賀意勇

（中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司）

當(dāng)進(jìn)行鉆孔樁施工時，隨著每項施工環(huán)節(jié)的開展，周邊鄰近線路往往都會受到或大或小的影響，例如鄰近線路周邊土體壓力值出現(xiàn)波動、路基發(fā)生局部沉降以及位置改變等活動，因此當(dāng)進(jìn)行施工的同時應(yīng)盡量減小對鄰近既有線路造成的影響，以此保障整體施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

1 工程概況

本文將樂清灣港區(qū)鐵路支線項目作為具體研究對象進(jìn)行分析，該線路總計長達(dá)14.6km，將作為貨運專線投入使用，其速度設(shè)定為120km/h。其中路基、橋涵施工為有碴軌道，隧道施工為無碴軌道與有碴軌道相結(jié)合。而項目主要基于鄰近既有甬臺溫鐵路的基礎(chǔ)上進(jìn)行施工，進(jìn)行鉆孔樁施工時將會給鄰近既有線路造成或大或小的影響。

2 鉆孔樁加固施工特點

鉆孔樁加固主要是在施工現(xiàn)場進(jìn)行的，由施工人員操作相關(guān)設(shè)備或人工進(jìn)行鉆孔工作，使地基土中出現(xiàn)柱孔后澆灌混凝土，達(dá)到增強(qiáng)地基穩(wěn)定性的效果[1]。因成孔方法存在差異，灌注成樁主要有以下幾種類別，即：鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁以及沉管灌注樁。鉆孔灌注樁的形式并不固定，可根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)制作成不同形狀斷面的井孔，待其標(biāo)高滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后，相關(guān)人員方可對其灌注混凝土。此外，該方法還具備以下幾種特征。

⑴相較于沉入樁內(nèi)錘擊法，噪聲污染更小。

⑵使用該方法可使制造出的直徑大于預(yù)制樁直徑，且其具備超強(qiáng)承載力。同時直徑偏大的灌注樁可以同時承擔(dān)來自橫向與縱向的荷載，不僅提升了建筑的穩(wěn)定性，更是強(qiáng)化了建筑自身的防震性，對行車安全大為有利。

⑶該方法不受地基條件限制，不管是軟硬夾層還是堅實土層、基巖環(huán)境均能使用。同時該方法施工難度低、操作簡單，即便受場所條件惡劣也能完成施工。

⑷與靜壓樁相比，鉆孔樁是典型的非擠土樁，能夠有效縮小擠土效應(yīng)，可以在一定程度上縮小施工對周邊環(huán)境帶來的影響，同樣也能減小對鄰近既有線路造成的影響。同時，該方法與預(yù)制樁相比同樣具備很大優(yōu)勢，能夠有效避免因壓力過大損壞樁體的情況，灌注能與地基緊密連接為整體，樁體相比其他樁體質(zhì)量更高、性能更好。

⑸路基地基處理樁體間距一般較小，多為小直徑群樁，防護(hù)支擋結(jié)構(gòu)樁體間距較大。施工人員只需通過簡單估算即可得出鉆孔樁對鄰近既有線路的影響狀況。

3 鉆孔樁加固對鄰近既有線的影響

使用鉆孔樁進(jìn)行加固雖然具備很多優(yōu)勢，但缺點也同樣繁多，往往會對工程質(zhì)量和鄰近工程產(chǎn)生不可忽視的影響，加之受這些缺點的影響，當(dāng)進(jìn)行既有線路部分改造時會在一定程度上影響其行車安全[2]。

由于鉆孔加固工作會使周邊既有線路附近土體應(yīng)力減小并出現(xiàn)位置變化，極有可能改變原本線路位置或出現(xiàn)局部沉降問題，進(jìn)而威脅線路行車安全。同時，待鉆孔加固結(jié)束后，線路附近土體還會受到來自吊車、鉆機(jī)等設(shè)施給予的荷載，進(jìn)一步減小應(yīng)力，特別是如果開挖完成后存在大量堆載，此時必然會使得這種效應(yīng)被加強(qiáng)，從而威脅線路的行車安全。其具體影響包括以下幾類。

3.1 集料堆載對鄰近既有線的影響

當(dāng)進(jìn)行鉆孔樁施工時，若地基表層堆放的集料量超出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，這些集料產(chǎn)生的荷載將嚴(yán)重威脅樁基穩(wěn)定性。特別是當(dāng)堆載高度嚴(yán)重超標(biāo)時，軟土極易出現(xiàn)明顯側(cè)向變形，使得樁基位置在側(cè)向力的影響下發(fā)生改變，進(jìn)而破壞樁基結(jié)構(gòu)，威脅線路的行車安全。

堆載會使得樁基承受額外的豎向荷載力，假設(shè)臨時堆載高度有限，那么樁基承受的附加荷載就能夠在設(shè)計車輛荷載數(shù)值之下，也就表明該附加荷載不會破壞樁基結(jié)構(gòu)。但若是樁基承受的附加荷載已經(jīng)超出設(shè)計車輛荷載數(shù)值，此時將會促使土體進(jìn)行側(cè)向流動，進(jìn)而給附近樁體帶來側(cè)壓力，使樁體位置發(fā)生改變。通過反復(fù)測試可以發(fā)現(xiàn)，軟土地基的不排水抗剪強(qiáng)度值等同其可承受的荷載上限值。

3.2 基坑加固對鄰近既有線的影響

在對鉆孔樁施工的時候，不管基坑加固深度多少都會給周邊建筑結(jié)構(gòu)帶來影響，使其出現(xiàn)變形或沉降。同時，基坑加固（圖1）還會因卸荷效應(yīng)使既有線路產(chǎn)生位移或沉降，一旦這些活動超出規(guī)定范圍，必然會給周圍建筑物、馬路以及地下管線帶來威脅，甚至可能造成非常惡劣的影響。因此，為了盡可能減小這一危害，在設(shè)計施工的同時必須嚴(yán)格把控位移、沉降活動值，根據(jù)其波動情況及時作出調(diào)控，以此盡可能削弱施工對周圍環(huán)境造成的危害。

圖1 基坑加固示意圖

不僅如此，鉆孔樁施工往往會在很大程度上影響、損壞地基土地本身的結(jié)構(gòu)，同時周邊土體具備的應(yīng)力值大小也將出現(xiàn)明顯波動，進(jìn)而使其承載力被削弱。若是施工過程中土體原狀結(jié)構(gòu)遭到損壞、承載力被削弱，則必然會威脅線路使用過程中的行車安全。

4 減小鉆孔樁加固施工對鄰近既有線影響的措施

4.1 鉆孔樁施工機(jī)械安全的防護(hù)

在施工前不僅制定應(yīng)急預(yù)案，同時還加強(qiáng)對預(yù)案的演習(xí)，這樣當(dāng)真正需要啟動預(yù)案時不會那么盲目，與各部門要保持聯(lián)系，同時善于發(fā)現(xiàn)既有線施工過程中出現(xiàn)的問題，及時上報和啟動相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。對所有的施工設(shè)備進(jìn)行登記和編號，施工人員和設(shè)備進(jìn)行對應(yīng)，這樣有助于實施設(shè)備責(zé)任制；既有營業(yè)線和接觸電網(wǎng)以及架空電纜等的距離都是由施工人員來控制的，在安全的前提下對距離進(jìn)行有效設(shè)定，如果施工中將會運用到大型設(shè)備，在施工之前應(yīng)該制定相應(yīng)的安全防護(hù)方案，同時所執(zhí)行的方案必須是通過上級審核的，這樣才能保證施工的質(zhì)量和安全，同時施工人員必須掌握牢固的設(shè)備操作知識，接受過正規(guī)的設(shè)備使用培訓(xùn)，并取得相應(yīng)的操作資格證書，這樣才能敢保證在施工時，設(shè)備能夠正常安全的運行。啟動設(shè)備前，應(yīng)該對設(shè)備進(jìn)行檢測，查看設(shè)備安全防護(hù)設(shè)施是否能夠運行，同時對設(shè)備的各參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，檢查設(shè)備中所有裝置是否可以發(fā)揮相應(yīng)的功能，減少因為設(shè)備的原因影響到施工的質(zhì)量和施工的安全性。

4.2 鉆孔樁施工過程中的安全控制

⑴可以提前在鄰近既有線路周邊安設(shè)隔離防護(hù)欄（其具體高度應(yīng)控制在2m 以上），從而實現(xiàn)對既有線路的保護(hù)。其中，既有線路防護(hù)欄應(yīng)安設(shè)在其肩外，且需和鋼軌外側(cè)保持超過35m 的距離，以此在很大程度上對既有線路起到防護(hù)作用。此外，施工完畢對其進(jìn)行拆除時還需安設(shè)專門的物理隔離封閉設(shè)施，便于轉(zhuǎn)移、拆卸防護(hù)欄；該設(shè)施需由鋼管立柱與鋼絲網(wǎng)組成。

⑵若是地基屬于軟弱土層，則可以通過換填來提升地基硬度。若是施工場所的地基承載力過小，根本無法保障鉆機(jī)正常工作，此時則需由專業(yè)部門對其承載力大小展開精準(zhǔn)測試，并基于結(jié)果制定出最佳換填方案。換填結(jié)束的地基應(yīng)達(dá)到嚴(yán)實平整的效果，且需嚴(yán)格控制土內(nèi)雜物量；此外，經(jīng)過換填后的地基承載力大小必須超出1.5×105Pa，此外還需注意確保坑穴處理安全干凈，以免給既有線路的安全帶來威脅。

4.3 鉆孔樁施工鄰近既有線的監(jiān)測

⑴監(jiān)測頻次標(biāo)準(zhǔn)：在鉆孔樁施工之前需由專業(yè)人員對初始數(shù)據(jù)展開監(jiān)測。其中普通施工監(jiān)測頻率應(yīng)為每兩小時開展一次監(jiān)測，但若是鉆孔樁施工時出現(xiàn)明顯異常，此時監(jiān)測頻次應(yīng)改為每一小時開展一次監(jiān)測；待施工完成后即可把監(jiān)測頻次調(diào)整成每天兩次。需注意每次監(jiān)測完畢后應(yīng)詳細(xì)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，并將其制成曲線圖，實時觀察數(shù)據(jù)變化狀況。

⑵設(shè)計規(guī)定需要使用水準(zhǔn)儀對縱向位移進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測，誤差應(yīng)控制在1mm 以內(nèi)，具體數(shù)值應(yīng)保留至小數(shù)點后一位；同時需使用全站儀對水平位移展開監(jiān)測，通過在施工現(xiàn)場找尋測試基點，并以此為基準(zhǔn)設(shè)計相關(guān)坐標(biāo)，以此觀測位移量變化。

⑶路基水平位移與沉降觀測相關(guān)準(zhǔn)則要求更加重視對變化速率、變化量等數(shù)值的監(jiān)控。假設(shè)既有營業(yè)線列車規(guī)定限速，一旦路基水平位移≥6mm/d 或總位移量≥2cm，此時需暫停施工；而當(dāng)既有營業(yè)線規(guī)定不限速，此時水平位移≥2mm/d 或總位移量≥1cm 就需暫停施工。

⑷要注重對軌道幾何狀態(tài)的監(jiān)測，特別是對軌距、前后高低、水平以及軌向之類數(shù)據(jù)參數(shù)的監(jiān)測。在開展施工的同時，需借助便攜式軌檢車多次監(jiān)測鄰近既有線路的相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常需暫停施工。同時，還需給相關(guān)參數(shù)指標(biāo)設(shè)置預(yù)警值（可將軌道幾何尺寸偏差當(dāng)成預(yù)警值）。表1 為軌道幾何尺寸偏差限制參數(shù)。

表1 軌道幾何尺寸偏差限制

5 結(jié)束語

綜上所述，鉆孔樁施工往往會給鄰近既有線帶來一定程度的影響?，F(xiàn)階段雖然該技術(shù)優(yōu)勢很大，然而在使用過程中依舊存在很多問題。所以，當(dāng)使用該技術(shù)進(jìn)行施工時需設(shè)計系統(tǒng)全面的監(jiān)控制度、強(qiáng)化監(jiān)測頻率、實時分析數(shù)據(jù)信息，盡可能控制其給鄰近既有線帶來的影響，以此提升整體施工質(zhì)量。