昌栗高速下穿西环铁路顶进框架桥线路加固挖孔桩施工技术

周启龙, 熊震宙

(江西省交通设计研究院有限责任公司)



昌栗高速下穿西环铁路顶进框架桥线路加固挖孔桩施工技术

周启龙, 熊震宙

(江西省交通设计研究院有限责任公司)

随着我国经济建设的快速发展，桥梁跨线施工越来越多。结合为南昌至上栗高速公路下穿西环铁路框架桥工程，详细阐述了线路加固挖孔桩施工技术，为解决桥梁跨线施工问题积累了新的技术资料。

顶进框架桥，线路加固，挖孔桩，施工

1 工程概况

本工程为南昌至上栗高速公路下穿西环铁路框架桥工程，主线框架中心对应西环下行线里程为K32+270.5，为2～12.5 m独立钢筋混凝土框架桥，每孔框架全宽14.4 m,单节长17 m,桥身与既有西环铁路斜交，交角为88.6°,斜交正做。下穿段地质情况：素填土，层厚1.6～5.2 m；粉质粘土，层厚3.8～6.8 m；全风化泥质砂岩，层厚为4.6～5.5 m；强风化泥质砂岩，层厚为4.5～4.7 m。框架桥主体部分基底位于强风化泥质砂岩上。地下水主要为上层滞水、孔隙潜水和基岩裂隙水，地下水对混凝土不具有腐蚀性。

2 挖孔桩施工技术

本工程内挖孔支承桩一共6排18根，每排桩在线路中间设计1根1.8×2.0 m的矩形挖孔桩，线路两侧各有1根直径为1.8 m的圆形挖孔桩，桩长均为18 m。为确保铁路路基边坡稳定在框架基坑两边设置8组5根Φ1.5挖孔围护桩，桩长14～16 m。施工方法为：(1)挖孔桩场地布置。本工程的每一框架桥的支墩挖孔桩同时施工。支墩挖孔桩开挖前在孔位周围采用木板设置挡碴板，开挖50 cm后马上进行锁口混凝土的浇筑，锁口顶高出道碴顶面20 cm(不高于轨面标高),承重桩锁口浇筑后在靠近线路侧的锁口上预埋钢管，安装4道高1.2 m的隔离栅，围栏距离线路中线的距离>1.875 m；两线路中间的挖孔桩出碴卷扬机安放在铁路限界范围之外，利用列车运营空闲时间进行施工。为方便两线间挖孔桩出碴，利用方木等将轨枕之间找平至轨面，每次出碴后，有列车通过前派专人将轨面清扫干净，防止污梁铁路，挖孔桩施工平面布置见图1。(2)施工测量和桩定位。进行放样施工测量前，根据设计院的施工图，复测水准点及导线点、复核桩位坐标。根据批复的复合测量成果，确定桩位中心，根据挖孔桩截面图确定挖孔桩边线，撒灰线。(3)锁口浇筑。锁口厚30 cm，采用C25钢筋混凝土，环向钢筋采用φ14 mm的HRB335钢筋，间距20 cm，竖向钢筋φ8 mm钢筋，锁口顶部的高程在完成施工后进行测量。挖孔深度由桩底高程和锁口顶高程确定。锁口应高出地面0.3 m，为了防止施工杂物进入孔内引发伤人事故，在锁口四周设置防护栏。完成护圈施工后进行桩位复测，并用十字护桩对护圈顶面进行定位；对挖孔施工的桩孔垂直度、桩径、桩孔中心偏位等通过十字护桩进行检测。(4)垂直运输架的安装。采用提升钢框架作为垂直运输架的承重结构，提升采用慢速卷扬机进行。把电动葫芦和滑轮组安装在垂直运输架上，在把卷扬机上的钢丝绳穿好，选择合理的地方安置小翻斗车或运地面土用手推车和卷扬机。(6)进行照明、活底吊桶、通风机、活动盖板和水泵的安装。井底照明采用带罩的能防爆和放水的照明灯，电线使用防破电线，电源采用36 V低压电源。为防止在施工中出现孔壁因受吊桶的碰撞而引发施工安全事故，吊桶和滑轮组安装时，在孔壁和吊桶之间留出足够的安全距离。(7)挖孔施工准备。在孔口周边按规定要求设围护栏。人工挖孔，当孔内二氧化碳含量超过0.5%，或作业人员已感到不适时，采取通风措施。当桩孔深度大于10 m时，采用机械强制通风，加强空气的流动。为避免发生施工安全是个，桩孔上方人员应对孔下施工人员的情况进行密切观测，互相呼应。当发现较大地下水量时，应先在桩孔底设置集水坑，用高扬程水泵抽水，根据抽水量选定符合要求的水泵，施工时一边挖土一边抽水降水。当发现地下水渗出量较小时，可以使用吊桶及时将泥水运出。(8) 桩孔土方开挖。开挖桩孔土方时，先对中间的土方进行开挖，然后由中间向桩四周进行开挖，开挖施工时应对桩孔截面尺寸进行严格控制，开挖节段的高度应按照不同的土质要求确定。每一循环进尺不大于1.0 m，开挖完成后立即施工混凝土护壁。开挖至第二节段时，运土采用提升设备进行，地面施工人员应系好安全带，下面施工人员应佩戴好安全帽。在吊桶到达桩孔上面1米的位置时，转动或横移吊桶远离桩孔，把吊桶内的土卸到小推车内，通过小推车把土运输到孔口外制定位置挖孔过程中，发现地质情况有变化时，立即汇报，从施工工艺及安全设施上采取措施。(9)检测桩基的中心位置。开挖完成每一节段桩孔后，对其中心偏位、垂直度和长度和宽度进行检查，保证桩中心和孔位中心误差符合倾斜度不超过0.5%，偏差大于5 cm的规定要求。为保证桩基的垂直度、孔径和护壁厚度，应在每层的孔位和孔位的长度和宽度满足规定要求后才能搭设模板。(10)支护壁模板、钢筋的设置。开挖完成每一节段桩孔后，在节与节中间设置接茬钢筋。采用拆上节护壁模板来支下节的方法对模板进行反复利用。应保证模板的刚度符合规定要求，采用方木来支撑加固模板，保证桩中心和轴线偏差符合小于1 cm，垂直度、桩尺寸

图1 挖孔桩施工平面布置

满足规定要求。(11)浇筑护壁混凝土。挖孔桩开挖时，开挖成孔和孔壁的钢筋混凝土护壁施工同步，挖孔桩护壁厚20 cm，采用C25钢筋混凝土，环向钢筋采用φ14 mm的HRB335钢筋，间距20 cm，竖向钢筋φ8 mm钢筋，禁止超挖和省略护壁。护壁钢筋在孔内绑扎，绑扎完后进行模板安装和护壁混凝土的浇筑。护壁混凝土施工采用人工浇筑和振捣，施工中严格控制其坍落度约为10 cm。根据施工气候条件，在保证护壁混凝土的厚度和强度满足规定要求的条件下，对其强度进行检查，在其强度大于小于2.5 MPa后下挖。(12)拆除护壁模板。在检查桩中心位置、圆弧度和孔直径符合规定要求后，才能对第一节护壁模板进行拆除，模板拆除施工采用拆上节护壁模板来支下节的方法对模板进行反复利用，应保证模板顶端比混凝土浇筑口的高度大10 cm。(13)成孔验收检查和钢筋安装。孔完成后先由施工单位进行自检，自检合格并完成施工原始记录后，申请隐蔽工程验收手续的办理，由监理工程师对桩的垂直度、桩直径、桩位和高程进行检查，检查合格后，在桩内搭设支架绑扎桩身钢筋笼，受接触网回流线和接触网动力线净空约6 m的影响，钢筋笼整体吊装难以实现，挖孔桩钢筋笼拟采用单根入孔绑扎的方式进行焊接安装。(14)安装串筒或溜管。为防止混凝土离析，采用串管灌注挖孔桩混凝土，并串筒出口料距混凝土浇筑面的高度不超过1 m。(15)桩身混凝土施工。挖孔桩混凝土采用自拌混凝土，采用混凝土搅拌车运输至现场再用输送泵泵送至各施工点，采用漏斗、串筒向桩孔内灌注，混凝土振捣采用插入式振动棒捣固。桩芯混凝土浇筑前先将孔内水抽干，按常规混凝土进行灌注。每根挖孔桩混凝土浇筑快完成时，在挖孔桩顶部预埋两根钢轨桩，插入深度1.5 m，露出挖孔桩混凝土30 cm，钢轨桩距离线路中心2.5 m，作为便梁的限位桩，限位桩与纵梁之间的缝隙用木板填塞。挖孔桩顶部混凝土即将终凝前，在每根挖孔桩上面插入钢筋头，露出1 cm,作为位移与沉降观测点，每天由专人检查两次并记录。当发现位移及沉降偏大时，立即反复测量，当反复测量仍然偏大，应立即检查挖孔桩是否存在质量问题，并在挖孔桩上加垫杂木板或钢板使其达到设计标高。

3 结 语

(1)严格按照技术交底进行开挖，随时掌握土体情况，开挖工作保持紧凑，以缩短挖孔施工周期。作业时，每挖深50 cm左右就对孔下作一次勘扦，确定无异常时，才继续下挖，发现异常，即时报告。挖孔抽水时，在作业人员上地面后进行，抽水后检查，断开电源才准下孔。孔下作业时间不过长，孔下作业2 h左右出孔，与孔外作业人员轮换。(2)采用上述方法，安全顺利地完成了改加固挖孔桩施工，表明采用的施工方法是成功的，可供同类工程施工参考。

[1] 李慧莹.φ3 800 mm超大直径人工挖孔桩施工技术[J].施工技术,2008,(1).

[2] 彭东升.人工挖孔灌注桩的施工安全与对策[J].水运工程,2004,(6).

[3] 莫莉,董书赞.复杂地质条件下超大直径人工挖孔桩施工技术[J].广东土木与建筑,2005,(5).

2015-06-24

周启龙(1980-)，男，江西南昌人，主要从事高速公路桥梁、隧道设计及设计服务研究。

U445

C

1008-3383(2015)12-0104-01