樁板墻在鐵路路塹高邊坡防護施工中的工藝技術探討

孟建創

摘要： 樁板墻是一種新型的支擋結構，其原理是將鋼樁插入到穩定地層中或者通過鋼筋混凝土挖孔樁作為主要側向受力構件，樁間再安裝擋土板，利用擋土板后填土并通過擋土板將側向荷載傳遞至樁身的直立板條狀構件形成的擋土結構物。近些年來，鋼筋混凝土樁板墻已廣泛應用于鐵路路塹高邊坡防護中。本文介紹了鐵路路塹高邊坡樁板墻的施工工藝工法以及施工中的一些體會，可作為同類工程的經驗借鑒。

Abstract： Pile wall is a new type of retaining structure. The principle is that the steel pile is inserted into the stable strata or through the reinforced concrete digging pile as the main lateral force member， and the retaining plate is installed between the piles. The soil is filled and the lateral load is transferred to the pile structure of the pile. In recent years， reinforced concrete pile wall has been widely used in railway cutting high slope protection. This paper introduces the construction technology and the construction experience of high cutting slope pile wall in railway， and can be used as reference for similar projects.

關鍵詞： 樁板墻；樁體開挖；光面爆破；擋土板

Key words： pile wall；pile body excavation；smooth blasting；retaining slab

中圖分類號：U418.5+2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）20-0131-03

0 引言

樁板墻的成功實施，首先應了解并掌握設計地質勘探地層資料，針對不同的地層巖土力學特性，比選出最優的組合式樁體開挖方案。本文就所施工的鐵路工程實例為對象，對樁板墻的實際應用進行了工序工藝技術上的探索和探討。

1 工程概況

新建鐵路連云港至鎮江鐵路DK300+068.75～DK300+171.25路基段設置樁板墻對山體邊坡進行滑塌防護。

本工程DK300+068.75～DK300+171.25左側設C35鋼筋混凝土樁板墻支護，第一排樁DK300+068.75～DK300+171.25，1種樁型，計21根，樁截面尺寸為2.5m×2.75m，樁間距（中～中）均為5m，樁長17m～20m；第二排樁DK300+069～DK300+156，1種樁型，計18根，樁截面尺寸為2.0m×2.25m，樁間距（中～中）均為5m，樁長11m～14m。錨固樁身采用C35鋼筋砼灌注，側溝平臺以上部分于樁兩側設厚0.4、寬0.3牛腿，牛腿長度隨樁懸臂段長變化。錨固樁基坑采用C15鋼筋混凝土護壁，厚0.3m。

2 工藝工法

2.1 工藝流程（圖1）

2.2 地質條件

根據設計地質勘探資料，樁板墻區域內從上至下地層地質條件具體如表1。

根據表1所示地質條件，樁體開挖采取組合辦法，即一般土砂地層采用人工普通開挖、鎬、鍬、錘、釬等設備輔助開挖法和軟石硬巖地層采用周邊眼光面控制爆破法。

2.3 施工準備

①測量放樣。平整場地后，實施樁孔施工放樣操作。嚴格按照設計圖紙定出樁位、設十字護樁，并且為了便于施工中校核樁位，要求其不處于挖孔范圍內。同時為了防止地表水流入孔內，應在樁孔四周挖設好臨時截、排水溝，應采取有效措施做好排水準備，并在高出四周地面30cm處做孔口加固段鋼筋砼鎖口。

②安裝提升設備。孔口加固段鋼筋砼鎖口施工完畢后，當混凝土滿足強度要求后，在井口搭設中間無節點的20*20cm方木，之后鋪設7cm厚木板，在此期間為了確保操作無異常問題出現，應將方木與木板用鐵絲固定起來，并定期檢查操作平臺是否存在異常問題，確保其牢固性。

接下來實施電動葫蘆安裝，照明線架設，孔口防雨棚搭設。

2.4 樁體開挖

2.4.1 一般土砂地層

采用鎬、鍬從上至下逐層進行開挖，其開挖順序是先挖中間后挖周邊，開挖過程中若遇到大塊孤石或者堅硬土，可采用錘、釬破碎，按設計樁徑加20厘米控制截面大小。土石從孔內挖出后，應裝入吊桶，之后利用安裝好的垂直運輸設備，將其運送到地面并堆放在指定地點，且定期將其外運出去。挖孔過程中應注意，為了增加樁的摩擦力，盡量不要把孔壁修成光面，應讓孔壁保持凹凸不平。

2.4.2 軟石硬巖地層

當實際進入軟石硬巖地層，采用鎬、鍬等設備無法繼續挖掘時，換作采用嚴格控制周邊界限光面爆破方法進行開挖。但爆破方法存在一定的危險性，在實際操作過程中應嚴格依照相關規范標準，確保不出現安全事故。

①爆破設計原則。

1）起爆順序：掏槽眼→輔助眼→周邊眼。

2）挖孔樁平均單位耗藥量受到很多因素的影響，包括炸藥的性能、巖石的性能、爆破的孔樁直徑等，在實際施工中應通過現場試驗合理選擇。單孔裝藥設計：掏槽孔>孔次之>周邊孔。

3）鉆孔分周邊眼、輔助眼、掏槽眼。周邊孔向外傾斜，其孔底通常到達開挖線（軟巖）或超過開挖線10cm左右（硬巖）；掏槽孔通常呈錐形布孔，孔深比周邊孔深10～20cm。

4）布置炮孔間距時，要求周邊孔內最小抵抗線≤鄰樁石壁厚度的2/3。

5）循環進尺通常控制在一米范圍內，炮孔利用率一般在75%～85%之間選擇。

6）爆破巖石粒徑符合開挖要求，最大粒徑不大于20cm。微差減震，確保護壁、鄰樁及附近建筑物的安全。

②爆破參數設計。

為了獲取最佳的爆破效果，應結合施工現場實際情況、前一茬炮的爆破效果等因素及時調整裝藥參數，保證裝藥量科學合理。

③裝藥結構與堵塞。

連續反向裝藥結構是最常用的裝藥結構，周邊眼、輔助眼、掏槽眼均采用的該結構。炮孔填塞工序至關重要，它是確保炸藥能夠充分爆炸的關鍵步驟，有利于改善爆破效果。填塞材料通常是配比砂：黏土：水=4：5：1的混合物，要求事先將填塞材料做成泥條準備好，以防萬一。

④起爆網絡。

引爆方式和連線方式：起爆網絡的方式是運用毫秒雷管依序起爆，利用毫秒雷管的段別不同的特點可控制起爆。毫秒雷管的連接方式是并聯。

起爆順序：起爆順序是：掏槽眼→輔助眼→周邊眼。其中周邊眼采用5段毫秒電雷管；輔助眼采用3段毫秒電雷管；掏槽眼采用瞬爆電雷管。

⑤爆破施工技術要點。

1）布孔：在樁孔內用紅油漆標出炮眼位置，記錄并標明孔號、深度、裝藥量。布孔方式采用環向布置。

2）鉆孔：可利用手風鉆鉆孔。鉆孔時應充分考慮三大要素，即“孔深、方向和傾斜角度”。完后鉆孔環節后，應將周邊巖粉處理掉，保持孔內清潔，并將孔口用草團堵住。

3）裝藥：嚴格依照相關規范標準進行裝藥操作，確保裝藥到設計位置，并且不會出現異常問題。采用間隔裝藥結構進行光面爆破，采用連續密實裝藥結構進行微差爆破。炸藥用乳化防水炸藥。

4）堵塞：完成裝藥操作后，堵塞操作是必要的，堵塞材料通常是配合比為砂：黏土：水=4：5：1的混合物，且要求提前將堵塞材料準備好，并且具體實施過程中必須謹慎小心，避免起爆器材造成破壞。

5）起爆、檢查：由于起爆工作存在一定風險，為了最大限度的保護施工人員安全，應認真做好相應準備工作，包括在可能存在危險的地方，設置警戒崗哨和標志；起爆時必須確保施工現場無不相干人員和設備；起爆結合后應間隔一定時間后方才能進入現場檢查；一旦在起爆后發現存在有毒氣體、危石等，應及時上報尋求有效解決方案，必須確保施工現場安全后，相關工作人員才能繼續接下來的操作。

⑥爆破安全控制措施。

1）爆破地震控制措施。

爆破可能會影響到周邊環境，包括臨近孔樁的護壁混凝土、臨樁及本樁等，基于此，為了使爆破操作不影響到其它因素，最好在護壁混凝土澆筑2天后實施爆破，禁止在混凝土強度還沒有滿足要求的條件下進行爆破，否則爆破地震會影響到樁混凝土，使其產生震裂，后果不堪設想。

2）爆破炮煙的排除措施。

爆破操作后，由于炸藥發生化學作用產生了大量有害有毒氣體，此時出于相關工作人員的生命安全的考慮，必須采取有效的爆破炮煙的排除措施，將有害有毒氣體強制性通風排出，具體措施包括采用空壓機風管在井底通風排煙、在井口利用鼓風機進行壓入式通風排煙等。

3）爆破飛石的控制措施。

由于孔樁爆破工作面均在地表以下，為了避免爆破飛石飛出地面，可采取用竹笆或木模板覆蓋爆破孔樁口并加壓砂袋的方式控制爆破飛石。

4）瞎炮的處理。

孔樁爆破存在較大風險性，相關人員必須時刻警惕，即使孔樁爆破作業已經完成，也應警惕瞎炮的存在，在清除孔樁內炮煙的過程中一旦發現瞎炮，必須及時依照相關規范流程進行處理，禁止私自處理，必須及時上報交由專業人員處理。

5）爆破防漏電措施。

孔樁入巖爆破在裝藥時還存在漏電的風險，為此必須采取有效爆破防漏電措施，包括雷雨天氣禁止開展爆破作業、嚴禁拖地接觸泥水、雷管的腳線應短接等。

2.5 孔內排水

挖孔過程中若發生孔內滲水，應采取有效措施將滲水及時排出，并且引流遠離樁孔。孔內滲水量水量較大時用水泵抽水；較小時可用人工提水。

2.6 挖孔驗收

開挖過程中，保留好每米挖出的土樣，隨時取樣與地質勘探資料對比，樁孔垂直度、孔底高程、斷面尺寸、樁孔中心位置等必須符合相關驗標要求。若發現與地質勘探不符，及時與設計單位聯系作相應處理，以確保樁的質量。開挖過程中每天按實際情況填寫原始資料記錄表，并準確記錄相應土樣資料。

2.7 護壁施工

①護壁采用C15鋼筋砼結構，每掘進1.0m，要立即立模灌注混凝土護壁，護壁模型采用竹膠板拼裝，根據孔的截面大小分10塊制作。護壁砼應緊貼圍巖，護壁砼模板的支撐在灌注完成24h后方可拆除。下一節開挖應在上一節護壁砼終凝后進行。護壁混凝土的灌注，上下節可連成整體，也可間開，視孔壁穩定程度定。鋼筋混凝土護壁應當連續設置，護壁鋼筋應當連續，下送混凝土時做到對稱和四周均勻搗固，防止模板偏移。

施工中，隨時檢查護壁受力情況。若發現護壁開裂、錯位，孔下作業人員立即撤離，待加固處理后方可繼續開工。

②護壁模型安裝完成后要檢查模型接縫是否嚴密，模型尺寸是否滿足設計圖紙要求，并作及時調整。然后放入鋼筋網片，將其位置固定。

③護壁砼采用插入式振搗器振搗密實，以保證護壁砼的質量。

2.8 樁體澆筑

①鋼筋加工與安裝。

鋼筋統一在鋼筋加工棚內集中下料加工，加工好后運抵施工現場，然后使用吊車進行吊裝，在孔口上進行節段間焊接作業。

②砼澆筑。

砼澆筑采用串筒施工，插入式振搗器振搗密度；砼澆筑過程中，認真做好各項記錄、監測工作。

砼澆筑接近鋼筋骨架底部時，要控制澆筑速度，以減少砼對鋼筋骨架的沖擊，避免鋼筋籠上浮。

砼應澆筑至設計樁頂標高。

2.9 擋土板預制及安裝

①擋土板采用C35鋼筋混凝土，樁板型號分A型和B型兩種。擋土板加工預制地點選在一分部攪拌站專用預制場地，模板采用定型塑料模板。

②運輸與吊裝擋土板應在混凝土強度達到設計值的75%以上時進行。為了避免擋土板破損，運輸和吊裝時應當避免強烈震動。擋土板和錨固樁間連接應牢固，并符合設計要求。

3 結束語

隨著鐵路建設的大發展，高路堤及深路塹施工出現越來越多，邊坡滑塌的安全防護勢在必行，必須高度重視。本文通過簡單闡述樁板墻的施工工藝工法及技術要求，進一步推廣了樁板墻這種工法的有效應用，希望本文能為以后類似防護工程的施工提供借鑒意義。

參考文獻：

[1]李海光.新型支擋結構設計與工程實例[M].人民交通出版社，2011.

[2]薛殿基.擋土墻設計實用手冊[M].中國建筑工業出版社.2008.

[3]陳基彬.路基樁板墻施工質量控制要點[D].科技視界，2016.

[4]梁楓.淺析樁板墻施工技術[J].世界華商經濟年鑒城鄉建設，2013.