王玉珍

1 工程簡(jiǎn)介

1)總體情況介紹:石武客專某大橋全長(zhǎng)61．58 km，在482號(hào)～485號(hào)墩間以(60+100+60)m連續(xù)梁上跨既有京廣鐵路，跨線橋線路與既有京廣鐵路線路夾角為20．058°。

本連續(xù)梁四個(gè)橋墩基礎(chǔ)按摩擦群樁承臺(tái)設(shè)計(jì)，采用鉆孔灌注樁施工，其中兩個(gè)主墩均為10-φ2．00 m樁基，樁長(zhǎng)分別為83．5 m，88 m。兩個(gè)主墩中，483號(hào)橋墩離京廣既有線更近，483號(hào)墩承臺(tái)實(shí)體西南側(cè)侵入鐵路護(hù)欄界內(nèi)約2．6 m，離左線左側(cè)鋼軌僅4．1 m;483號(hào)墩離鐵路最近樁基為483-7號(hào)，中心侵入護(hù)欄0．38 m，離左線左側(cè)鋼軌僅6．32 m，離最外側(cè)電力回流線2．23 m。由于樁基離接觸網(wǎng)回流線太近，樁基直徑為2 m，鋼筋籠吊裝時(shí)鋼筋籠外側(cè)距接觸網(wǎng)回流線水平凈距離為123 cm，安全距離不滿足要求。

如果縮短每一節(jié)鋼筋籠的長(zhǎng)度，以便確保在滿足安全距離的條件下在接觸網(wǎng)回流線下方安裝鋼筋籠，則每一節(jié)鋼筋籠長(zhǎng)度為4 m左右，整個(gè)樁基鋼筋籠要分成22節(jié)，分節(jié)太多，鋼筋籠安裝時(shí)間太長(zhǎng)，將影響到樁基施工質(zhì)量，若考慮天窗時(shí)間下放鋼筋籠，時(shí)間太短，不能滿足施工需要。

2)地質(zhì)情況:483號(hào)墩樁基從上到下地質(zhì)情況為④-2粉土、②-2粉質(zhì)黏土夾黏土、⑤-3中密飽和粉砂、④-3中密飽和粉土、②-3粉質(zhì)黏土、⑤-4密實(shí)飽和粉砂、④-4密實(shí)飽和粉土;其中部分地層工程性質(zhì)較差，鉆孔過程中容易發(fā)生塌孔現(xiàn)象。

3)京廣線的行車情況及對(duì)樁基施工的影響:京廣線為雙線電氣化鐵路，行車密度較大，平均每5 min左右就有一列火車通過，車速較快，每天都有多列動(dòng)車組通過，動(dòng)車組車速在250 km/h以上，對(duì)樁基孔壁振動(dòng)較大，容易引起孔壁坍塌。

2 鐵路局設(shè)備管理單位的有關(guān)要求

1)連續(xù)梁施工時(shí)搭設(shè)全封閉安全防護(hù)棚架對(duì)既有線進(jìn)行安全防護(hù)。

2)搭設(shè)安全防護(hù)棚架前必須對(duì)接觸網(wǎng)、承力索進(jìn)行熱縮包裹絕緣防護(hù)，防護(hù)范圍為防護(hù)棚架范圍向兩側(cè)各延伸10 m(絕緣防護(hù)由設(shè)備管理單位施工)，正饋線及保護(hù)線改為高壓電纜，并改移出施工影響區(qū)域。

3)由于基礎(chǔ)所處位置設(shè)有信號(hào)、通訊地埋電纜，施工時(shí)需要進(jìn)行遷改保護(hù)(遷改保護(hù)方案設(shè)計(jì)及施工由設(shè)備管理單位提供)。

4)京廣線上、下行同時(shí)封鎖時(shí)間一般不大于30 min，每年5月～9月為防洪、防汛期一般不給點(diǎn)。

3 樁基施工安全防護(hù)措施

1)將接觸網(wǎng)立柱外側(cè)回流線改移至承臺(tái)外側(cè)，并在承力索外側(cè)熱縮包裹絕緣防護(hù)。承力索絕緣帶防護(hù)長(zhǎng)度為防護(hù)棚架長(zhǎng)度加兩側(cè)各延長(zhǎng)10 m，共計(jì)135 m。熱縮包裹絕緣防護(hù)由設(shè)備管理單位專業(yè)人員按照規(guī)范要求在回流線包裹絕緣膠帶，然后用電熱烤槍加熱膠帶使絕緣膠帶粘結(jié)牢固，要求采用絕緣膠帶耐擊穿電壓為33 kV。

2)接觸網(wǎng)正饋線、保護(hù)線改移后，鋼筋籠與接觸線之間的凈距為604 cm，鋼筋籠中心距線路中心線的距離為704 cm。

3)為減小京廣鐵路運(yùn)營(yíng)列車對(duì)鉆孔樁造成的擾動(dòng)影響，距離既有線最近的樁基要在慢行點(diǎn)內(nèi)施工，并且在承臺(tái)外側(cè)設(shè)防護(hù)樁，防護(hù)樁防護(hù)范圍為承臺(tái)邊緣距外側(cè)鋼軌1 000 cm以內(nèi)。防護(hù)樁線路外側(cè)鋼軌最小凈距為265 cm，采用直徑100 cm圓樁，樁長(zhǎng)為11 m，樁間距為150 cm，防護(hù)樁采用C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，共設(shè)31根防護(hù)樁。

4 樁基施工工藝

1)施工工藝。由于本連續(xù)梁樁徑較大(2 m)，樁基較長(zhǎng)(483號(hào)墩為83．5 m，484號(hào)墩為88 m)，故不能采用旋挖鉆施工，只能采用回旋鉆施工?？紤]到反循環(huán)鉆與正循環(huán)鉆相比有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):

a．鉆進(jìn)速度與成樁效率有大幅度提高;

b．泥漿(沖洗液)密度、濃度、粘度都較低，形成泥皮較薄和鉆渣清理較為徹底，因此灌注較為順暢，且樁頂泥漿少、密度小，使樁身混凝土質(zhì)量明顯提高，所以現(xiàn)場(chǎng)采用反循環(huán)鉆的施工方法。施工工藝流程圖見圖1。

圖1 鉆孔樁施工工藝流程圖

2)機(jī)械就位、護(hù)筒埋設(shè)。埋設(shè)鋼護(hù)筒，護(hù)筒內(nèi)徑比樁徑大20 cm，護(hù)筒頂面高出施工地面20 cm～30 cm。由于原地面地勢(shì)較低，地下水位較高，施工前先分層填筑基坑開挖土，并碾壓密實(shí)，一直填至比地下水位高2．5 m～3 m的位置。樁位確定后，利用十字線放出四個(gè)控制樁位，并以四個(gè)控制樁為基準(zhǔn)進(jìn)行埋設(shè)護(hù)筒。

3)泥漿調(diào)制。因鉆機(jī)施工中泥漿可以防止孔壁坍塌、抑制地下水、懸浮鉆渣等作用，為此泥漿是保證孔壁穩(wěn)定的重要因素。施工過程中隨時(shí)檢測(cè)清孔后灌注混凝土?xí)r泥漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)，確保泥漿對(duì)孔壁的撐護(hù)作用，避免發(fā)生施工事故。

泥漿應(yīng)選用造漿能力強(qiáng)、粘度大的膨脹土造漿，以提高泥漿稠度，確保鉆進(jìn)過程中不致塌孔、縮孔。鉆進(jìn)時(shí)隨著土壤取出，水位下降，應(yīng)不斷補(bǔ)充泥漿使其充滿整個(gè)孔段。泥漿面保持高出地下水位1．5 m ～2．0 m。

泥漿的配合比應(yīng)根據(jù)地基土質(zhì)情況、鉆機(jī)和工程條件確定，選用膨潤(rùn)土，CMC，PHP，純堿等配制優(yōu)質(zhì)泥漿。根據(jù)地層情況及時(shí)調(diào)整泥漿性能，泥漿性能指標(biāo)如下:泥漿比重:考慮到此地段的土質(zhì)及樁基的深度，泥漿比重可為1．10～1．15。粘度:該地層選用16 s～22 s。含砂率:新制泥漿不大于4%。膠體率:不小于95%。pH 值:大于6．5。

4)鉆孔施工。開鉆時(shí)宜低擋慢速鉆進(jìn)，鉆至護(hù)筒以下1 m后再以正常速度鉆進(jìn)。應(yīng)將鉆頭提離孔底20 cm，待泥漿循環(huán)通暢后方可開鉆。開始鉆進(jìn)時(shí)，適當(dāng)控制進(jìn)尺，使初期成孔豎直、圓順，防止孔位偏心、孔口坍塌。

5)鋼筋籠骨架的起吊和就位。鋼筋籠現(xiàn)場(chǎng)制作完成后，骨架安裝采用汽車吊。為了保證骨架起吊時(shí)不變形，對(duì)于長(zhǎng)骨架，起吊前應(yīng)在加強(qiáng)骨架內(nèi)焊接三角支撐，以加強(qiáng)其剛度。采用兩點(diǎn)吊裝時(shí)，第一吊點(diǎn)設(shè)在骨架的下部，第二點(diǎn)設(shè)在骨架長(zhǎng)度的中點(diǎn)到上三分點(diǎn)之間。對(duì)于長(zhǎng)骨架，起吊前應(yīng)在骨架內(nèi)部臨時(shí)綁扎兩根木桿以加強(qiáng)其剛度。起吊時(shí)，先提第一點(diǎn)，使骨架稍提起，再與第二吊點(diǎn)同時(shí)起吊。待骨架離開地面后，第一吊點(diǎn)停吊，繼續(xù)提升第二吊點(diǎn)。隨著第二吊點(diǎn)不斷上升，慢慢放松第一吊點(diǎn)，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一吊點(diǎn)，檢查骨架是否順直，如有彎曲應(yīng)整直。當(dāng)骨架進(jìn)入孔口后，應(yīng)將其扶正徐徐下降，嚴(yán)禁擺動(dòng)碰撞孔壁。然后，由下而上地逐個(gè)解去綁扎杉木桿的綁扎點(diǎn)及鋼筋十字支撐。當(dāng)骨架下降到第二吊點(diǎn)附近的加強(qiáng)箍接近孔口，可用木棍或型鋼(視骨架輕重而定)等穿過加強(qiáng)箍筋的下方，將骨架臨時(shí)支承于孔口，孔口臨時(shí)支撐應(yīng)滿足強(qiáng)度要求。將吊鉤移到骨架上端，取出臨時(shí)支承，將骨架徐徐下降，骨架降至設(shè)計(jì)標(biāo)高為止。將骨架臨時(shí)支撐于護(hù)筒口，再起吊第二節(jié)骨架，使上下兩節(jié)骨架位于同直線上進(jìn)行焊接，全部接頭焊好后就可以下沉入孔，直至所有骨架安裝完畢。并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土過程中發(fā)生浮籠現(xiàn)象。

骨架最上端定位，必須由測(cè)定的孔口標(biāo)高來計(jì)算定位筋的長(zhǎng)度，并反復(fù)核對(duì)無誤后再焊接定位。在鋼筋籠上拉上十字線，找出鋼筋籠中心，根據(jù)護(hù)樁找出樁位中心，鋼筋籠定位時(shí)使鋼筋籠中心與樁位中心重合。然后在定位鋼筋骨架頂端的頂?shù)跞ο旅娌迦雰筛叫械墓ぷ咒摶虿垆?，在護(hù)筒兩側(cè)放兩根平行的枕木(高出護(hù)筒5 cm左右)，并將整個(gè)定位骨架支托于枕木上。

6)混凝土灌注。

a．安裝導(dǎo)管。導(dǎo)管的內(nèi)徑為300 mm，長(zhǎng)度為2 m，最下端一節(jié)導(dǎo)管長(zhǎng)應(yīng)為4．5 m～6 m，不得短于4 m，為了配備適合的導(dǎo)管柱長(zhǎng)度，上部導(dǎo)管長(zhǎng)為1 m或0．5 m。導(dǎo)管采用游輪螺母連接，橡膠“O”型密封圈密封，嚴(yán)防漏水。導(dǎo)管初次使用時(shí)應(yīng)做水密承壓力試驗(yàn)，進(jìn)行水密試驗(yàn)的水壓不小于井孔內(nèi)水深1．5倍的壓力。以保證密封性能可靠和在水下作業(yè)時(shí)導(dǎo)管不滲漏，以后每次灌注前更換密封圈。導(dǎo)管吊放入孔時(shí)，應(yīng)將橡膠圈或膠皮墊安放周正、嚴(yán)密，確保密封良好。導(dǎo)管在樁孔內(nèi)的位置應(yīng)保持居中，防止導(dǎo)管跑管，撞壞鋼筋籠并損壞導(dǎo)管;導(dǎo)管底部距孔底(或孔底沉碴面)高度，以能放出隔水塞和混凝土為度，一般為400 mm～500 mm。導(dǎo)管全部入孔后，計(jì)算導(dǎo)管柱總長(zhǎng)和導(dǎo)管底部位置，并作好記錄。

b．二次清孔。澆筑水下混凝土前應(yīng)檢查沉渣厚度，沉渣厚度摩擦樁不大于10 cm;如沉渣厚度超出10 cm，則利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔。嚴(yán)禁采用加深鉆孔深度方法代替清孔。

c．首批封底混凝土。計(jì)算和控制首批封底混凝土數(shù)量，下落時(shí)有一定的沖擊能量，能把泥漿從導(dǎo)管中排出，并能把導(dǎo)管下口埋入混凝土不小于1 m深。足夠的沖擊能量能夠把樁底沉渣盡可能地沖開，是控制樁底沉渣，減少工后沉降的重要環(huán)節(jié)。對(duì)孔底沉淀層厚度應(yīng)再次測(cè)定。如厚度符合設(shè)計(jì)要求，然后立即灌注首批混凝土。首批灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管首次埋置深度(≥1．0 m)和填充導(dǎo)管底部的需要，見圖2，所需混凝土數(shù)量可參考公式:

其中，V為灌注首批混凝土所需數(shù)量，m3;D為樁孔直徑，m;H1為樁孔底至導(dǎo)管底端間距，一般為0．4 m;H2為導(dǎo)管初次埋置深度，m，取1．0 m;d為導(dǎo)管內(nèi)徑，m;h1為樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度H2時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外(或泥漿)壓力所需的高度，m，即 h1=Hwγw/γc，γc為混凝土拌和物的重度(取 24 kN/m3)，γw為井孔內(nèi)水或泥漿的重度，kN/m3，Hw為井孔內(nèi)水或泥漿的深度，m。

d．開閥。打開漏斗閥門，放下封底混凝土，首批混凝土灌入孔底后，立即探測(cè)孔內(nèi)混凝土面高度，計(jì)算出導(dǎo)管內(nèi)埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管內(nèi)大量進(jìn)水，表明出現(xiàn)灌注事故。

7)樁孔質(zhì)量控制。

a．鉆進(jìn)成孔。在鉆進(jìn)、清孔以及成孔待檢過程中應(yīng)隨時(shí)檢查孔內(nèi)泥漿高度，泥漿高度不足時(shí)應(yīng)及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿，以保持足夠的泥漿壓力。

b．清孔。清孔應(yīng)選用不小于20 kW的泥漿泵進(jìn)行清孔，清孔主要是對(duì)孔內(nèi)泥漿進(jìn)行稀釋置換，保證孔底沉渣厚度不大于10 cm，清孔后孔內(nèi)泥漿指標(biāo)應(yīng)達(dá)到的要求:相對(duì)密度1．05～1．10，粘度 17 s～20 s，含砂率不大于 2%。

c．孔徑檢測(cè)。用探孔器對(duì)孔徑、孔形和傾斜度進(jìn)行測(cè)定，既有線路基變形預(yù)警值和允許值見表1。測(cè)試檢查合格后，以書面形式報(bào)送監(jiān)理工程師復(fù)查，并做好下放鋼筋籠的準(zhǔn)備。探孔器尺寸見圖3。探孔器長(zhǎng)度宜為4倍～6倍的設(shè)計(jì)樁直徑，探孔器直徑為設(shè)計(jì)樁直徑。鉆孔用探孔器檢測(cè)孔徑，探孔器順利下放到孔底，表明孔徑符合設(shè)計(jì)要求，可申請(qǐng)進(jìn)行下道工序。

d．在鉆孔施工過程中，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程、鉆孔交接班制度，及時(shí)清理施工現(xiàn)場(chǎng)物件，做到文明施工，避免小鐵件、導(dǎo)管、桿件等金屬物品落入孔中。同時(shí)為保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)良好的施工環(huán)境，樁基礎(chǔ)鉆孔的鉆渣、泥漿和廢機(jī)油在施工過程中用容器分別裝運(yùn)放置，及時(shí)清理鉆渣并運(yùn)至指定地點(diǎn)處理。

e．在整個(gè)鉆孔過程中，認(rèn)真及時(shí)填寫鉆孔原始記錄，并在土層變化處撈取渣樣(并存放至固定地點(diǎn))，判明土層，與地質(zhì)剖面圖核對(duì)，遇到與地質(zhì)資料不符時(shí)，及時(shí)報(bào)告四分部總工程師，盡早與設(shè)計(jì)部門取得聯(lián)系，以便修正設(shè)計(jì);認(rèn)真做好鉆孔柱狀圖，如實(shí)記錄樁位處的地質(zhì)情況，為成橋后資料檔案管理提供可靠依據(jù)。

f．施工時(shí)應(yīng)隔開一根樁交錯(cuò)施工。相鄰兩個(gè)樁連續(xù)施工，應(yīng)在確保樁間凈間距大于4 m，并且應(yīng)待鄰孔混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到2．5 MPa后方可開鉆。

g．根據(jù)《安全防護(hù)方案》中對(duì)鐵路路基因施工產(chǎn)生的變形的觀測(cè)要求，項(xiàng)目部組織專人在鉆孔樁、防護(hù)樁、棚架基礎(chǔ)及承臺(tái)施工期間對(duì)路基進(jìn)行變形觀測(cè)、監(jiān)測(cè)，范圍包括路基和臨近路基的區(qū)域。路基變形觀測(cè)樁在施工影響范圍內(nèi)沿路肩及路堤坡腳布置，每10 m設(shè)置一個(gè);觀測(cè)樁采用0．2 m×0．2 m深1．5 m的混凝土樁。施工期間觀測(cè)頻次一般情況下1次/2 h，路基有持續(xù)變形時(shí)，觀測(cè)頻次1次/1 h。當(dāng)路基水平位移或垂直位移變化量大于2 mm/d，或累計(jì)變化量大于10 mm時(shí)應(yīng)加強(qiáng)軌道養(yǎng)護(hù)，必要時(shí)暫停影響路基穩(wěn)定的施工。若施工時(shí)發(fā)生異常情況，應(yīng)立即啟動(dòng)應(yīng)急救援預(yù)案，施工結(jié)束后繼續(xù)觀測(cè)路基變形，觀測(cè)時(shí)間不少于3 d。觀測(cè)過程注意安全，不要進(jìn)入安全行車限界。

表1 既有線路基變形預(yù)警值和允許值 mm

5 鉆孔樁施工安全注意事項(xiàng)

1)鉆孔樁鋼護(hù)筒長(zhǎng)度不小于6 m，以防塌孔導(dǎo)致路基變形。

2)鉆孔樁鋼筋籠吊裝及混凝土灌注時(shí)，應(yīng)避開速度大于160 km/h列車通行時(shí)段。

3)吊裝鋼筋籠或其他構(gòu)件時(shí)，在構(gòu)件頂部安裝安全繩，并派人牽拉安全繩，防止鋼筋籠或其他構(gòu)件傾向線路一側(cè)。

4)防護(hù)人員要及時(shí)向吊裝指揮人員通報(bào)來車情況，在列車通過時(shí)禁止移動(dòng)起吊設(shè)備。

圖2 首批灌注混凝土數(shù)量計(jì)算

圖3 探孔器尺寸示意圖（單位：m）

6 結(jié)語(yǔ)

京廣線旁φ2 m長(zhǎng)樁基的施工因其難度較高、風(fēng)險(xiǎn)大而存在其特殊性的一面，但只要具體問題具體分析，做到早預(yù)防早處理，是能夠順利地保質(zhì)保量完成施工任務(wù)的。通過嚴(yán)格控制泥漿指標(biāo)、鉆進(jìn)速度，合理控制水頭高度，是可以防止和避免塌孔事故的;經(jīng)過周密部署及精心準(zhǔn)備，本段樁基施工一直順利，最快可確保7 d以內(nèi)完成一根樁基施工?，F(xiàn)在該橋已竣工，樁基均為Ⅰ類樁，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

［1］ 鐵辦〔2008〕190號(hào)，《鐵路營(yíng)業(yè)線施工及安全管理辦法》的通知［S］．

［2］ 鄭鐵辦〔2008〕237號(hào)，鄭州鐵路局營(yíng)業(yè)線施工及安全管理實(shí)施細(xì)則［S］．

［3］ 鐵道部令第29號(hào)，鐵路技術(shù)管理規(guī)程［S］．

［4］ 鐵運(yùn)〔2006〕177號(hào)，鐵路工務(wù)安全規(guī)則［S］．

［5］ TB 10002．1-2005，鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范［S］．

［6］ TB 10025-2006，鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［7］ TZ 213-2005，客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南［S］．