昌栗高速下穿西環(huán)鐵路頂進(jìn)框架橋線路加固挖孔樁施工技術(shù)

周啟龍, 熊震宙

(江西省交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司)

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昌栗高速下穿西環(huán)鐵路頂進(jìn)框架橋線路加固挖孔樁施工技術(shù)

周啟龍, 熊震宙

(江西省交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，橋梁跨線施工越來越多。結(jié)合為南昌至上栗高速公路下穿西環(huán)鐵路框架橋工程，詳細(xì)闡述了線路加固挖孔樁施工技術(shù)，為解決橋梁跨線施工問題積累了新的技術(shù)資料。

頂進(jìn)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(huán)鐵路框架橋工程，主線框架中心對(duì)應(yīng)西環(huán)下行線里程為K32+270.5，為2～12.5 m獨(dú)立鋼筋混凝土框架橋，每孔框架全寬14.4 m,單節(jié)長(zhǎng)17 m,橋身與既有西環(huán)鐵路斜交，交角為88.6°,斜交正做。下穿段地質(zhì)情況：素填土，層厚1.6～5.2 m；粉質(zhì)粘土，層厚3.8～6.8 m；全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，層厚為4.6～5.5 m；強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，層厚為4.5～4.7 m?？蚣軜蛑黧w部分基底位于強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)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(duì)混凝土不具有腐蝕性。

2 挖孔樁施工技術(shù)

本工程內(nèi)挖孔支承樁一共6排18根，每排樁在線路中間設(shè)計(jì)1根1.8×2.0 m的矩形挖孔樁，線路兩側(cè)各有1根直徑為1.8 m的圓形挖孔樁，樁長(zhǎng)均為18 m。為確保鐵路路基邊坡穩(wěn)定在框架基坑兩邊設(shè)置8組5根Φ1.5挖孔圍護(hù)樁，樁長(zhǎng)14～16 m。施工方法為：(1)挖孔樁場(chǎng)地布置。本工程的每一框架橋的支墩挖孔樁同時(shí)施工。支墩挖孔樁開挖前在孔位周圍采用木板設(shè)置擋碴板，開挖50 cm后馬上進(jìn)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(biāo)高),承重樁鎖口澆筑后在靠近線路側(cè)的鎖口上預(yù)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?yè)P(yáng)機(jī)安放在鐵路限界范圍之外，利用列車運(yùn)營(yíng)空閑時(shí)間進(jìn)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(cè)量和樁定位。進(jìn)行放樣施工測(cè)量前，根據(jù)設(shè)計(jì)院的施工圖，復(fù)測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)及導(dǎo)線點(diǎn)、復(fù)核樁位坐標(biāo)。根據(jù)批復(fù)的復(fù)合測(cè)量成果，確定樁位中心，根據(jù)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(huán)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(jìn)行測(cè)量。挖孔深度由樁底高程和鎖口頂高程確定。鎖口應(yīng)高出地面0.3 m，為了防止施工雜物進(jìn)入孔內(nèi)引發(fā)傷人事故，在鎖口四周設(shè)置防護(hù)欄。完成護(hù)圈施工后進(jìn)行樁位復(fù)測(cè)，并用十字護(hù)樁對(duì)護(hù)圈頂面進(jìn)行定位；對(duì)挖孔施工的樁孔垂直度、樁徑、樁孔中心偏位等通過十字護(hù)樁進(jìn)行檢測(cè)。(4)垂直運(yùn)輸架的安裝。采用提升鋼框架作為垂直運(yùn)輸架的承重結(jié)構(gòu)，提升采用慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行。把電動(dòng)葫蘆和滑輪組安裝在垂直運(yùn)輸架上，在把卷?yè)P(yáng)機(jī)上的鋼絲繩穿好，選擇合理的地方安置小翻斗車或運(yùn)地面土用手推車和卷?yè)P(yáng)機(jī)。(6)進(jìn)行照明、活底吊桶、通風(fēng)機(jī)、活動(dòng)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(xiàn)孔壁因受吊桶的碰撞而引發(fā)施工安全事故，吊桶和滑輪組安裝時(shí)，在孔壁和吊桶之間留出足夠的安全距離。(7)挖孔施工準(zhǔn)備。在孔口周邊按規(guī)定要求設(shè)圍護(hù)欄。人工挖孔，當(dāng)孔內(nèi)二氧化碳含量超過0.5%，或作業(yè)人員已感到不適時(shí)，采取通風(fēng)措施。當(dāng)樁孔深度大于10 m時(shí)，采用機(jī)械強(qiáng)制通風(fēng)，加強(qiáng)空氣的流動(dòng)。為避免發(fā)生施工安全是個(gè)，樁孔上方人員應(yīng)對(duì)孔下施工人員的情況進(jìn)行密切觀測(cè)，互相呼應(yīng)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)較大地下水量時(shí)，應(yīng)先在樁孔底設(shè)置集水坑，用高揚(yáng)程水泵抽水，根據(jù)抽水量選定符合要求的水泵，施工時(shí)一邊挖土一邊抽水降水。當(dāng)發(fā)現(xiàn)地下水滲出量較小時(shí)，可以使用吊桶及時(shí)將泥水運(yùn)出。(8) 樁孔土方開挖。開挖樁孔土方時(shí)，先對(duì)中間的土方進(jìn)行開挖，然后由中間向樁四周進(jìn)行開挖，開挖施工時(shí)應(yīng)對(duì)樁孔截面尺寸進(jìn)行嚴(yán)格控制，開挖節(jié)段的高度應(yīng)按照不同的土質(zhì)要求確定。每一循環(huán)進(jìn)尺不大于1.0 m，開挖完成后立即施工混凝土護(hù)壁。開挖至第二節(jié)段時(shí)，運(yùn)土采用提升設(shè)備進(jìn)行，地面施工人員應(yīng)系好安全帶，下面施工人員應(yīng)佩戴好安全帽。在吊桶到達(dá)樁孔上面1米的位置時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)或橫移吊桶遠(yuǎn)離樁孔，把吊桶內(nèi)的土卸到小推車內(nèi)，通過小推車把土運(yùn)輸?shù)娇卓谕庵贫ㄎ恢猛诳走^程中，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況有變化時(shí)，立即匯報(bào)，從施工工藝及安全設(shè)施上采取措施。(9)檢測(cè)樁基的中心位置。開挖完成每一節(jié)段樁孔后，對(duì)其中心偏位、垂直度和長(zhǎng)度和寬度進(jìn)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(guī)定要求。為保證樁基的垂直度、孔徑和護(hù)壁厚度，應(yīng)在每層的孔位和孔位的長(zhǎng)度和寬度滿足規(guī)定要求后才能搭設(shè)模板。(10)支護(hù)壁模板、鋼筋的設(shè)置。開挖完成每一節(jié)段樁孔后，在節(jié)與節(jié)中間設(shè)置接茬鋼筋。采用拆上節(jié)護(hù)壁模板來支下節(jié)的方法對(duì)模板進(jìn)行反復(fù)利用。應(yīng)保證模板的剛度符合規(guī)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(guī)定要求。(11)澆筑護(hù)壁混凝土。挖孔樁開挖時(shí)，開挖成孔和孔壁的鋼筋混凝土護(hù)壁施工同步，挖孔樁護(hù)壁厚20 cm，采用C25鋼筋混凝土，環(huán)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(hù)壁。護(hù)壁鋼筋在孔內(nèi)綁扎，綁扎完后進(jìn)行模板安裝和護(hù)壁混凝土的澆筑。護(hù)壁混凝土施工采用人工澆筑和振搗，施工中嚴(yán)格控制其坍落度約為10 cm。根據(jù)施工氣候條件，在保證護(hù)壁混凝土的厚度和強(qiáng)度滿足規(guī)定要求的條件下，對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行檢查，在其強(qiáng)度大于小于2.5 MPa后下挖。(12)拆除護(hù)壁模板。在檢查樁中心位置、圓弧度和孔直徑符合規(guī)定要求后，才能對(duì)第一節(jié)護(hù)壁模板進(jìn)行拆除，模板拆除施工采用拆上節(jié)護(hù)壁模板來支下節(jié)的方法對(duì)模板進(jìn)行反復(fù)利用，應(yīng)保證模板頂端比混凝土澆筑口的高度大10 cm。(13)成孔驗(yàn)收檢查和鋼筋安裝?？淄瓿珊笙扔墒┕挝贿M(jìn)行自檢，自檢合格并完成施工原始記錄后，申請(qǐng)隱蔽工程驗(yàn)收手續(xù)的辦理，由監(jiān)理工程師對(duì)樁的垂直度、樁直徑、樁位和高程進(jìn)行檢查，檢查合格后，在樁內(nèi)搭設(shè)支架綁扎樁身鋼筋籠，受接觸網(wǎng)回流線和接觸網(wǎng)動(dòng)力線凈空約6 m的影響，鋼筋籠整體吊裝難以實(shí)現(xiàn)，挖孔樁鋼筋籠擬采用單根入孔綁扎的方式進(jìn)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(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)再用輸送泵泵送至各施工點(diǎn)，采用漏斗、串筒向樁孔內(nèi)灌注，混凝土振搗采用插入式振動(dòng)棒搗固。樁芯混凝土澆筑前先將孔內(nèi)水抽干，按常規(guī)混凝土進(jìn)行灌注。每根挖孔樁混凝土澆筑快完成時(shí)，在挖孔樁頂部預(yù)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(cè)點(diǎn)，每天由專人檢查兩次并記錄。當(dāng)發(fā)現(xiàn)位移及沉降偏大時(shí)，立即反復(fù)測(cè)量，當(dāng)反復(fù)測(cè)量仍然偏大，應(yīng)立即檢查挖孔樁是否存在質(zhì)量問題，并在挖孔樁上加墊雜木板或鋼板使其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3 結(jié) 語

(1)嚴(yán)格按照技術(shù)交底進(jìn)行開挖，隨時(shí)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(yè)時(shí)，每挖深50 cm左右就對(duì)孔下作一次勘扦，確定無異常時(shí)，才繼續(xù)下挖，發(fā)現(xiàn)異常，即時(shí)報(bào)告。挖孔抽水時(shí)，在作業(yè)人員上地面后進(jìn)行，抽水后檢查，斷開電源才準(zhǔn)下孔?？紫伦鳂I(yè)時(shí)間不過長(zhǎng)，孔下作業(yè)2 h左右出孔，與孔外作業(yè)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(shù)[J].施工技術(shù),2008,(1).

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

[3] 莫莉,董書贊.復(fù)雜地質(zhì)條件下超大直徑人工挖孔樁施工技術(shù)[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(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)服務(wù)研究。

U445

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1008-3383(2015)12-0104-01