。

[1] 鐵建設(shè)[2008]14號，改建既有線和增建第二線鐵路工程施工技術(shù)暫行規(guī)定[S]．

[2] 趙慶斌，王宴龍.建設(shè)工程中的人工挖孔樁施工技術(shù)[J].黑龍江科技信息,2011(12)：44-45.

[3] Q/CR 9212—2015,鐵路橋梁鉆孔樁施工技術(shù)規(guī)程[S].

Comparisonofconstructionmethodsforpilefoundationofrailwaylinesummary

WangDong

(ShanxiSanjinRegionalRailwayDevelopmentGroupCo.,Ltd,Taiyuan030013,China)

The construction process of road reinforcement and roadbed protection of the south side of Nanhuan road in Jinzhong city. This paper analyzes the advantages and disadvantages of the construction methods of three kinds of pile foundation, such as submerged pile, mud pavement pile and artificial digging pile. After calculation and comparison, the method of artificial excavation pile is selected in this project.

line reinforcement, roadbed protection, artificial digging pile

U416

A

1009-6825(2017)26-0093-02

2017-07-04

王 東(1989- ),男，助理工程師