解析鐵路施工中軟土地區大孔徑鉆孔樁技術

蔡桂勇（中鐵二十三局集團第四工程有限公司，四川 成都 610091）

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解析鐵路施工中軟土地區大孔徑鉆孔樁技術

蔡桂勇（中鐵二十三局集團第四工程有限公司，四川 成都 610091）

目前我國的鐵路建設是國家經濟建設中至關重要的工程項目。但是在實際鐵路鋪設過程中，往往會碰到軟土地區，此地區施工困難。由于軟土的地質情況十分特別，鐵路建設施工工程中，尤其是在軟土地區進行大孔徑鉆孔樁操作十分艱巨。本文著重對軟土建設施工的缺點展開討論、解析，特別是對如何在軟土地區運用大孔徑鉆孔樁技術進行鐵路施工的問題展開討論。

鐵路施工；軟土地區；大孔徑鉆孔樁技術

引言

鐵路交通運輸方式是除了公路交通運輸外，最重要的交通運輸方式，大幅增加了國民經濟的發展。鐵路建設技術的增加，能夠提高鐵路的運輸能力，增加人們之間的交流，方便貨物的運輸。如今的鐵路網已經覆蓋全國各地，成為各個地方之間進行討論、交流的聯系通道。然而在光鮮亮麗的外表之下，也潛藏著許多不為人知的難點。眾所周知，我華夏泱泱大國，國土遼闊，資源豐富，地形復雜，氣候多樣化，嚴重影響了我國鐵路建設的進度，大孔徑鉆孔樁技術尤為更甚。由于氣候條件多變，地形復雜，許多軟土地區覆蓋在我國鐵路施工建設的線路上。使得在該地區使用大孔徑鉆孔樁技術進行操作失敗的可能較大。這一難點是鐵路建設迫不及待所要解決的問題，如何提高施工工程的質量，改進施工的技術，已經變成相關鐵路部門的首要解決的任務。本文結合實際，就大孔徑鉆孔樁技術在實際中操作的重難點進行討論。

1　目前軟土地基潛藏的問題

泥土中蘊含豐富的自由水是軟土地區最主要的特征，按照其外貌與性質又被叫做淤泥質黏土。以工程學的視覺來觀察，純天然的孔隙率圍堰一般高于1.5的黏土和亞粘土為淤泥，圍堰在1.0～1.5范圍之間稱為淤泥質黏土。軟土地區在水資源豐富、濕地或者沼澤區域較為常見。因為泥土中富含較多的水分，所以軟土的收縮性明顯提高，導致土壤抗壓能力減弱。把軟土當作地基，因為泥土中的水分難以從土壤中滲透出來，所以土質凝固速率慢，地基韌性上升慢，下降速度慢，從而使得一些經常用來處理地基的辦法難以奏效，達到預期目標。一般來說，鐵路施工建設中所面臨的軟土地基的問題主要有：①收縮性顯著。軟土地面主要由微超固結土與固結土構成，在一些嶄新的軟土土層中也會出現欠固軟土。軟土一般收縮性較強，收縮性多數情況都大于0.5MPa-1，在力的作用下，就會出現不規則的形變。假使在此處進行施工建設鐵路，就會使軟土路面產生不規則的下降，對鐵路的施工質量帶來巨大影響，嚴重傷害地基的穩定性。②滲透系數較低。軟土土層中蘊含大量自由水，但是卻滲透困難，滲透系數低，因此大幅減緩了軟土路面地基的固結速度，對地基的有效應力的增加有著巨大影響。在接觸壓力對其外部擠壓時，軟土土層中的自由水的誰呀急劇升高，使地基的凝結壓實造成負面的效果。③泥土中顆粒的縫隙較大，自由水含量較高。軟土的產生一般都是經過水流長時間的沖洗、沉淀的過程。最基礎的特點就是土壤蘊含豐富的自由水。因為含有大量自由水，所以軟土地層的硬度非常小，在受力的情況下極易形變，淤泥的靈敏度非常高。

2　軟基路面的大孔徑鉆孔樁技術

2.1鉆孔前期的準備工作和注意事項

使用機器進行鉆孔工作時，首先就是對鉆機進行安裝與鉆孔操作。由于鉆孔機器其本身重量比較大，工作時會發生劇烈的顫動，對路基產生巨大沖擊，但是軟土地面的承受能力又十分有限，即使鉆機本身裝備履帶可以適應各種各不相同的地形，但是為了保障建設施工工程的順利開展，使施工人員的生命安全得到保護，在鉆孔機器開始正式操作前，一定要對待建設的位置進行固定操作，增強軟土的承受能力，保持鉆機的穩定性。正式施工時，鉆機的頭部以及鉆機的桅桿中部位置與防護中心位置的偏差必須小于5cm。打孔的位置必須精確，根據不同性質的軟土使用不同的鉆機，提升工作效率，充分發揮鉆孔機器的性能，杜絕由于設備自身的毛病，導致延誤工期，出現不必要的損失現象的發生。

2.2鉆孔施工質量方面問題的討論以及預防措施

（1）坍孔現象。鉆孔機器挖孔施工中最多見的毛病便是坍孔現象。發生坍孔現象后，鉆孔內的水位會急劇下降，從鉆孔口處出現許多密集的氣泡，使得鉆頭難以下降開展施工，這便是坍孔現象產生的特征。出現這種現象時，必須立即停工，快速找到解決對策。引起坍孔的主要原因有泥漿比例不符規定、水頭高度欠缺、鉆頭持續孔鉆太久或者轉速太快等。必須從以下幾個方面處理坍孔：①保證水泥、黏土的質量達到規定的標準，假使是在砂層處建設，就需選用密度大、粘性強的泥漿。②確保鉆孔的時候，填埋的護筒與水頭的高度達到規定的標準，鉆孔結束后仍需要維持一段時間的水頭，同時往孔洞中注入混凝土。一旦出現坍孔，需要立即撤掉護筒，從開始做起。如若出現鉆孔坍塌的問題，必須把鉆孔鉆進的距離與孔洞的深度做比較，從而判別是否發生坍塌。如果確定發生坍塌，就需要實施回填操作，填埋的深度必須高于坍塌的地點。當一切回歸正常之后，才可以繼續施工。

圖1

（2）鉆孔的方向發生偏離現象。鐵路的建設施工場地的地形情況一般來說都是十分復雜，假使無法讓鉆孔技術得到足夠的肯定，或者因為鉆孔機器的不合理的使用都會引起鉆孔的方向發生偏離。如果想要解決此類事情的出現，首先就必須嚴厲要求鉆孔機器的組裝質量。組裝機器時，鉆盤的頂部必須與水平面平行，立軸中軸線與鉆機的中心處于相同垂直平面。發動鉆機時，必須把握好鉆桿的距離，預防鉆桿上面出現震動現象，引起鉆桿傾斜。鉆機鉆孔時，必須對立軸、鉆機中心以及吊環中心的距離不間斷檢測，尤其是把握住在不同硬度的地層中的速度。出現偏離現象時，需要及時改正。

（3）鉆孔密封不嚴出現漏水現象。當土層出現水極易通過的流沙或者沙粒領域時，就會發生泥漿從鉆孔中側漏的現象。假若護筒的質量過差、太過劣質或者填埋護筒時沒有對土壤進行夯實處理都會導致漏水現象的出現。對于這一現象的主要解決措施就是增加水頭的數量。

圖2

3　清洗鉆孔技術

對鉆孔進行的清洗之前，必須確保鉆孔的內部直徑是否符文規定，核查鉆孔深度、鉆孔方位、鉆孔的豎直度是否達到規定要求。清洗鉆孔的形式比較多，一般經常使用的是空壓機對其進行噴射、更換泥漿、抽取泥漿等。無論使用哪種方式對鉆孔進行清洗都一定要維持鉆孔的水頭部位處于合適位置，預防出現坍孔現象。鉆孔清洗完畢后需要對目標泥漿實行采樣、收集、和分析處理，保證鉆孔的每一項數據都符合正常作業的標準。鉆孔清洗干凈的準則是：鉆孔內抽取出的、排放出的或者打撈出的泥漿不會出現2～3mm大小的固體顆粒物，水和泥漿的比例應該不大于1.1，含砂率小于2，粘度在17～20s之間。

4　鋼筋籠的施工和混凝土的灌注技術

一般來說鋼筋籠骨架都是通過對每一節加工之后，組合而成的，多使用大型機器對其進行制作、加工，由工作人員調整其的方位，加固之后，通過電焊技術將其焊接在機器上，通過機器的轉動把箍筋綁定在主筋上，這樣鋼筋骨架就制作完成了。為了預防出現骨架形變的發生，必須在每一道加強筋上安裝一個十字撐，并且其必須與主筋的直徑保持一樣。

謹慎操作吊裝鋼筋籠，動作輕緩而從容，不能發生鋼筋籠和鉆孔壁發生摩擦的事故，導致鉆孔壁的破損。鋼筋籠做送到施工現場后，需對其進行檢查，復合規定后，將其安裝牢固，一切就緒后，開始往鉆孔里注入混凝土。工程質量能否達到標準，工程施工能否按照預期時間完工取決于混凝土本身的品質和操作技巧。必須嚴厲把握混凝土的品質，搭配出符合標準的混凝土材料。澆筑時必須不停歇，持續作業，不能出現停頓。

5　結束語

大孔徑鉆孔施工技術在我國鐵路軟土地區建設施工中扮演者至關重要的角色。鉆孔技藝水平的上下決定我國鐵路在軟土地區的建設工程是否可以完成預期的目標，以及質量達標，是評比一個國家鐵路建設施工工程好壞的重要標準。中國大陸面積幅員遼闊，鐵路運輸在所有交通運輸系統中占有至關重要的地位。目前我國鐵路運輸已經取得相當不錯的成就，但是仍存在一些不足之處。在我國中西部地區鐵路網仍舊落后。相關部門與技術人員對鐵路軟土地區大孔徑鉆孔樁技術的創新和使用投入更多的時間與精力，一步一步改善軟土地基大孔徑鉆孔樁建設施工技術的保障方式，提高建設施工水平，增強建設施工的成果，簡化建設施工的程序和增加國民企業的經濟利益，促進國家鐵路建設施工的發展。

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［2］王宗水.淺談水中鉆孔樁施工平臺設計與施工要點［J］.江西建材，2015（08）.

［3］鄧俊儀.小公司創造大奇跡——中鐵二十三局八公司渝利鐵路施工紀實［J］.建筑，2014（04）.

蔡桂勇（1983-），男，漢族，工程師，本科，畢業于遼寧工程技術大學，主要從事鐵路和高速路基、橋梁、隧道土建部分的施工管理和技術攻關工作。

U215

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2095-2066（2016）09-0200-02

2016-3-12