昌栗高速下穿西環鐵路頂進框架橋線路加固挖孔樁施工技術

周啟龍, 熊震宙

(江西省交通設計研究院有限責任公司)

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昌栗高速下穿西環鐵路頂進框架橋線路加固挖孔樁施工技術

周啟龍, 熊震宙

(江西省交通設計研究院有限責任公司)

隨著我國經濟建設的快速發展，橋梁跨線施工越來越多。結合為南昌至上栗高速公路下穿西環鐵路框架橋工程，詳細闡述了線路加固挖孔樁施工技術，為解決橋梁跨線施工問題積累了新的技術資料。

頂進框架橋，線路加固，挖孔樁，施工

1 工程概況

本工程為南昌至上栗高速公路下穿西環鐵路框架橋工程，主線框架中心對應西環下行線里程為K32+270.5，為2～12.5 m獨立鋼筋混凝土框架橋，每孔框架全寬14.4 m,單節長17 m,橋身與既有西環鐵路斜交，交角為88.6°,斜交正做。下穿段地質情況：素填土，層厚1.6～5.2 m；粉質粘土，層厚3.8～6.8 m；全風化泥質砂巖，層厚為4.6～5.5 m；強風化泥質砂巖，層厚為4.5～4.7 m?？蚣軜蛑黧w部分基底位于強風化泥質砂巖上。地下水主要為上層滯水、孔隙潛水和基巖裂隙水，地下水對混凝土不具有腐蝕性。

2 挖孔樁施工技術

本工程內挖孔支承樁一共6排18根，每排樁在線路中間設計1根1.8×2.0 m的矩形挖孔樁，線路兩側各有1根直徑為1.8 m的圓形挖孔樁，樁長均為18 m。為確保鐵路路基邊坡穩定在框架基坑兩邊設置8組5根Φ1.5挖孔圍護樁，樁長14～16 m。施工方法為：(1)挖孔樁場地布置。本工程的每一框架橋的支墩挖孔樁同時施工。支墩挖孔樁開挖前在孔位周圍采用木板設置擋碴板，開挖50 cm后馬上進行鎖口混凝土的澆筑，鎖口頂高出道碴頂面20 cm(不高于軌面標高),承重樁鎖口澆筑后在靠近線路側的鎖口上預埋鋼管，安裝4道高1.2 m的隔離柵，圍欄距離線路中線的距離>1.875 m；兩線路中間的挖孔樁出碴卷揚機安放在鐵路限界范圍之外，利用列車運營空閑時間進行施工。為方便兩線間挖孔樁出碴，利用方木等將軌枕之間找平至軌面，每次出碴后，有列車通過前派專人將軌面清掃干凈，防止污梁鐵路，挖孔樁施工平面布置見圖1。(2)施工測量和樁定位。進行放樣施工測量前，根據設計院的施工圖，復測水準點及導線點、復核樁位坐標。根據批復的復合測量成果，確定樁位中心，根據挖孔樁截面圖確定挖孔樁邊線，撒灰線。(3)鎖口澆筑。鎖口厚30 cm，采用C25鋼筋混凝土，環向鋼筋采用φ14 mm的HRB335鋼筋，間距20 cm，豎向鋼筋φ8 mm鋼筋，鎖口頂部的高程在完成施工后進行測量。挖孔深度由樁底高程和鎖口頂高程確定。鎖口應高出地面0.3 m，為了防止施工雜物進入孔內引發傷人事故，在鎖口四周設置防護欄。完成護圈施工后進行樁位復測，并用十字護樁對護圈頂面進行定位；對挖孔施工的樁孔垂直度、樁徑、樁孔中心偏位等通過十字護樁進行檢測。(4)垂直運輸架的安裝。采用提升鋼框架作為垂直運輸架的承重結構，提升采用慢速卷揚機進行。把電動葫蘆和滑輪組安裝在垂直運輸架上，在把卷揚機上的鋼絲繩穿好，選擇合理的地方安置小翻斗車或運地面土用手推車和卷揚機。(6)進行照明、活底吊桶、通風機、活動蓋板和水泵的安裝。井底照明采用帶罩的能防爆和放水的照明燈，電線使用防破電線，電源采用36 V低壓電源。為防止在施工中出現孔壁因受吊桶的碰撞而引發施工安全事故，吊桶和滑輪組安裝時，在孔壁和吊桶之間留出足夠的安全距離。(7)挖孔施工準備。在孔口周邊按規定要求設圍護欄。人工挖孔，當孔內二氧化碳含量超過0.5%，或作業人員已感到不適時，采取通風措施。當樁孔深度大于10 m時，采用機械強制通風，加強空氣的流動。為避免發生施工安全是個，樁孔上方人員應對孔下施工人員的情況進行密切觀測，互相呼應。當發現較大地下水量時，應先在樁孔底設置集水坑，用高揚程水泵抽水，根據抽水量選定符合要求的水泵，施工時一邊挖土一邊抽水降水。當發現地下水滲出量較小時，可以使用吊桶及時將泥水運出。(8) 樁孔土方開挖。開挖樁孔土方時，先對中間的土方進行開挖，然后由中間向樁四周進行開挖，開挖施工時應對樁孔截面尺寸進行嚴格控制，開挖節段的高度應按照不同的土質要求確定。每一循環進尺不大于1.0 m，開挖完成后立即施工混凝土護壁。開挖至第二節段時，運土采用提升設備進行，地面施工人員應系好安全帶，下面施工人員應佩戴好安全帽。在吊桶到達樁孔上面1米的位置時，轉動或橫移吊桶遠離樁孔，把吊桶內的土卸到小推車內，通過小推車把土運輸到孔口外制定位置挖孔過程中，發現地質情況有變化時，立即匯報，從施工工藝及安全設施上采取措施。(9)檢測樁基的中心位置。開挖完成每一節段樁孔后，對其中心偏位、垂直度和長度和寬度進行檢查，保證樁中心和孔位中心誤差符合傾斜度不超過0.5%，偏差大于5 cm的規定要求。為保證樁基的垂直度、孔徑和護壁厚度，應在每層的孔位和孔位的長度和寬度滿足規定要求后才能搭設模板。(10)支護壁模板、鋼筋的設置。開挖完成每一節段樁孔后，在節與節中間設置接茬鋼筋。采用拆上節護壁模板來支下節的方法對模板進行反復利用。應保證模板的剛度符合規定要求，采用方木來支撐加固模板，保證樁中心和軸線偏差符合小于1 cm，垂直度、樁尺寸

圖1 挖孔樁施工平面布置

滿足規定要求。(11)澆筑護壁混凝土。挖孔樁開挖時，開挖成孔和孔壁的鋼筋混凝土護壁施工同步，挖孔樁護壁厚20 cm，采用C25鋼筋混凝土，環向鋼筋采用φ14 mm的HRB335鋼筋，間距20 cm，豎向鋼筋φ8 mm鋼筋，禁止超挖和省略護壁。護壁鋼筋在孔內綁扎，綁扎完后進行模板安裝和護壁混凝土的澆筑。護壁混凝土施工采用人工澆筑和振搗，施工中嚴格控制其坍落度約為10 cm。根據施工氣候條件，在保證護壁混凝土的厚度和強度滿足規定要求的條件下，對其強度進行檢查，在其強度大于小于2.5 MPa后下挖。(12)拆除護壁模板。在檢查樁中心位置、圓弧度和孔直徑符合規定要求后，才能對第一節護壁模板進行拆除，模板拆除施工采用拆上節護壁模板來支下節的方法對模板進行反復利用，應保證模板頂端比混凝土澆筑口的高度大10 cm。(13)成孔驗收檢查和鋼筋安裝。孔完成后先由施工單位進行自檢，自檢合格并完成施工原始記錄后，申請隱蔽工程驗收手續的辦理，由監理工程師對樁的垂直度、樁直徑、樁位和高程進行檢查，檢查合格后，在樁內搭設支架綁扎樁身鋼筋籠，受接觸網回流線和接觸網動力線凈空約6 m的影響，鋼筋籠整體吊裝難以實現，挖孔樁鋼筋籠擬采用單根入孔綁扎的方式進行焊接安裝。(14)安裝串筒或溜管。為防止混凝土離析，采用串管灌注挖孔樁混凝土，并串筒出口料距混凝土澆筑面的高度不超過1 m。(15)樁身混凝土施工。挖孔樁混凝土采用自拌混凝土，采用混凝土攪拌車運輸至現場再用輸送泵泵送至各施工點，采用漏斗、串筒向樁孔內灌注，混凝土振搗采用插入式振動棒搗固。樁芯混凝土澆筑前先將孔內水抽干，按常規混凝土進行灌注。每根挖孔樁混凝土澆筑快完成時，在挖孔樁頂部預埋兩根鋼軌樁，插入深度1.5 m，露出挖孔樁混凝土30 cm，鋼軌樁距離線路中心2.5 m，作為便梁的限位樁，限位樁與縱梁之間的縫隙用木板填塞。挖孔樁頂部混凝土即將終凝前，在每根挖孔樁上面插入鋼筋頭，露出1 cm,作為位移與沉降觀測點，每天由專人檢查兩次并記錄。當發現位移及沉降偏大時，立即反復測量，當反復測量仍然偏大，應立即檢查挖孔樁是否存在質量問題，并在挖孔樁上加墊雜木板或鋼板使其達到設計標高。

3 結 語

(1)嚴格按照技術交底進行開挖，隨時掌握土體情況，開挖工作保持緊湊，以縮短挖孔施工周期。作業時，每挖深50 cm左右就對孔下作一次勘扦，確定無異常時，才繼續下挖，發現異常，即時報告。挖孔抽水時，在作業人員上地面后進行，抽水后檢查，斷開電源才準下孔。孔下作業時間不過長，孔下作業2 h左右出孔，與孔外作業人員輪換。(2)采用上述方法，安全順利地完成了改加固挖孔樁施工，表明采用的施工方法是成功的，可供同類工程施工參考。

[1] 李慧瑩.φ3 800 mm超大直徑人工挖孔樁施工技術[J].施工技術,2008,(1).

[2] 彭東升.人工挖孔灌注樁的施工安全與對策[J].水運工程,2004,(6).

[3] 莫莉,董書贊.復雜地質條件下超大直徑人工挖孔樁施工技術[J].廣東土木與建筑,2005,(5).

2015-06-24

周啟龍(1980-)，男，江西南昌人，主要從事高速公路橋梁、隧道設計及設計服務研究。

U445

C

1008-3383(2015)12-0104-01