高速鐵路施工中軟土地區(qū)大孔徑鉆孔樁技術(shù)要點分析

摘要：社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民需求的提升促進了我國交通運輸業(yè)的迅速發(fā)展，作為交通運輸體系中的重要組成部分，鐵路，尤其是近年來大力發(fā)展的高鐵事業(yè)，其在城市經(jīng)濟的發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用。由于我國地域遼闊，地理條件和環(huán)境條件復雜，所以在高速鐵路工程項目建設(shè)中難免會遇到土質(zhì)問題，軟土地區(qū)的施工就是工程施工中的重點和難點所在。基于此，文章介紹了軟土地基的特點，并對高速鐵路施工中軟土地區(qū)大孔徑鉆孔樁施工技術(shù)要點進行了詳細分析，以期為各位同行提供參考。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；軟土；大孔徑鉆孔；樁技術(shù)

前言：

當前，高速鐵路已日益成為連接各個城市、各個地區(qū)之間的中樞神經(jīng)，在我國社會經(jīng)濟和交通運輸業(yè)的發(fā)展中扮演著舉足輕重的作用。但是，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，交通業(yè)也得到了不斷地完善，如高速鐵路的建設(shè)規(guī)模與數(shù)量已經(jīng)在一天天地增加。而從鐵路施工的角度來看，其施工的難度與土地地質(zhì)情況的好壞程度成正相關(guān)，因此，大孔徑鉆孔樁的施工技術(shù)也受到了鐵路建設(shè)工作領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，現(xiàn)已成為當今鐵路建設(shè)者的討論熱點，也是迫切需要解決和完善的問題之一。

1. 軟土地區(qū)地基的概況介紹

軟土具有天然含水量高、孔隙大、壓縮性高、承載力低、滲透性差、抗剪強度低等特點。高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)修建在軟土中，此結(jié)構(gòu)的地基就稱為高速鐵路軟土路基。在工程實際應(yīng)用中，鐵路路基受力復雜，其承受靜、動雙向荷載，這就決定了軟土地基發(fā)生均勻沉降的可能性很小。路基沉降與地形與地質(zhì)條件、水文氣候條件、路基填料種類及質(zhì)量等有關(guān)。地形與地質(zhì)條件是影響路基工程質(zhì)量的主要因素之一。如果工程地質(zhì)存在軟弱夾層或地基土性質(zhì)差異較大，在路基填筑過程中并未對其進行特殊處理，這就很容易發(fā)生排水固結(jié)，產(chǎn)生較大的差異沉降或沉降變形。當?shù)氐乃臍夂驐l件也會影響到路基的沉降。軟土路基土體中含水量較大，在施工過程中如果不能及時將土體中的孔隙水及時排出，工程竣工后固結(jié)沉降時間長，沉降量大，影響鐵路的安全行車和旅客的舒適度。

2. 施工前準備

2.1 場地準備

根據(jù)鐵路鉆孔施工場地的不同情況進行不同的場地準備。如施工場地在旱地，先對現(xiàn)場的雜物進行清理，換除軟土、平整壓實；如施工場地處于陡坡，可使用型鋼、枕木等搭建操作平臺；如施工場地在淺灘中，則應(yīng)采用筑島圍堰法進行改造建設(shè)，筑島面積應(yīng)按鉆孔方法、設(shè)備大小等決定。

2.2 護筒的設(shè)定

護筒是對鉆孔的孔口進行保護的裝置，其特點是堅固、防水性強、嚴密性高，因此在造孔過程中通過對護筒的設(shè)定能夠達到以滿足孔內(nèi)泥漿面為主要目的的要求。在旱地或筑島時護筒應(yīng)高出施工平面0.3m以上。這樣操作的的目的是為了能夠保護樁孔頂部的土層不會因為鉆頭的反復上升下降、機身的震動而引起坍塌。

2.3 護筒的埋置方法

根據(jù)施工場地的情況，軟土地基樁基宜采用旋挖鉆，護筒的安放就位采用旋挖鉆機先行鉆孔并擴孔，隨后下放安設(shè)護筒，通過護筒自重、旋挖鉆機的加壓裝置配合采用加壓下沉的方法。護筒在下放的過程中應(yīng)保持垂直狀態(tài)，為了提高護筒的垂直度，可在護筒的頂部加蓋一塊厚度為25毫米的鋼板，在鋼板的中心施以壓力，使護筒均勻下沉。護筒頂面的中心與設(shè)計樁位的誤差應(yīng)控制在5厘米之內(nèi)，傾斜度應(yīng)控制在1%的范圍內(nèi)。

2.4 泥漿制備及循化凈化

（1）泥漿配制參數(shù)

對施工地區(qū)的地質(zhì)情況進行勘察，根據(jù)施工領(lǐng)域的土質(zhì)情況，在土、碎（卵）石土或黏土夾層中鉆孔，采用膨潤土泥漿或加入適量純堿護壁。泥漿的配備除了根據(jù)地質(zhì)勘察的結(jié)果和實際鉆孔操作外，還應(yīng)符合泥漿比重、黏度、含沙率、膠體率以及PH值的相關(guān)參數(shù)規(guī)定。

（2）提高泥漿質(zhì)量的輔助方法：為了提高泥漿的粘度和膠體率，可在泥漿中加入一定量的碳酸鈉等化學物質(zhì)，加入量由實驗結(jié)果決定。以此來確保泥漿始終能夠達到性能穩(wěn)定、沉積少、護壁效果好和成孔質(zhì)量高的要求。造漿后應(yīng)實驗全部性能指標，鉆孔過程中應(yīng)隨時對泥漿的質(zhì)量及操作效果進行校驗，并將泥漿實驗的結(jié)果記錄下來。

3. 鉆孔施工

3.1 鉆機的安裝及鉆孔

在對鉆機進行安裝的過程中，由于旋挖鉆機機身重量較大，動力大，因此鉆機在挖孔的承重中需要配備履帶，以適應(yīng)不同的地層和地帶，但為保證施工過程中鉆機的穩(wěn)定性及水平度，在鉆機就位前對松軟地層必須做好地基加固處理，采用鋪設(shè)鋼板或拋填片石擠淤的加固方法，以增強地基承壓力，保持機械的水平度。鉆頭或鉆桿中心與護筒中心偏差應(yīng)控制在5厘米之內(nèi)。孔位的設(shè)定必須準確，開孔時，應(yīng)使初步形成的孔壁堅實、豎直、圓順。用直徑2.5米的鉆孔樁成孔應(yīng)分三次進行鉆孔，第一次采用直徑1.5m的鉆頭進行旋挖成孔達到設(shè)計深度后，第二、三次分別采用直徑2.0米、2.5米的鉆孔進行擴孔成孔。在鉆孔過程中密切關(guān)注地層的變化，并與設(shè)計圖紙進行核對。根據(jù)不同的地層控制鉆機的鉆進速度，防止鉆進速度過快而導致塌孔。同時，要保持孔內(nèi)的水位或泥漿水平面高于護筒底部至少0.5m，或控制在底下水位的1.5m到2m之間。在鉆頭鉆進中取渣或終止鉆孔后，應(yīng)及時向孔內(nèi)加入水或泥漿，保持孔內(nèi)水位的高度和泥漿的比重、黏度。

3.2 鉆孔異常處理

（1）坍孔。坍孔是鉆孔過程中最常見的異常狀況。坍孔的發(fā)生常伴有以下幾種先兆情況的發(fā)生，如在鉆孔過程中發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)水位驟降、孔口冒出細密的水泡、鉆機的進尺速度很慢等，此時應(yīng)立即停鉆處理。發(fā)生孔口坍塌時，可用測錘丈量孔深，若與鉆進深度不符說明已經(jīng)坍塌，應(yīng)立即拆除護筒，并用砂粘土混合物回填鉆孔到超出坍孔位置以上為止，并暫停一段時間使回填土沉積密實，水位穩(wěn)定后方可繼續(xù)鉆進。

（2）鉆孔偏斜彎曲。安裝鉆機時，鉆盤頂面要水平，立軸中心同鉆機中心在同一垂直線上。開鉆時，主動方鉆桿不宜過長，以免鉆桿上部搖動過大，影響垂直度。鉆進過程中應(yīng)經(jīng)常檢查吊環(huán)中心、立軸和鉆機中心。遇到傾斜的軟硬地質(zhì)特別是由軟到硬地段應(yīng)吊住鉆桿控制進尺。除此之外，加強技術(shù)管理，經(jīng)常檢查鉆孔情況，發(fā)現(xiàn)偏斜立即糾正。

（3）鉆孔漏水。發(fā)現(xiàn)鉆孔漏水時，應(yīng)先摻入足夠的泥漿和水，維持水頭的穩(wěn)定，而后根據(jù)漏水原因進行針對性的處理。

4. 清孔及鋼筋籠加工、安裝

4.1 檢孔

對孔徑、孔深、孔位、豎直度等參數(shù)進行檢查后，確認孔徑合格，立即進行清孔。采用籠式探孔器進行檢測，其外徑等于鉆孔的設(shè)計孔徑，長度等于孔徑4～6倍。

4.2 鋼筋籠加工及吊裝

分節(jié)制作鋼筋籠骨架。鋼筋籠在鋼筋加工場采用大型機械集中加工，骨架位置在機械上調(diào)整固定以后由人工焊接成型，箍筋由調(diào)整好的機械鉆速旋轉(zhuǎn)纏繞到主筋上，從而形成鋼筋骨架。為防止鋼筋骨架變形，每道加強筋需設(shè)置十字撐，其鋼筋直徑與主筋相同。

4.3 鋼筋籠骨架的存放、運輸與現(xiàn)場吊裝

保持存放場地的平整、干燥，存放時每個與地面接觸的加勁筋在底部墊上等高的木塊，以免鋼筋籠骨架受潮或污染。每組骨架要順序擺放并標號序號，以免搬運時順序出錯。搬運時注意保護鋼筋骨架并保證其在運送達到目的地之前維持正常形態(tài)。

5. 水下混凝土灌注

水下混凝土灌注前，檢測孔底泥漿沉淀厚度，混凝土灌注應(yīng)連續(xù)進行，采用導管法灌注，大直徑灌注樁導管直徑應(yīng)不小于30cm，導管內(nèi)壁應(yīng)光滑圓順，使用前進行水密、承壓和接頭抗拉試驗。在灌注混凝土開始時，導管底部至孔底應(yīng)有30～50cm的空間。首批灌注混凝土，導管在混凝土內(nèi)的埋深應(yīng)保證1m，以防止泥漿及水沖入管內(nèi)。正常灌注期間，應(yīng)經(jīng)常量測孔內(nèi)混凝土面層的高程，及時調(diào)整導管埋深，導管在混凝土內(nèi)埋深應(yīng)控制在2～6m范圍內(nèi)。

結(jié)束語：

大孔徑鉆孔樁技術(shù)的發(fā)展是我國軟土地區(qū)鐵路建設(shè)的中間環(huán)節(jié)，對我國交通事業(yè)的不斷發(fā)展與完善有著不可忽視的作用。因此，提高大孔徑鉆孔樁技術(shù)的水平，是我國軟土地區(qū)鐵路建設(shè)領(lǐng)域的主要任務(wù)之一。綜上所述，通過對大孔徑鉆孔樁技術(shù)在軟土地區(qū)鐵路建設(shè)中的應(yīng)用以及所隱含的問題的分析研究，并提出相應(yīng)的改善方案，是對我國鐵路建設(shè)在軟土地區(qū)的發(fā)展的一大重要推動力。

參考文獻：

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