人工挖孔灌注樁在鐵路路基防護施工中的應用

趙德太

(山東濟鐵工程建設監理有限責任公司，山東 濟南250001)

1 工程概況

青榮城際鐵路QXDK40+325.3處需接長施工的涵洞帽石距離道碴1.1m，距離膠濟運營線鋼軌3.4m。鑒于該施工場地狹窄、線路上方有電牽設備、距離營業線較近等條件的限制，涵洞接長施工必須采取有效的安全防護技術措施，避免對既有線路基的影響，保持膠濟線運營設備的良好狀況，保證膠濟線大動脈的運營安全。

為此，經多方論證比選，采用了技術上可行、方案上可行、經濟上合理的人工挖孔樁進行既有鐵路線路基防護的方案。其基本技術參數為既有涵洞帽石外每側斜向45度布置3根人工挖孔防護樁，樁長13米，樁徑125cm，壁厚15cm的鋼筋砼護壁。樁身主筋為26根HRB335Φ25鋼筋，加強筋為Φ20的HRB335，間距2.0m；螺旋筋直徑10mm，間距15cm。灌注C30砼。樁中心距為1.6m。

2 施工工藝流程

平整場地→放線定樁位及高程→開挖首節樁孔土方→安護壁鋼模→澆搗首節護壁砼→檢查校準樁位→安豎向運輸架→安裝調試卷揚機→安裝渣桶、低壓照明燈具、井口蓋板、抽水通風裝置等→開挖次節樁孔土方→拆首節支次節護壁模板→澆搗次節護壁砼→檢查校準樁位→依此向下循環施工→檢查驗收→人工安裝鋼筋→澆筑樁身砼

3 施工工藝要點

3.1 場地平整

平整場地、清除雜物、夯打密實。樁位處地面高出原地面20cm左右，場地四周開挖排水溝，防止地表水流入孔內。

3.2 測量放樣

在場地初平的基礎上，測量人員利用經緯儀等測量工具確定好樁位中心，以中點為圓心，以樁身半徑加護壁厚度為半徑畫出上部(即第一步)的圓周，撒石灰線作為樁孔開挖尺寸線。技術人員認真核實樁的測量數據，填寫《工程定位測量記錄》，相關人員簽認。安裝每節護壁模板時必須用井口樁心點校正模板位置，并由專人負責，第一節井圈護壁的井圈中心線與設計軸線的偏差不大于50mm，且把井圈的中心點用十字線的形式標在護壁頂面砼上，便于軸線復核。

開挖前把規劃確定的水準點引到場地，設定一個基準點，并加以妥善保護，作為控制樁底標高的依據。

3.3 開挖第一節樁孔土方

開挖樁孔要從上到下逐層進行，先挖中間部分的土方，然后擴及周邊，有效地控制開挖樁孔的截面尺寸。棄土放入提土桶內，用卷揚機提升至孔口，放置孔邊1米以外。在地下水位以下施工時應及時用吊桶將泥水吊出。當遇大量滲水時，在孔底一側挖集水坑，用高揚程潛水泵排出樁外。每節的挖土高度不超過1m。土層、砂卵石采用短鎬、鋤頭類工具挖掘，遇堅硬狀障礙物或巖層時，用風鎬掘進施工。

3.4 鋼筋安裝

根據設計文件進行護壁鋼筋安裝，在鋼筋籠兩側設置控制保護層厚度的墊塊，墊塊應可靠地以等距離綁在鋼筋內外周徑上，其間距豎向為0.3m，橫向圓周不得少于4處。

3.5 支護壁模板

護壁模板采用拆上節、支下節重復周轉使用。模板連接用卡具、扣件定型的工具相接并固定，模板的兩端設鋼圈增強內側支撐能力，防止模板變形而影響砼質量。

3.6 澆筑首節護壁砼

每節樁孔挖完了要盡快澆筑砼。護壁厚度為15cm,護壁砼在現場用滾筒拌和機拌合，在現場設配合比標識牌，安放地磅，控制配合比，并準備充足的拌合用水。首節護壁高出地坪30cm，避免雜物、地表水進入樁孔，并起到鎖口的作用。選用坍落度為180～220mmC30級混凝土，使用人工作業澆搗方式，確保孔壁的堅固穩定。當護壁砼達到一定強度后，進行模板拆除作業，一般在常溫下約24小時可以拆除。護壁砼強度達到2.5MPa后方可進行下一節段開挖。

3.7 檢查校準樁位

首節樁孔護壁做好以后，必須將樁位十字軸線和標高測設結果引測到護壁上口，然后用十字線對中，吊線墜向井底投設，以半徑尺桿檢查孔壁的垂直平整度。隨之進行校準修整，井深以基準點為依據，保證樁孔軸線位置、標高、截面尺寸滿足設計要求。

3.8 架設垂直運輸架（如圖1示）

圖1

首節樁孔成孔以后，在樁孔上方安設豎向運輸架，架體角支設在堅硬、搭設的土層上，確保其不移位。在豎向運輸架上安裝可改變方向且穿好鋼絲繩的滑輪，選擇不影響施工的場所放置卷揚機。

3.9 安裝渣桶、低壓照明燈、水泵、應急爬梯

3.9.1 在安裝豎向運輸系統時，注意使渣桶與樁孔中心在豎向垂線上，作為挖土施工過程中控制樁位的中心和支護壁模的中心控制線。

3.9.2 當樁孔深大于10m時，要用空壓機向井下通風，加強空氣對流。操作時上下人員輪換作業，樁孔上人員密切注視觀察樁孔下人員的情況，互相呼應，預防意外事件的發生。

3.9.3 當地下水量較少時，及時用渣桶將井內泥水運上地面。井內滲水量較多且渣桶無法及時排水，影響作業效率時，在井筒的底部挖集水坑，用抽水裝置進行排水，邊降低井內水位邊開挖土方。

3.9.4 樁孔口的位置加裝水平防護裝置，樁孔內有人施工作業時，水平防護裝置起到防止雜物掉下砸人的目的，無施工作業時，水平防護裝置起防止人員跌落井內。非施工人員不得進入挖樁孔作業區。吊運土時，再打開安全蓋板。

3.10 挖孔樁砼護壁

列車產生的動載為35kN/m2。為安全考慮，護壁厚度15cm，護壁內配置鋼筋網片，水平箍筋采用Φ10的鋼筋，豎向采用Φ12鋼筋，網片鋼筋間距20cm。

3.11 開挖

當護壁砼強度達到2.5MP后方可進行下一段的開挖，從第二節開始，利用垂直運輸裝置運土，孔內施工人員必須戴安全帽，上部人員拴牢安全帶。渣桶離開樁口上方1.5m時，及時用水平防護裝置掩蔽孔口，防止上部雜物墜落井造成物體打擊。渣桶在地面上卸土后，打開水平防護裝置，下放渣桶裝土。樁孔施工到設計標高后，用檢孔器檢查樁孔的孔徑、垂直度等參數是否符合標準要求。

護壁的模板采用拆除上節安裝下節的方案，循環周轉安裝。模板上部留出10cm高的砼澆筑口，接口處要保證砼的澆注質量。

3.12 澆筑第二節護壁砼

砼用吊桶吊送，人工澆筑，人工插搗密實。砼由試驗室確定摻入早強劑，以加速砼的硬化。檢查樁位中心軸線及標高以樁孔口的定位線為依據，對樁身直徑、孔底標高、樁位中線、井壁垂直進行全面測定，做好施工記錄，逐節校測。

3.13 逐層往下循環作業

將樁孔挖至設計深度，清除虛土、松渣、沉淀等軟層，并用砼進行封底處理，樁底要支承在設計所規定的持力層上。

3.14 鋼筋籠制作與安裝

防護樁鋼筋按設計要求加工后，平板車運至現場，人工孔內綁扎。首先由工人從孔口往孔內逐根下放主鋼筋，待下放4根主筋后，工人下去進行主筋定位。再由孔口下放加強筋，孔內工人自下向上進行箍筋與4根主筋的連接，用十號粗鐵絲雙股綁扎牢固。待四根主筋與加強筋定位后，依次放入其他主筋。下放與安裝與四根主筋相同。待主筋安裝完成后，進行安裝箍筋的施工。為便于下放，箍筋分段安裝，每十道一段進行下放，自下往上依次綁扎，梅花形綁扎牢固。在鋼筋籠外側設置控制保護層厚度的墊塊，墊塊可靠地以等距離綁在鋼筋骨架周徑上，其間距豎向為2m，橫向圓周為4處。

3.15 砼澆注

3.15.1 樁身材料：樁身采用C30砼，澆筑之前現場做坍落度試驗、含氣量、擴展度等合格后方可投入使用，并留置試塊。

3.15.2 灌注前準備工作：孔樁挖至設計標高，井孔內不得有積水或浮土沉渣，當滲水量較大時要先將水排凈。要及時遮蓋井口并撤除多余的設備及零星構件。灌注過程中由施工員及安全防護員全程監控。

3.15.3 樁身砼采用罐車運至現場，用串筒澆筑砼，澆筑過程中串筒分節拆卸，保證砼自由落差不大于2m，每澆筑2m人員下入孔中，采用插入式振搗棒振搗，灌注速度要盡可能加快。砼必須一次連續灌注完成。砼澆筑完畢后，用塑料布或草簾蓋好，防止砼發生收縮或干裂。

4 結語

青榮城際鐵路新建涵洞接長施工過程中，經濟南鐵路局工務部門對人孔挖孔樁的防護效果進行檢測，膠濟鐵路運營線的水平、垂直位移均在規范的運行范圍內，有力保障了青榮城際鐵路與膠濟鐵路互連互通工程的進展。

人工挖孔灌注樁施工方法，施工機具簡單，人工操作，成孔質量可靠，施工無噪音、無振動、無積壓，適應范圍廣，操作方便，受施工場地限制小，廣泛用于工程施工過程中。尤其在施工場地狹小，空間高度受制約，機械設備無法使用的情況下，易優先選用人工挖孔樁的施工方法。