市政橋梁下穿既有鐵路運營線樁基施工技術

楊帆

（中鐵二局第二工程有限公司，成都 610091）

1 引言

樁基礎包含沉入土的樁和承臺或承臺梁，屬于深基礎的常見形式。通過樁的設置，將上部荷載向下傳遞，由深層穩(wěn)定性較好的土層承受，或擠密現(xiàn)場軟弱土層，改善地基土松軟的狀態(tài)，提高地基土的密實度，維持基礎的穩(wěn)定性。

2 工程概況

山東濟南唐河路—安順路打通工程（遵義路以南剩余路段中的涉鐵段）包含下穿膠濟、青連、青榮段（涉鐵段，樁號K6+680～K6+980.73），瑞昌路—金沙二支路段（樁 號K0+620～K0+940）涉鐵路基擋墻，主要建設內容為道路、橋梁、管線（含綜合管廊）、河道、擋墻工程（瑞昌路至金沙二支路段西側）以及附屬工程，安順路采用路基和樁板橋下穿既有膠濟鐵路、青鹽鐵路、青榮城際、膠濟客專，采用橋梁形式跨越拓寬改建后的婁山河河道。受到青鹽、青榮橋墩位置的限制，規(guī)劃線位分為東西兩幅，采用“S”形曲線下穿鐵路。

3 下穿鐵路樁基施工要點

1）膠濟客專原地面距離橋梁底部最矮距離為15.77 m、青榮城際鐵路原地面距離橋梁底部最矮距離為15.83 m，青鹽鐵路橋底原地面距離鐵路橋底高為3.2 m、下穿膠濟線處為框構涵，橋底凈空為5.5 m。支護鉆孔灌注樁最長12 m、橋梁樁基鉆孔灌注樁長35 m，青鹽鐵路、膠濟線兩側18 m 范圍內使用反循環(huán)鉆機（高度作業(yè)5.5 m）進行施工，18 m 范圍外采用旋挖鉆進行施工，旋挖鉆作業(yè)高度16 m，施工前將原地面降低，所有機械設備作業(yè)高度低于橋梁凈空高度，機械傾覆后不會與鐵路橋墩觸碰，地質原因極個別鉆孔灌注樁需要沖擊鉆（作業(yè)高度5.5 m）施工[1]。

2）綜合管廊及綜合管線鉆孔灌注樁鋼筋籠最長12 m；樁板橋、人行橋、車行橋，鉆孔灌注樁鋼筋籠分節(jié)制作、吊裝成型，總長度35.96 m。位于膠濟線、青鹽鐵路10 m 范圍內鋼筋籠分為3.5 m/ 節(jié)，使用隨車吊進行鋼筋籠安裝，挖掘機、叉車配合施工。鋼筋籠長度3.5 m+鋼筋籠接頭0.5 m+隨車吊滑輪及鋼絲長度1 m+大梁0.3 m=5.3 m。吊裝鋼筋籠前將原地面降低至距橋底6 m，保證鐵路橋安全。

膠濟線、青鹽鐵路10 m 范圍外鋼筋籠分為每節(jié)6 m，使用隨車吊進行鋼筋籠安裝，挖掘機、叉車配合施工。鋼筋籠長度6 m+鋼筋籠接頭0.5 m+隨車吊滑輪及鋼絲長度1 m+大梁0.3 m=7.8 m，隨車吊傾覆后不會觸碰鐵路橋。膠濟線、青鹽鐵路14 m 范圍外鋼筋籠分為9 m/ 節(jié)，使用汽車吊車進行鋼筋籠安裝，挖掘機、叉車配合施工。汽車吊設置限位裝置，保證起吊高度不超過12 m，鋼筋籠長度9 m+鋼筋籠接頭0.5 m+汽車吊車滑輪及鋼絲長度1.5 m+大梁頂部0.8 m=11.8 m，汽車吊傾覆后不會入侵鐵路安全限界。

鉆孔灌注樁澆筑混凝土，膠濟線、青鹽鐵路12 m 范圍內采用地泵或罐車自卸進行混凝土澆筑施工，膠濟線、青鹽鐵路12 m 范圍外采用10 m 高M 臂天泵或罐車自卸進行施工，天泵傾覆后不會入侵鐵路安全限界，擬定鉆孔灌注樁施工劃分為鄰近營業(yè)線B 類。

4 樁基施工

4.1 鉆孔準備

1）清理樁基施工現(xiàn)場的雜物，清除淤泥或其他不利于樁基穩(wěn)定性的土，用石屑或其他優(yōu)質土填充平整。

2）按照比樁徑大15～20 cm 的要求準備鋼護筒，埋設到位后，用黏土回填護筒周邊區(qū)域，以擠密的方式維持護筒的穩(wěn)定性。

3）鋼護筒高出地面30 cm，護筒中心與樁軸線保持一致。

4.2 成孔

1）鉆機就位，調整鉆機底盤直至保持水平狀態(tài)，確保鉆機鉆進過程中維持穩(wěn)定；鉆頭吊入護筒，精細調整鉆進姿態(tài)，使錐尖對準設計中心，確認鉆進姿態(tài)無誤后，蓋上封口板，卡上推鉗。

2）鉆進時，取適量黏土和水，向樁孔內投入；鉆機空轉，通過鉆頭的轉動進行拌制，得到均勻性較好的泥漿；待泥漿的相對密度達到1.05～1.20 后，啟動漿泵和轉盤，開始進尺鉆進；鉆進初期以慢速的狀態(tài)進行，導向部分完全進入土層后，根據(jù)設計速度全速鉆進。

3）根據(jù)現(xiàn)場土質條件動態(tài)調節(jié)進尺量，加強對泥漿黏度、密度的檢查，據(jù)此判斷泥漿的性能。在砂性土及含砂率較高的地層鉆進時，泥漿相對密度為1.20～1.45，低轉速、大泵量鉆進；在黏性土及含砂率較低的泥巖鉆進時，泥漿相對密度控制在1.05～1.20，以中等鉆速鉆進。

4）鉆進時定期撈取鉆渣，加強對土層特性的觀測，根據(jù)土層特性動態(tài)調整泥漿的稠度，并靈活調節(jié)鉆進的轉速。巖土層特性變化部位鉆進控制難度較大，在此區(qū)域撈取渣樣，根據(jù)渣樣判斷土層特性，記錄數(shù)據(jù)[2]。

4.3 終孔及清孔

鉆孔樁施工期間加強對土層特性的觀察，發(fā)現(xiàn)土質與設計不符時，由設計人員、甲方深入現(xiàn)場進行商討，判斷是否可提高終孔標高。

成孔后安排質量檢驗，若無誤則用換漿法進行第一次清孔。鉆錐向上提起約20 cm，持續(xù)旋轉，壓入相對密度較低的泥漿，此部分漿液的注入用于置換鉆孔內相對密度較大的泥漿和懸浮的鉆渣，直至孔內泥漿的相對密度在1.2 以內為止。清孔過程中，孔內水頭始終維持穩(wěn)定，以防塌孔。

4.4 鋼筋骨架的制作與安裝

1）鋼筋在現(xiàn)場加工成型，用于加工的原材料在規(guī)格、表觀形態(tài)等方面均要達標。加工人員嚴格依據(jù)公路橋涵工程施工技術規(guī)范進行，保證加工后的鋼筋尺寸準確、形態(tài)良好、無銹蝕。

2）根據(jù)設計圖紙要求，在主筋布設到位后，按照2 m 的間距依次設置加勁筋，下方墊入枕木，枕木布設現(xiàn)場必須保持平整、堅實、穩(wěn)定。待主筋、加勁筋均布設到位后，對鋼筋做焊接處理，使成型的鋼筋籠骨架尺寸合適、穩(wěn)定可靠，而后按設計要求的間距燒焊箍筋。施工所用的焊條必須滿足性能要求，焊接強度應達標[3]。

3）鋼筋籠骨架由吊車吊放至樁孔內，考慮到鋼筋骨架尺寸較大、操作難度高的特殊性，分階段依次制作與安裝，每下完一節(jié)后用方木或鋼筒予以固定，隨后用吊車繼續(xù)吊駁下一節(jié)，相鄰兩節(jié)用電弧焊焊接，焊縫長度根據(jù)焊接方法靈活控制，即單面焊、雙面焊分別不少于10 d、5 d（d 為鋼筋直徑）。

4.5 水下混凝土灌注

1）導管吊裝前試拼，檢驗接口的嚴密程度，針對受損或密封性不足的情況及時安排換新；試拼后，檢測樁孔的總長，根據(jù)測量結果確定適宜的導管拼裝長度。

2）組織水密性試驗，根據(jù)接頭和導管壁是否漏水判斷導管的密封性，確認無誤后方可用于灌注水下混凝土。

3）吊裝時嚴格控制導管的姿態(tài)，以井口中央位置較為合適，平緩向下吊放到位，在導管口加封帶管的鐵板。

4）混凝土施工前先安排試驗，確定混凝土的配合比，據(jù)此精準稱量原材料，做充分的拌和。混凝土的坍落度以18～22 cm為宜，在導管上端連接漏斗，漏斗下方設沙袋。漏斗箱內儲存足量混凝土（滿足首批灌注的材料用量要求），剪斷用于吊沙袋的鐵絲，解除約束后使混凝土下落，即將下落結束時加大第一次孔內混凝土數(shù)量，提供充足的混凝土以保證導管在灌注過程中的埋深具有合理性，快速落至孔底并裹覆導管。

5）混凝土灌注遵循連續(xù)性原則，根據(jù)混凝土灌注量適時提升導管，提升速度略慢于混凝土上升速度。導管底埋置在混凝土的深度以2～4 m 為宜，為順暢向上提升導管，先將頂上漏斗挪開，以相對較慢的、勻速的方式提升導管，頂節(jié)拆除后接漏斗，以便繼續(xù)完成剩余混凝土的灌注作業(yè)。導管在提升全過程中均要保持居中和垂直的狀態(tài)，禁止發(fā)生傾斜，也不可與鋼筋骨架碰撞。

6）取質量不低于4 kg 的錐形探測錘，用此裝置探測井孔內混凝土面的位置。隨混凝土灌注量的增加，待其距離樁頂上方不到5 m 時，停止導管的提升作業(yè)，灌注至設計標高后一次提起導管，此環(huán)節(jié)的提升必須遵循“慢提、反插”的原則，以免由于導管的提出而導致混凝土面受到影響（嚴重時有灌注中斷現(xiàn)象）。

4.6 鑿樁頭

樁頭的鑿除采取機械設備和人工相配合的方法：首先，用風炮鑿至樁頂標高20 cm 的位置；隨后，由人工用小錘處理剩余的部分，提高鑿除的精細度，直至到達樁頂標高位置為止；鑿除時加強防護，鑿除后樁頂保持完整，留出適量接頭鋼筋。

4.7 樁板橋主體施工

1）測量放樣：以設計圖紙要求為準，在承臺頂面測放墩臺中線和邊線，標出主筋的布設位置。測量放樣后安排復核，確保無誤。

2）施作墊層：清理基底表面的淤泥及其他不利于墊層施工的雜物；按厚度要求施作墊層，采取防水措施和排水措施。施工現(xiàn)場存在干燥非黏性土時，適當灑水潤濕，但避免表面產(chǎn)生積水。

3）混凝土準備：經(jīng)試驗后確定合適的配合比，選取質量達標的原材料，混凝土拌和時嚴格依據(jù)配合比控制原材料的用量；制作試塊，作為質量控制的依據(jù)，同一配合比的混凝土每200 m3取樣一次，連續(xù)澆筑量達到1 000 m3以上時也需安排一次，必要時增加取樣頻率。

4）鋪設混凝土：混凝土拌和后若無質量問題，隨即將其用于鋪設，成型墊層的厚度不少于100 mm。鋪設時，在灰土墊層上打設小木樁，拉水平標高線，作為平整度控制的輔助裝置。大面積墊層施工時，根據(jù)施工總量劃分為多個區(qū)段，依次有序施工，逐個區(qū)段采取質量控制措施。

5）振搗：為提高墊層混凝土的密實度，采取振搗措施，設備為平板振搗器，必須在2 h 內振搗完畢，否則留置施工縫。振搗需全面，做到不漏振、不欠振、不過振。經(jīng)過振搗后，墊層的密實度、平整度及厚度均要達標。

5 結語

綜上所述，在橋梁基礎過程中，樁基礎有著至關重要的作用，可以確保橋梁上部結構的安全性，并可以很大程度上確保上部結構的穩(wěn)定。本文結合具體工程實例，詳細探討了市政橋梁下穿既有鐵路運營線樁基施工技術要點，以提高樁基工程施工效率，保障鐵路運營線的行車安全，促進橋梁工程事業(yè)的長遠發(fā)展。