铁路既有线人工挖孔桩施工技术与质量控制

摘 要 ：本文主要基于江都市嘶华公路下穿立交建设工程,对人工挖孔桩施工工艺进行了详细的分析,并结合笔者自身的工程经验谈谈如何提高人工挖孔桩的施工质量.

关 键 词 ：铁路既有线 人工挖孔桩 施工工艺

引言

人工挖孔桩是利用人工挖孔而形成井筒,在孔内放置钢筋笼、灌注砼的一种灌注桩成桩工艺,广泛应用于建筑桩基工程的施工中.它进退场方便、对环境污染少、不需要大型机械设备、施工占用场地少、工艺简单,且单桩承载力高,结构传力明确.但挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大,单桩施工速度较慢,安全和质量控制显得尤为重要.

1.工程概况

江苏省江都市嘶华公路下穿立交位于宁启铁路K132+101.5,属于江都至于泰州西区间,地势平坦,地面高程在2.8～3.6m之间.土层自上而下为：1层素填土,层厚0.5～0.7m；2层粉土,层厚1.3～2.3m,σ0等于100 KPa；3层粉质粘土,层厚1.4～6.1m,σ0等于65 KPa.

2.砼灌注基本原理

砼的材料一般为水泥、砂、石子、水、外加剂,材料本身和易性好、流动性强.在挖孔成桩后,利用导管将砼均匀地注入桩底（导管口距桩底30～50厘米）,使周围土体挤密,砼能对桩端和部分桩周土体产生渗透、填充、置换、劈裂、压密、固结等不同作用方式.

3.人工挖孔桩施工工艺

3.1施工准备

挖孔桩施工前要精确测定桩位,平整场地,做好防护设施,根据施工需要,在井口设置手动卷筒作为提升设备,在井口附近修建临时道路,供运输弃碴,配备齐全所需的机具、器材、照明及人员上下设备.

3.2桩身开挖

依据设计标高在孔口制作安装井圈,井圈比原地面高30厘米,以防止进行人工挖孔时,其它杂物掉到井内伤人,视地质情况采用人工或风镐进行开挖,人工装土使用卷筒及吊桶做提升设备,井上设专人指挥.挖孔时,要对孔壁适当凿毛,以增加摩擦桩的摩阻力.在挖孔过程中经常检查桩孔尺寸和平面位置.挖孔时如有水渗入,应及时支护孔壁,防止水在孔壁浸泡流淌造成塌孔,并及时排除积水.

3.3砼护壁

考虑到施工安全,护壁采用15cmC15砼.模板采用3mm钢板制作定型模板,砼现场拌制.在模板支立时注意检查成孔的孔径和垂直度,待护壁砼强度达到80%以上时拆除模板,继续开始向下掘进.桩孔挖掘及支撑护壁两道工序必须连续作业,中途不得停顿,以防坍孔.

3.4人工挖孔桩钢筋笼的制作与安放

钢筋笼现场制作严格按施工图纸制作,耳筋数量、尺寸要符合要求；

3.5灌注桩身砼

⑴桩身材料.砼采用商品砼,砼输送车运送到现场,泵车浇筑砼.

⑵在灌注挖孔桩同时,安装便梁限位装置（限位装置采用6#槽钢）

⑶采用6#槽钢做为系梁连接两侧的挖孔桩.

3.6挖孔桩安全注意事项

⑴挖孔桩在慢行点内进行,设置专职防护员.钢筋笼安放、砼灌注必须在封锁点内进行.

⑵桩身开挖必须严格遵守《铁路工程施工安全技术规程》的有关规定.各工序必须有安全员亲临现场负责.

⑶施工时井口四周必须设防护栅栏,各种材料及施工器材距井口有一定距离,以防落入井内伤人.

⑷挖孔工人必须配戴安全帽、安全绳,必要时搭设掩体.提升设备要经常检查,挖孔工作暂停,孔口必须罩盖.并在鲜明位置设好警示标志.

⑸作业时电器部位一定要有接地装置,井下照明使用36v安全电压,并根据情况做好通风供氧工作.

⑹现场配备水泵加强抽水,保证人员及线路安全.

⑺安放钢筋笼、砼灌注均必须在封锁点内进行.

4.实施过程中遇到的特殊问题的处理

4.1 桩基开挖扰动

由于桩位所处地质情况比较复杂,当开挖要穿越岩层时,需要采用爆破开挖,而爆破开挖会对孔壁体及护壁产生不利影响.所以为了避免爆破引起的孔壁坍塌,我们在多孔同时并排挖孔施工时,采取间隔挖孔方法,待相邻桩孔浇筑完砼之后才能挖孔,以保证桩孔的孔壁稳定.

4.2 地下水及流砂

当开挖到砂层和砂夹碎石时,在地下水压力的作用下,发现明显的流砂现象.为解决这一问题,我们采取了以下措施：1）缩短循环开挖深度,将每段1 m左右缩短为每段0.5 m,以减小孔壁侧压力和挖层孔壁的暴露时间,及时进行模板安装、护壁支护.2）下钢套筒,钢套筒与护壁模板用的钢模板相似,以孔外径为直径,可分为3段～4段,再加上适当的肋条,相互用螺栓或钢筋环扣连接,开挖0.5 m将套筒装入,深入孔底不少于0.2 m,装后即支模板进行浇筑.3）若放入套筒后流砂仍有上涌现象,可采用砼封闭孔底的方法.待砼凝结后,浇筑护壁砼,进行下次开挖时对孔底再进行处理.

4.3 桩身砼浇筑时孔底积水

浇筑桩身砼应保证砼的均匀性、密实性,并确保其符合设计强度要求,而孔内积水会影响到砼的配合比和密实性,易造成质量隐患,所以浇筑之前要抽干桩内的积水.抽水的水泵要用带有装设闭水阀的水泵,保证抽出水泵时不致使水管中的残留水回流至桩孔中.当孔底水量可以解决,而孔壁渗水量较大时,我们对砼的坍落度调低,对浇筑高度进行控制,以保证桩基砼的均匀性.当孔底水量较大而且孔壁渗水也较大时,取水下砼施工工艺.

4.4 桩身砼下料方式的采用

桩身砼的密实性,是保证砼达到设计强度的必要条件.为保证桩身砼浇筑的密实性,浇筑砼的速度和连续性是关键,特别是在有地下压力水的情况下,要求集中足够的砼,在短时间内浇筑,以便利用砼自身重量平衡地下水,压住孔壁水的渗入.提高浇筑速度,对于深度大于6 m的桩身下线,我们在砼中掺入适量减水剂,使混砼落度在140 mm～160 mm,采用自身重量的压力面使其密实.对于桩身上部砼浇筑则采取正常的施工方法：分层连续浇筑,使用插入式振捣器分层振捣密实.砼坍落度应控制在180 mm～220 mm,出料口到砼浇筑面高度不能大于2 m.

4.5 施工测量控制

桩位定位控制：根据交桩点资料和桩位平面布置图,测定桩位中心,以桩位中心为圆心,以桩身半径加护壁厚度为半径画出上部圆周,撒上白灰线以确定桩孔的开挖尺寸线.此后,用Φ8～20的钢筋在桩孔周围埋设四个桩心控制点,以确定桩位轴线,为以后桩孔开挖,满足桩孔垂直度做准备.待第一节护壁浇筑完成之后,要对桩位的中心和护壁顶标高进行复核,以此来保证桩基础在正确的位置和确定桩孔开挖深度.在施工中必须严格控制桩孔垂直度、中心位置,每节护壁模板支架时,都要将四个桩心控制点拉线,确定桩孔轴线,以十字线对中,吊锤球向孔底投设,用钢尺检查孔壁的垂直度和掘进深度.

5结语

通过以上分析以及在工程中的实际应用可知,桩底后注浆技术工艺似乎比较简单,但实施过程中还是要时时刻刻注意的,要随时监测注浆压力和注浆量的变化.在施工中工序应安排合理、措施得当、管理严格,才能得到预期的效果,否则将会出现质量事故,比如桩端承载力达不到要求,地面冒浆,注浆管路爆裂或堵塞等,不仅浪费材料,而且处理也相当困难.