市政橋梁下穿既有鐵路運營線樁基施工技術(shù)

楊帆

（中鐵二局第二工程有限公司，成都 610091）

1 引言

樁基礎(chǔ)包含沉入土的樁和承臺或承臺梁，屬于深基礎(chǔ)的常見形式。通過樁的設(shè)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(chǔ)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(shè)內(nèi)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(cè)）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(gòu)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(cè)18 m 范圍內(nèi)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(shè)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(zhì)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(nèi)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(shè)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(nèi)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(zhǔn)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(zhì)土填充平整。

2）按照比樁徑大15～20 cm 的要求準(zhǔn)備鋼護筒，埋設(shè)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(diào)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(diào)整鉆進姿態(tài)，使錐尖對準(zhǔn)設(shè)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(nèi)投入；鉆機空轉(zhuǎn)，通過鉆頭的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)盤，開始進尺鉆進；鉆進初期以慢速的狀態(tài)進行，導(dǎo)向部分完全進入土層后，根據(jù)設(shè)計速度全速鉆進。

3）根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)條件動態(tài)調(diào)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(zhuǎn)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(diào)整泥漿的稠度，并靈活調(diào)節(jié)鉆進的轉(zhuǎn)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(zhì)與設(shè)計不符時，由設(shè)計人員、甲方深入現(xiàn)場進行商討，判斷是否可提高終孔標(biāo)高。

成孔后安排質(zhì)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(zhuǎn)，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(nèi)相對密度較大的泥漿和懸浮的鉆渣，直至孔內(nèi)泥漿的相對密度在1.2 以內(nèi)為止。清孔過程中，孔內(nèi)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(biāo)。加工人員嚴格依據(jù)公路橋涵工程施工技術(shù)規(guī)范進行，保證加工后的鋼筋尺寸準(zhǔn)確、形態(tài)良好、無銹蝕。

2）根據(jù)設(shè)計圖紙要求，在主筋布設(shè)到位后，按照2 m 的間距依次設(shè)置加勁筋，下方墊入枕木，枕木布設(shè)現(xiàn)場必須保持平整、堅實、穩(wěn)定。待主筋、加勁筋均布設(shè)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(shè)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(yīng)達標(biāo)[3]。

3）鋼筋籠骨架由吊車吊放至樁孔內(nèi)，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(dǎo)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(jié)果確定適宜的導(dǎo)管拼裝長度。

2）組織水密性試驗，根據(jù)接頭和導(dǎo)管壁是否漏水判斷導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(zhǔn)稱量原材料，做充分的拌和?；炷恋奶涠纫?8～22 cm為宜，在導(dǎo)管上端連接漏斗，漏斗下方設(shè)沙袋。漏斗箱內(nèi)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(jié)束時加大第一次孔內(nèi)混凝土數(shù)量，提供充足的混凝土以保證導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)管，提升速度略慢于混凝土上升速度。導(dǎo)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(dǎo)管，先將頂上漏斗挪開，以相對較慢的、勻速的方式提升導(dǎo)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(dǎo)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(zhì)量不低于4 kg 的錐形探測錘，用此裝置探測井孔內(nèi)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(dǎo)管的提升作業(yè)，灌注至設(shè)計標(biāo)高后一次提起導(dǎo)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(dǎo)管的提出而導(dǎo)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(shè)備和人工相配合的方法：首先，用風(fēng)炮鑿至樁頂標(biāo)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(biāo)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(shè)計圖紙要求為準(zhǔn)，在承臺頂面測放墩臺中線和邊線，標(biāo)出主筋的布設(shè)位置。測量放樣后安排復(fù)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?xí)r，適當(dāng)灑水潤濕，但避免表面產(chǎn)生積水。

3）混凝土準(zhǔn)備：經(jīng)試驗后確定合適的配合比，選取質(zhì)量達標(biāo)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(zhì)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(shè)混凝土：混凝土拌和后若無質(zhì)量問題，隨即將其用于鋪設(shè)，成型墊層的厚度不少于100 mm。鋪設(shè)時，在灰土墊層上打設(shè)小木樁，拉水平標(biāo)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(zhì)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(shè)備為平板振搗器，必須在2 h 內(nèi)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(biāo)。

5 結(jié)語

綜上所述，在橋梁基礎(chǔ)過程中，樁基礎(chǔ)有著至關(guān)重要的作用，可以確保橋梁上部結(jié)構(gòu)的安全性，并可以很大程度上確保上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。本文結(jié)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(shù)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。