摘 要：鐵路建設(shè)過(guò)程中路基工程軟基處理是確保路基沉降穩(wěn)定的關(guān)鍵，尤其在高速鐵路的建設(shè)中。合理地選擇軟基處理類(lèi)型，既能提高生產(chǎn)效率、加快施工進(jìn)度、確保施工質(zhì)量，又能節(jié)約成本、減少工程投資。新建鄭徐鐵路客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)ZXZQ07標(biāo)永城北站路基工程的部分軟基段落采取的是螺桿樁進(jìn)行加固處理。通過(guò)對(duì)螺桿樁樁型的施工工藝進(jìn)行描述，為類(lèi)似鐵路施工軟基的處理提供一些參考。

關(guān)鍵詞：軟基處理；螺桿樁；施工工藝；鉆機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU753.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）14-0074-02

1 工程概況

對(duì)鄭徐客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)永城北站路基工程DK279+941.0～DK281+464.11部分路基段進(jìn)行螺桿樁軟基處理。依據(jù)鄭徐客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)軟基處理設(shè)計(jì)文件、《鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程》（TB 10106—2010）和《鐵路工程基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》（TB 10218—2008）編制方案和確定施工工藝，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工。

2 工程地質(zhì)和水文條件

2.1 地形、地貌

鄭徐客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)永城北站路基工程地處黃淮沖擊平原區(qū)，地勢(shì)平坦、開(kāi)闊，多辟為農(nóng)田、林地、果園、魚(yú)塘等，道路交通縱橫交錯(cuò)，交通便利。

2.2 地層巖性

表層為Q4eol粉土，呈褐黃色，局部飽和，稍密，層厚1.5～5.5 m；局部為淤泥質(zhì)黏土，流塑，厚0～2.7 m；粉質(zhì)黏土，軟塑，厚0～5.3 m。下面為Q4al粉質(zhì)黏土，軟-硬塑；粉砂，稍密-中實(shí)；中、細(xì)砂稍實(shí)。再下為Q3al粉質(zhì)粘土層，可塑-硬塑。下伏奧陶系泥質(zhì)灰?guī)r，深灰色，弱風(fēng)化，節(jié)理裂隙發(fā)育。具體布置詳見(jiàn)地質(zhì)報(bào)告。

2.3 特殊地質(zhì)、不良地質(zhì)

軟土和松軟土：工點(diǎn)范圍內(nèi)，第（2）2-1淤泥質(zhì)黏土、（2）3-2層軟塑黏性土、（2）4-2層粉土和粉砂層均為松軟土層，其結(jié)構(gòu)松軟、壓縮性較高、強(qiáng)度低、工程特性差，易產(chǎn)生過(guò)大、不均勻的沉降。

水文地質(zhì)條件：地下水的主要類(lèi)型為孔隙潛水，其局部具有一定的承壓性；砂土的透水性好；地下水由大氣降水、地表水滲入補(bǔ)給，水量較豐富，且具有明顯的動(dòng)態(tài)變化特征——隨著季節(jié)和降水量的變化而變化。

3 施工工藝控制

3.1 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備包括：①依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙核查地質(zhì)情況，比對(duì)技術(shù)參數(shù)，并優(yōu)選機(jī)械設(shè)備和施工方法。②按照設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)的要求選擇適合螺桿樁混凝土的施工配合比。③做好“三通一平”準(zhǔn)備工作，鉆機(jī)平臺(tái)必須堅(jiān)固不沉降，防止鉆機(jī)傾覆。在施工期間，要做好地下管線(xiàn)等特殊構(gòu)造物的保護(hù)工作。④按照設(shè)計(jì)樁位實(shí)地放樣，并進(jìn)行復(fù)核，確保螺桿樁樁位滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求和驗(yàn)標(biāo)要求。⑤施工前先進(jìn)行螺桿樁工藝試驗(yàn)，總結(jié)施工方法和資源配置情況，給正式施工樁體提供依據(jù)。

3.2 材料要求

施工材料要求為：①樁體粗骨料采用碎石，料徑一般為5～25 mm；細(xì)骨料應(yīng)選用干凈的中粗砂，含泥量要小于5%，砂率要控制在40%～50%.②水泥應(yīng)選用合格的普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)PO42.5級(jí)。在施工前，需將原材料送至檢測(cè)中心進(jìn)行化驗(yàn)和做混合料的配合比試驗(yàn)。③施工采用C35混凝土，塌落度為180～220 mm。

3.3 工藝流程

螺桿樁的施工順序?yàn)椋簻y(cè)量放線(xiàn)→鉆機(jī)就位調(diào)平→鉆進(jìn)成孔→至設(shè)計(jì)標(biāo)高停鉆→泵送混凝土、提鉆→至設(shè)計(jì)標(biāo)高停泵→提鉆至孔口→成樁、驗(yàn)收。

3.4 螺桿樁工藝

螺桿樁是一種“上部為圓柱型，下部為螺絲型”的組合式地基加固樁，使用鉆機(jī)、鉆具旋轉(zhuǎn)擠壓土體成孔，使管內(nèi)泵壓細(xì)石與混凝土成樁。采用變截面的構(gòu)造形狀，符合附加應(yīng)力的分布規(guī)律、應(yīng)力分擔(dān)比和剛度變化的要求，調(diào)整了土體與樁之間的作用。具體來(lái)說(shuō)，提高了樁側(cè)土體的應(yīng)力分擔(dān)比和應(yīng)力擴(kuò)散度，減少了樁端荷載，使樁身受力與土體受力協(xié)調(diào)一致。

螺桿樁的施工步驟和注意事項(xiàng)如下：①樁機(jī)就位。按照測(cè)量放線(xiàn)的位置將樁機(jī)就位，樁位偏差不大于5 cm。樁的施工順序應(yīng)從中間向四周進(jìn)行，同時(shí)，根據(jù)樁的規(guī)格，宜先長(zhǎng)后短進(jìn)行施工。采取間隔跳打的施工方式，以防樁孔間竄漿。②對(duì)中調(diào)平。樁機(jī)就位后對(duì)其進(jìn)行調(diào)平和穩(wěn)固，確保成孔垂直度偏差不大于1%. ③鉆孔深度。按照地面標(biāo)高和設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高計(jì)算出鉆孔深度，在鉆機(jī)鉆過(guò)程中，應(yīng)適時(shí)進(jìn)行監(jiān)控測(cè)量，避免超鉆。根據(jù)螺桿樁樁體形狀的特殊性和工藝試驗(yàn)所總結(jié)出的鉆進(jìn)速度與下鉆速度的比例關(guān)系，在鉆進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制鉆孔速度，確保成樁時(shí)螺紋段和圓柱段合格。④當(dāng)鉆機(jī)鉆進(jìn)的深度達(dá)到設(shè)計(jì)孔深時(shí)停止鉆進(jìn)，同時(shí)準(zhǔn)備好灌注用的混凝土。將管道混凝土罐車(chē)與鉆機(jī)灌注孔緊密連接，然后提升鉆頭并注入混凝土。按照工藝試驗(yàn)結(jié)果，要注意混凝土泵入速度與鉆頭提升速度的比例，確?？變?nèi)混凝土完全充填密實(shí)，避免因混凝土泵送過(guò)快而埋入鉆頭，進(jìn)而破壞混凝土泵機(jī)或孔壁。⑤停泵。當(dāng)鉆機(jī)鉆頭提升至樁體虛樁頭位置時(shí)停止泵送混凝土，并準(zhǔn)備提升鉆頭。⑥提出鉆頭。提出鉆頭時(shí)必須放緩速度，避免因速度過(guò)快而破壞孔壁。將大的土塊或石塊放入孔內(nèi)與混凝土摻和在一起，避免因速度過(guò)快而影響樁頭的質(zhì)量或損壞鉆頭。⑦成樁，準(zhǔn)備下一循環(huán)作業(yè)。⑧盡量按照設(shè)計(jì)樁位間隔施工，避免孔位相鄰過(guò)近而造成擾動(dòng)，進(jìn)而破壞混凝土的初凝強(qiáng)度。⑨混合料的攪拌和運(yùn)輸?；旌狭蠑嚢璨捎庙偶邪韬?，各種原材料按施工單位抽樣數(shù)量的20%進(jìn)行檢驗(yàn)或10%進(jìn)行平行試驗(yàn)。按照配合比進(jìn)行配料，將每盤(pán)料的攪拌時(shí)間控制在120 s左右，并將混合料的塌落度控制在180～220 mm之間。

4 螺桿樁施工的質(zhì)量控制

螺桿樁施工的質(zhì)量控制包括以下幾點(diǎn)：①按照工藝試驗(yàn)已定參數(shù)，做好詳細(xì)的總結(jié)并指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，同時(shí)在施工過(guò)程中要時(shí)刻注意檢查螺桿樁施工工藝的變化和機(jī)械設(shè)備的性能。取出鉆渣樣品與設(shè)計(jì)圖紙的地質(zhì)情況進(jìn)行核對(duì)，如果不相符，則要立即停止施工，并向設(shè)計(jì)單位匯報(bào)，然后采取相應(yīng)的措施。按照設(shè)計(jì)要求和規(guī)范要求進(jìn)行試樁。②將設(shè)計(jì)圖紙樁位布置、樁體數(shù)量和樁間距作為施工依據(jù)，禁止隨意調(diào)整。③螺桿樁樁體的長(zhǎng)度、樁頭頂標(biāo)高和樁徑必須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和相關(guān)驗(yàn)標(biāo)的要求。④在樁體施工過(guò)程中，要及時(shí)制作混凝土試件，然后進(jìn)行后期的強(qiáng)度檢測(cè)。按照相關(guān)要求確定試件數(shù)量，一般情況下，每個(gè)工作班都應(yīng)制作1組。當(dāng)齡期達(dá)到28 d時(shí)，清除樁頭和周邊土體，并進(jìn)行單樁和復(fù)合地基承載力試驗(yàn)，相關(guān)結(jié)果要滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求和規(guī)范要求。⑤混凝土拌和設(shè)備的性能關(guān)系到混凝土的質(zhì)量，因此要采用強(qiáng)制式拌和機(jī)進(jìn)行拌制。⑥按照工藝試驗(yàn)參數(shù)對(duì)樁體施工配合比進(jìn)行適時(shí)的調(diào)整，確保粉料摻和量和出機(jī)塌落度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求和驗(yàn)標(biāo)要求，并經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理確認(rèn)同意后方可實(shí)施。⑦在清除樁頭周邊的土?xí)r必須小心謹(jǐn)慎，以免擾動(dòng)樁身和土體而破壞樁體質(zhì)量。⑧在施工過(guò)程中，必須及時(shí)清除鉆渣，并制訂環(huán)境保護(hù)措施。⑨螺桿樁施工的全過(guò)程必須由專(zhuān)職質(zhì)檢工程師進(jìn)行監(jiān)督，記錄相關(guān)技術(shù)參數(shù)，確保樁體質(zhì)量合格。⑩施工過(guò)程中的每道工序施工結(jié)束后，必須自檢合格后報(bào)請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后再進(jìn)行下道工序，同時(shí)還要做好檢驗(yàn)批簽認(rèn)工作。

5 結(jié)束語(yǔ)

軟基處理是鐵路建設(shè)中經(jīng)常遇到的內(nèi)容。合理選擇軟基處理類(lèi)型，對(duì)該項(xiàng)目的施工質(zhì)量控制、路基沉降變形控制和成本控制有著十分重要的作用。

作者簡(jiǎn)介：李業(yè)興（1981—），男， 2006年畢業(yè)于成都理工大學(xué)土木工程專(zhuān)業(yè)。

〔編輯：王霞〕

Abstract： Railway construction projects during the soft ground embankment subgrade settlement process are key to ensuring stability， especially in the high-speed railway construction. Reasonable choice of soft foundation treatment type， both to improve production efficiency， accelerate the construction schedule， to ensure the construction quality， but also cost savings， reduce engineering investment. Part of the soft ground paragraphs New Zhengzhou to Xuzhou total length of railway passenger line ZXZQ07 standard roadbed project north of the station is to take the screw pile reinforcement. Through the construction process of the screw pile type described， to provide some reference for similar soft ground railway construction process.

Key words： soft foundation treatment； screw piles； construction technology； rig