徐 強(qiáng)

(中鐵上海工程局集團(tuán)華海工程有限公司， 上海 201101)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，為完善鐵路路網(wǎng)布局及改善居民出行交通，根據(jù)國(guó)家“十三五”規(guī)劃，我國(guó)在高速鐵路的建設(shè)力度及規(guī)模上將更加加大。

為此，國(guó)家鐵路建設(shè)將逐漸從經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)向中西部地區(qū)延伸，中西部地區(qū)鐵路建設(shè)過(guò)程中將面臨高填深挖路基，一般來(lái)說(shuō)深挖路塹較多采取抗滑樁防護(hù)措施。傳統(tǒng)上抗滑樁施工采取人工挖孔樁或爆破開(kāi)挖施工，并且簡(jiǎn)單地采用寶麗板作為抗滑樁模板。傳統(tǒng)施工方法比較單一，工人在狹小空間作業(yè)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，安全風(fēng)險(xiǎn)增大，另外寶麗板彈性模量較小，抗滑樁外觀質(zhì)量控制難度大。

因此，為有效提高抗滑樁開(kāi)挖進(jìn)度及外觀質(zhì)量，本文針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)地段創(chuàng)新地采用旋挖樁引孔+巖石膨脹劑組合開(kāi)挖方法及木膠板模板+護(hù)壁粉刷綜合措施，有效提高了抗滑樁開(kāi)挖速度及保證了抗滑樁外觀質(zhì)量。

1 工程概況

昌贛客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)CGZQ-5標(biāo)位于江西省吉安市位于吉安市境內(nèi)，標(biāo)段里程范圍為：DK137+562.71～DK178+754.52，線(xiàn)路全長(zhǎng)41.033 km，設(shè)計(jì)速度350 km/h。本合同段DK178+048.875～DK178+151.125段路基右側(cè)邊坡最大高度約20 m，一級(jí)邊坡采用錨桿框架梁防護(hù)，二級(jí)邊坡采用拱形骨架防護(hù)，路基典型斷面防護(hù)型式詳見(jiàn)圖1。

圖1 路基典型斷面防護(hù)型式

該段抗滑樁21根，尺寸為2.25 m×2.5 m，樁長(zhǎng)16～17 m?？够瑯稊嗝娲髽蛹翱够瑯镀矫娌贾梅謩e詳見(jiàn)圖2、圖3。

圖2 抗滑樁斷面

圖3 抗滑樁平面布置

2 工程地質(zhì)

路基開(kāi)挖范圍內(nèi)分布有(2)2-1淤泥、(2)2-3淤泥質(zhì)黏土、(2)3-2粉質(zhì)黏土、(3)1-2粉質(zhì)黏土、(21)1-1泥質(zhì)砂巖、(21)1-2泥質(zhì)砂巖、(21)1-3泥質(zhì)砂巖，局部夾砂質(zhì)黏土層，滲水嚴(yán)重。地下水主要為第四系松散淺層孔隙潛水類(lèi)型和深部松散巖類(lèi)孔隙承壓水?？够瑯堕_(kāi)挖范圍內(nèi)地質(zhì)斷面圖詳見(jiàn)圖4。

圖4 抗滑樁開(kāi)挖范圍內(nèi)地質(zhì)斷面

3 抗滑樁施工

3.1 抗滑樁施工流程

抗滑樁施工工藝流程如下：測(cè)量放樣(外放5 cm)→鎖口開(kāi)挖、澆筑→旋挖樁引孔至樁底→樁孔土方回填→人工開(kāi)挖第一節(jié)樁孔土方(每節(jié)1 m)→安裝護(hù)壁鋼筋、支護(hù)、澆筑→安裝搖頭扒桿、吊桶、通風(fēng)機(jī)、軟梯、照明燈、水泵等→依次往下循環(huán)開(kāi)挖到底(開(kāi)挖至泥質(zhì)砂巖層開(kāi)始采用巖石膨脹劑)→孔底地質(zhì)核查及驗(yàn)收→護(hù)壁內(nèi)側(cè)粉刷2 cm砂漿、檢查垂直度及平整度→鋪設(shè)1 cm木膠板→鋼筋籠孔內(nèi)安裝→聲測(cè)管安裝→混凝土串筒安裝→樁身混凝土澆筑→成品檢測(cè)→護(hù)壁開(kāi)挖→掛板施工。

3.2 抗滑樁施工工藝

路基開(kāi)挖至抗滑樁樁頂標(biāo)高后，根據(jù)設(shè)計(jì)位置進(jìn)行測(cè)量放樣，確定樁位置及鎖口尺寸。為減小相鄰樁施工的影響，抗滑樁必須按照跳樁間隔施工?？够瑯妒┕ね瓿珊?，挖除路塹土石方，將抗滑樁護(hù)壁剝離，進(jìn)行掛板施工。

(1)抗滑樁測(cè)量放樣完成后，進(jìn)行樁體鎖口施工，鎖口采用30 cm厚的鋼筋混凝土澆筑，鎖口高出地面30 cm，防止施工過(guò)程中石塊掉入孔內(nèi)，造成人員傷害。鎖口施工詳見(jiàn)圖5。

圖5 鎖口施工

(2)抗滑樁需要跳樁施工且開(kāi)挖速度慢，因此開(kāi)挖是制約抗滑樁施工進(jìn)度的關(guān)鍵工序。

開(kāi)挖至(21)1-1泥質(zhì)砂巖層時(shí)，開(kāi)挖進(jìn)度明顯緩慢，每日平均開(kāi)挖進(jìn)尺僅0.3 m。為解決抗滑樁施工進(jìn)度緩慢問(wèn)題，對(duì)該段軟巖地帶采用旋挖鉆引孔至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高，每根抗滑樁內(nèi)鉆4根直徑1 m的孔，至設(shè)計(jì)標(biāo)高后機(jī)械回填，回填完成后再進(jìn)行人工開(kāi)挖(圖6～圖8)。采用旋挖鉆引孔后每日平均開(kāi)挖進(jìn)度達(dá)0.6 m。

因夾砂質(zhì)黏土，滲水嚴(yán)重并且工期緊迫，為此后期采用旋挖樁引孔+巖石膨脹劑預(yù)裂組合開(kāi)挖，每天平均開(kāi)挖進(jìn)尺達(dá)1.2 m，有效地加快了開(kāi)挖進(jìn)度。

圖6 旋挖鉆干孔作業(yè)孔位布置(單位:m)

圖7 旋挖樁引孔

圖8 樁板墻人工開(kāi)挖

巖石膨脹劑欲裂原理在于自身膨脹反應(yīng),產(chǎn)生以孔為中心向四周孔壁作用的壓應(yīng)力。在自由面的作用下壓應(yīng)力轉(zhuǎn)化為剪切和拉應(yīng)力,使巖石脹裂、產(chǎn)生裂縫，具有安全、無(wú)噪音、無(wú)震動(dòng)、無(wú)飛石、無(wú)粉塵，無(wú)污染，不影響周邊環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)[1]。

巖石膨脹劑設(shè)置間距20～30 cm，鉆孔深度50 cm。首先按照巖石膨脹劑重量比45 %～60 %的水倒入容器中，然后加入巖石膨脹劑，用人工戴橡膠手套攪拌成具有流動(dòng)性的均勻漿體。填孔之前必須將孔清理干凈，不得有水和雜物。充填作業(yè)采用直接灌入孔內(nèi)，灌孔必須密實(shí)。

(3)抗滑樁挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高經(jīng)驗(yàn)收合格后，開(kāi)始外露面護(hù)壁處理，先用2 cm砂漿將護(hù)壁內(nèi)側(cè)粉刷找平，確?；嫫秸?圖9、圖10)。

(4)為確保外露面光滑平整，在粉刷好的平整基面上鋪設(shè)1 cm厚的木膠板，將木膠板光面向孔內(nèi)，與混凝土面接觸，以保證樁體外露面光滑(圖11)。

(5)鋼筋按照設(shè)計(jì)圖紙?jiān)阡摻罴庸?chǎng)內(nèi)下料加工，將半成品運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，在孔內(nèi)進(jìn)行綁扎，由于抗滑樁樁徑較大，需預(yù)埋聲測(cè)管(圖12)。

圖9 護(hù)壁粉刷

圖10 護(hù)壁粉刷后效果

圖11 護(hù)壁平整基面上鋪設(shè)1cm厚木膠板

圖12 鋼筋及聲測(cè)管安裝

(6)鋼筋綁扎完成并驗(yàn)收合格后澆筑抗滑樁混凝土，C35混凝土采用串筒澆筑，串筒底距離混凝土面1～2 m，為確保樁體質(zhì)量，澆筑過(guò)程中工人需下入孔內(nèi)振搗(圖13)。

(7)抗滑樁混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求后將剩余路塹土石方開(kāi)挖完，清理樁基土及鑿除護(hù)壁，將預(yù)制好的板安裝至兩樁之間，安裝完成后在板背后回填反濾砂礫石。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果及成本分析

4.1 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

采用上述施工方法，有效地加快了施工進(jìn)度，成孔后混凝土澆筑過(guò)程中加強(qiáng)振搗。抗滑樁護(hù)壁鑿除后效果圖詳見(jiàn)圖14、圖15。

圖13 串筒澆筑

圖14 抗滑樁護(hù)壁鑿除后

圖15 抗滑樁掛板后效果

成樁后經(jīng)第三方超聲波檢測(cè)，每根抗滑樁樁身完整性較好，均為Ⅰ類(lèi)樁?？够瑯稑渡硎┕べ|(zhì)量超聲波檢查圖見(jiàn)圖16、圖17。

4.2 成本分析

采用旋挖樁引孔+巖石膨脹劑組合開(kāi)挖方法及木膠板模板+護(hù)壁粉刷綜合措施，在復(fù)雜地質(zhì)地段運(yùn)用取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，本文僅分析開(kāi)挖方式引起的經(jīng)濟(jì)對(duì)比(表1)。

圖16 抗滑樁3#超聲波樁身檢測(cè)波形

圖17 抗滑樁5#超聲波樁身檢測(cè)波形

表1 經(jīng)濟(jì)分析對(duì)比 元

5 結(jié) 論

(1)采用旋挖樁引孔+巖石膨脹劑組合開(kāi)挖方法及木膠板模板+護(hù)壁粉刷綜合措施，開(kāi)挖功效高，機(jī)械化程度提高，安全風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小，質(zhì)量控制難度降低，做到內(nèi)實(shí)外美，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益顯著。

(2)抗滑樁木膠板模板+護(hù)壁粉刷2 cm施工措施使樁身垂直度、平整度得到很好地控制，減少了后期修補(bǔ)的費(fèi)用。

(3)旋挖樁引孔+巖石膨脹劑組合施工方法具有無(wú)污染、耗能低、影響小的特點(diǎn)，有利于節(jié)能減排及體現(xiàn)綠色施工理念。

(4)抗滑樁施工需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況，采用不同的方法或組合，綜合考慮。

[1] 李琳, 王海亮, 周宜， 等.城市地鐵風(fēng)井金屬膨脹劑開(kāi)挖和爆破開(kāi)挖技術(shù)對(duì)比[J].隧道建設(shè),2015.