淺析鐵路施工中軟土地區大孔徑鉆孔樁技術

摘 要：鐵路路網建設是我國重點基礎設施建設項目。在實際施工過程中，常常遇到在軟土地區修建鐵路的情況。由于軟土的特殊性質，鐵路施工，特別是大孔徑鉆孔樁施工難度很高。文章分析了軟土特性及對工程施工的不利影響，重點對軟土地區大孔徑鉆孔樁工程的實施進行了探討，對施工過程中的質量控制要點進行了分析。

關鍵詞：鐵路施工；軟土地區；施工

引言

鐵路交通是我國陸上交通運輸的主要形式之一，是保障我國國民經濟正常發展的主動脈。隨著鐵路建設水平的提高，運輸能力不斷上升，在文化傳播、物資運輸、人員交流方面發揮的作用日趨重要。鐵路交通網絡遍及全國各地，成為各地區、省市間緊密聯系的紐帶。在取得了輝煌的成績同時，鐵路交通事業也面臨著許多困難。我國地大物博，從東到西，從南到北，氣候特征、自然環境、地質條件、地形種類、水文條件千變萬化，極其復雜，給鐵路施工建設帶來很大困難。在鐵路工程施工領域中，大孔徑鉆孔樁施工一直廣受關注。我國不同地區間地質情況存在很大的差異性，許多地區存在大面積的軟土區域。由于軟土自身的特性，使得在軟土地區進行大孔徑鉆孔施工難度風險很大。隨著我國經濟的進一步發展，鐵路交通網絡的建設需求更加迫切，如何提高軟土地區大孔徑鉆孔施工技術水平，改進軟土地區鐵路工程施工質量，已經成為我國鐵路建設主管部門和相關單位的重要任務。文章從我國軟土地區鐵路施工實際情況出發，就大孔徑鉆孔施工技術相關問題進行探討。

1 軟土地基存在的主要問題

軟土最大的特點就是土壤中含有大量水分。根據性質、形態又稱為淤泥質粘土。從工程學的角度來看，天然孔隙率不低于1.5的粘土和亞粘土為淤泥，孔隙率圍堰1.0和1.5之間的為淤泥質粘土。軟土廣泛分布于我國水系豐沛地區，常見于濕地或沼澤區域。由于土壤中過多水分的存在，軟土壓縮性能顯著，抗壓能力很低。以軟土為地基，由于土壤中的水分滲出困難，土質固結速度很低，沉降速度和地基強度的增速都很慢，直接導致常用的地基處理方法效率不明顯，甚至很差。一般來講，軟土地基對工程施工影響最大的問題有以下幾項：（1）土壤顆粒間隙大，土壤含水量高。軟土一般都是由于水流長期沖刷、沉淀而形成的。含水量高是其最基本的特征。由于含水量大，軟土地層強度很低，在外力作用下容易變形，具有較強的淤泥靈敏度。（2）壓縮性顯著。軟土土層由固結土和微超固結土組成，有時在部分新形成的軟土土層中還會發現欠固結土。軟土具有很強的可壓縮性，其壓縮系數通常不低于0.5MPa-1，一旦受力，就會在載荷的作用下發生不均勻變形。如果在軟土地基上建立建筑物，會形成很大的不均勻沉降，給工程地基穩固性帶來損害，嚴重威脅建筑質量安全。（3）滲透系數低。軟土含有大量水分，但其滲透系數卻低，從而降低了軟土地基的凝固速度，影響了地基有效應力的增長。在受到外部壓力時，軟土土層孔隙水壓力迅速上升，對地基壓密固結產生負面影響。

2 軟土地基鉆孔技術

2.1 鉆孔前期準備階段和鉆孔過程中的注意事項

采用機械進行鉆孔施工時，第一步就是鉆機的固定和安裝。鉆孔機械自身重量較大，在工作狀態下還會產生較劇烈的沖擊，而軟土地層承受載荷的能力又很低，所以為了保證施工順利進行，保障施工安全，在鉆機就位前，要對施工區域進行加固處理，提高地面承受載荷的能力。在鉆孔過程中，要根據土層的具體性質選擇合適的鉆孔設備，從而使得鉆孔設備的性能得以充分發揮，提高作業效率，防止因為鉆孔設備的問題，影響工程進度，造成不必要的損失。

2.2 鉆孔施工質量問題的分析及防范措施

（1）坍孔。坍孔是鉆孔施工中最常見的質量問題。發生坍孔時，鉆孔內水位會迅速下降，大量細密水泡從孔口冒出，鉆頭前進速度變慢。一旦發現出現上述現象，就可以認定為是發生了坍孔。要立即停止施工，迅速展開處理。常見的坍孔原因包括泥漿比重不當、水頭高度不夠、鉆頭轉速過快或空轉時間過久等。解決坍孔問題，就要從這幾方面著手。首先，要確保粘土泥漿質量符合施工要求，如果是在砂層施工，就要選擇密度和粘度都高的泥漿。其次，要保障鉆孔過程中的水頭高度，埋設護筒要符合規定要求，終孔后應仍保持一定的水頭，并及時灌注水下混凝土。一旦發生坍孔，要迅速將護筒拆除，進行回填處理后再從頭開始。對于鉆孔內坍塌情況，首先要測量孔深并和鉆進深度進行對比，以判斷是否坍塌。確認坍塌后，進行回填處理，直至回填底面超過坍塌位置。待回填土壤沉積密實、水位穩定后再繼續鉆孔施工。（2）鉆孔方向不正。鉆孔施工的地質條件往往比較復雜，如果技術保障措施不到位，或鉆機操作不當都有可能導致鉆孔方向發生偏斜。要防止這個問題發生，首先要嚴格保證鉆機安裝質量。鉆機安裝時，鉆盤頂面要保持水平，立軸中軸線與鉆機中心位于同一垂直線上。鉆機啟動時，要控制主動方鉆桿長度，防止鉆桿頂部發生劇烈搖晃，導致鉆桿偏斜。在鉆孔過程中，要時刻檢查吊環中心、立軸和鉆機中心的對應位置，特別是地層軟硬程度發生變化時要控制好鉆孔速度。一旦發現鉆孔方向不正時要立即糾正。現階段常用的鉆孔方向偏斜的處理方法是掃孔法。用鉆頭在偏斜位置不斷旋轉，同時上下反復升降，直至鉆孔方向恢復。還有一種方法是將鉆孔回填到偏斜位置后重新鉆孔。無論采用哪種方法，在處理開始前，都要準確判斷發生偏斜的位置和偏斜角度。（3）鉆孔漏水。當土層中存在透水性強的沙?；蛄魃硡^域時，泥漿就可能從較大孔隙向往漏出。如果護筒質量不過關或埋設護筒時沒有夯實回填土都有可能導致鉆孔漏水的發生。處理漏水，最主要的原則是保持水頭足夠。在此基礎上再進行其他相關處理。

3 清孔技術

在進行清孔處理前，首先，要對孔深、孔徑進行檢查，確保各項參數符合設計要求和相關規范。清孔方法較多，常用的有換漿、抽漿、掏渣、砂漿置換、空壓機噴射等。不管使用哪一種方法都必須保證鉆孔內部的水頭位置，以免造成坍孔。清孔后要對孔底泥漿進行取樣分析，確保各項性能指標滿足規定。

4 鋼筋籠施工及混凝土灌注技術

吊裝鋼筋籠時要小心操作，動作緩慢輕容，防止鋼筋籠與孔壁發生碰撞，損壞孔壁。鋼筋籠就位并檢查合格后進行固定處理，然后開始澆筑混凝土。混凝土自身質量和施工特性是工程質量是否合格、工程實施是否順利的重要因素。要嚴格控制混凝土質量，正確配制混凝土澆筑料。澆筑時要保證作業的連續性，嚴禁中斷。

5 結束語

大孔徑鉆孔施工技術是軟土地區工程建設的重要技術。其技術水平的高低關系到保障水系豐沛地區鐵路工程能否順利實施和保質保量完成，是評價鐵路工程建設事業發展水平的一個重要指標。我國陸地面積廣大，鐵路運輸在整個交通運輸體系中占據骨干地位。當前我國鐵路運輸成績斐然，但和國家經濟發展和人民生活的需要相比還存在很大差距。鐵路網絡覆蓋面積在中西部地區還有較大缺位。加快鐵路建設步伐，推進鐵路網絡建設是當前及今后一段時間里我國鐵路工作者的重要任務之一。鐵路管理部門和技術施工單位要高度重視軟土地區大孔徑鉆孔樁技術的開發和應用，不斷提高軟土地基大孔徑鉆孔樁施工技術水平，完善保障措施，改進工程施工質量，優化工程質量指標和經濟效益，為我國鐵路交通事業又好又快發展做出自己的貢獻。

參考文獻

[1]郝建中，關曉燕.軟土地區大孔徑鉆孔樁施工體會[J].公路，1995，6：29-32.

[2]孫濤.巖溶區橋梁大孔徑鉆孔樁施工技術[J].鐵道標準設計，2005，7：64-66.