铁路线下钻孔桩施工方案探析

铁路线下钻孔桩施工方案探析

摘要：铁路线下板桩墙基础开挖通常采用止水帷幕加固土体，由于受地质条件及净空限制，人工开挖方案实施困难，安全隐患较多。本文针对限高条件下的钻孔桩施工方案进行探讨，旨在提高工作效力，克服或减少安全隐患提出建议。

关键词：铁路线下钻孔桩方案探析

一、工程概况

沪昆线k2638＋946海埂路道口平改立工程，设计为2－19.05m 框架桥，d型便梁架空开挖土体，采用25米深人工挖孔板桩作d型便梁支墩，高压旋喷桩止水帷幕加固土体，人工开挖板桩（见图一）。受高液限地质条件及铁路火车动载影响，板桩开挖至6米深度时，两侧土体变形加剧，承压水和基底流砂从板桩护壁接缝处涌出，破坏了板桩护壁，直接影响到行车安全和线下作业人员安全。调整采用线下钻孔桩桩基托梁代替人工挖孔板桩支墩施工。

二、方案介绍

板桩墙开挖深度为6米，换填具有较高承载力的碎石土，在板桩墙两侧设置1米宽的小板桩作为钻孔桩工作坑支护墙，小板桩挖深6.5米，采用人工开挖。小板桩施工完毕后，进行钻孔桩工作坑开挖。浇筑40cm厚底板混凝土作为流沙地基上的钻机作业平台，预留钻孔桩桩位。将改装后的钻机钻架吊入坑内进行组装，实施钻

孔桩施工。

1、工作坑开挖

工作坑土方在注浆止水结束后进行，按分层分段开挖。根据挖深及地质情况，坑内土方采用纵向分格分段，竖向分层的施工方法，每个工作坑的土方分4层开挖：

a、第一层开挖高度挖至锁口下2m，安装线下水平支撑；

b、第二层开挖深度1.5m，开挖时垂直铁路方向以1：1~1.5仰坡开挖；

c、第三层土方开挖在旋喷桩施工完毕后作业，高度1.3m，水平开挖长度第一次5m，按1：1.0仰坡开挖掘进，以后每次开挖长度

2.5m；土方开挖进度必须以最后一层土方开挖进度交叉进行；

d、第四层水平开挖长度每次2.5m，同样按1：1.0仰坡开挖掘进，底部支撑工字钢，按照开挖一段，支护一段进行施工，施工时留出底板钻孔桩位置，待混凝土强度达到设计要求后再进行开挖下一段土方（见开挖工序图二）；

2、钻孔桩施工

根据设计要求，钻孔桩桩顶距轨顶6.5m（不含预留钢筋）。设φ1m钻孔桩40棵，桩长28m，桩间距为2.5倍桩径，梅花形布置。桩基主筋直径φ32mm 。（如图三所示）

钻孔桩实施作业：对钻机进行改装，根据钻孔工作坑断面尺寸宽5.5m×净高5.5m，改装钻机尺寸为：长5m，高5.3m，宽2.3m。（如图四所示）

由于线下钻孔桩处于前期施工的止水帷幕位置，受前期施工止水帷幕注浆的影响，以及因工作坑位置原人工挖孔深度已达八米，在开挖小板桩时为确保行车安全，回填了约3米左右的片石、碎石。故钻孔桩不宜使用循环钻机成孔，采用3台冲击钻机成孔。

2.1施工前准备

钻孔桩施工前必须做好准备工作，包括泥浆池设置、钻孔顺序布置，钻机进出场走向等。线下钻孔桩开始施工前，必须对机械作试运行检查，防止设备重复组装。根据施工现场情况，钻孔桩泥浆池设置在工作坑端头，同时，根据需要在地面上设置一个储浆池，储浆池容量为30m3。每个钻孔桩开始施工时埋设1m深护筒。钻机由北侧进入，由南向北施工边钻边退。

2.2钻孔桩施工

根据设计图纸、施工规范要求，综合考虑钻孔桩施工环境，线下钻孔桩施工按如下工序作业：

2.2.1钢筋笼的分节制作：根据钻孔桩工作坑作业操作高度5.5m 的净空，钢筋笼分节采用有效长度为

3.5m，制作长度

4.5m施工。

2.2.2钢筋笼的连接方式：由于钢筋笼接头较多（227个），为

加快钢筋连接施工速度，缩短成孔后桩孔放置时间，钢筋连接接头采用锥螺纹连接方式，钢筋接头长度区段内受力钢筋接头面积的最大百分率根据《公路桥涵施工技术规范》要求按如下方式设置：主钢筋焊接接头：受拉区50%，受压区：不限制（机械连接接头依照焊接接头要求办理）

2.2.3钻孔施工

护筒设置：钻孔前埋设直径1.2m，高1.0m护筒，护筒高出底板混凝土面0.2m。

钻机就位：钻孔施工前应对钻孔位置进行测量定位。

冲击钻孔要求：因钻孔桩位于粉砂层，冲击钻孔桩处于易塌地层，采用泥浆相对密度1.2~1.4，粘度在19~28pa.s，含砂率8%~4%。成孔采用冲击钻施工，由于钻孔桩位于线下7m，且板桩底部在粉砂层上，冲击钻施工对地质有震动影响，钻孔时使用小冲程施工，冲锤重量不大于2t。冲击成孔时，冲程控制在1.5m范围内。

为保证施工完毕后钻孔桩质量，避免冲击钻孔过程中对相邻孔桩的影响，根据铁路桥涵施工规范要求，应等待临孔混凝土浇注完毕且混凝土的强度达到2.5mpa抗压强度后方可开钻。

成孔要求：钻孔施工完毕后，必须进行清孔，清孔后成孔质量必须达到如下要求：孔径不小于设计，孔深达到设计要求，沉渣厚度不得大于200mm，泥浆相对密度在1.2。

2.2.4混凝土浇注

混凝土的坍落度控制在180mm~220mm。

混凝土浇注采用输送泵输送到位。

导管安放距离孔底最小0.2m。

封底混凝土浇注：根据参考计算公式：v≥πd2/4（h1+h2）+πd2h1得：

v≥1.9m3（2#工作坑为：1.8m3）

封底混凝土浇注导管埋植深度不小于2.0m。

施工过程中拔管前必须先检测孔深，确保导管埋深度在2m以上。

三、工期计划及劳力、机械配备

1、线下工作坑开挖20天，线下钻孔桩计划施工31天。

2、计划投入施工机械：新增改装冲击钻机：4台（三个工作坑各一台，含备用1台），混凝土输送泵：1台，泥浆泵：3台，25t 吊机2台。

3、主要工程数量：线下钻孔桩主要数量为：钢筋制安：137吨，ф1m钻孔桩：1090m。浇注水下混凝土：856m3。

4、劳力配置：钻机操作手：18人，钢筋工（焊工）：16人，普工：10人。

四、施工质量控制

本项目为双线铁路缓和曲线区段，板桩间距按24米跨度d型便梁墩位进行设计，通道长度结合线路间距和现场地形设计，通道内孔桩数量根据支墩承载力验算孔深。