铁路施工中大孔径钻孔桩技术在软土地区应用

李 想

中铁十一局集团第四工程有限公司

铁路施工中大孔径钻孔桩技术在软土地区应用

李 想

中铁十一局集团第四工程有限公司

我国大陆面积幅员辽阔，铁路运输在所有交通运输系统中占有至关重要的地位，而大孔径钻孔施工技术在我国铁路软土地区建设施工中扮演者至关重要的角色。钻孔技艺水平的上下决定我国铁路在软土地区的建设工程是否可以完成预期的目标，以及质量达标，是评比一个国家铁路建设施工工程好坏的重要标准。基于此，本文将着重分析探讨铁路施工中大孔径钻孔桩技术在软土地区的应用，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

铁路工程；软基；大孔径钻孔桩

1、软土地基特点

土壤中含有大量水分是软土最显著的特点，因其性质、形态还可以被称为淤泥质粘土。从工程学的角度来看，孔隙率围堰在1.0--1.5范围内的为淤泥质粘土，天然孔隙率不低于1.5的粘土和亚粘土为淤泥。在我国，软土广泛分布于水系丰沛地区，最常见于湿地或沼泽区域。因为土壤中含有过多水分，软土的压缩性能显著，但抗压能力很低。若是以软土为地基，因为土壤中的水分渗出困难，且土质固结速度很低，地基强度和沉降速度的增速都很慢，直接导致常用的一些地基处理方法效率极其不明显。其存在一下缺点：1)软土土壤一般都是因为水流的冲刷而形成的，因此其土壤孔隙较大，含水量相对较高，很容易发生变形的情况。铁路的正常运行会这种土壤的地质条件会影响，其变形会导致铁路铁轨塌陷或者下沉，很容易诱发交通事故。2)软土如果受力较大，因其压缩系数相对来说很高，可能会导致其发生不均匀的土体变形。此种情况下，如果软土上存在建筑物，会造成工程地基的不稳定，导致建筑物的大规模沉降，影响建筑物的使用寿命。3)虽然软土土壤的水分含量很高，但是其渗透的系数较低，水分不易渗透，会导致铁路地基的凝固时间的增加，严重影响到铁路建设工程的进度。4)一般软体都具有一定的流塑性，因为当外部给予其压力时就会出现移动的现象，即抗剪能力非常弱。另外由于软土的强度较低因为其灵敏度相对较高因此要尽量不去扰动地基以免使地基形态发生变动。

2、铁路施工中大孔径钻孔桩技术应用

2.1 钻机安装和钻孔

对于铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术的应用来说，钻机的安装以及具体钻孔操作是比较重要的一个环节，也是确保后续施工可靠性的基础条件，这种钻机的安装和钻孔操作主要就是针对旋挖钻机按照预先设计规划进行安装，保障其所处位置能够满足于后续施工的基本需求，如此也就能够较好提升其操作的规范性，当然，在安装过程中除了保障其位置准确性之外，还需要确保其稳定性，避免在钻孔操作中出现一些偏差问题，对于一些基本的参数要求同样需要进行严格把关，比如钻头和其它钻杆、护筒部位的距离就需要进行严格审查，提升其操作可靠性。具体到钻孔操作过程中来说，还需要针对其钻孔次数进行严格把关，对于一些直径较大的钻孔桩需要采取多次成孔的方式进行处理，不断扩大钻孔桩直径，在钻孔过程中还需要密切关注地层变化，避免出现塌孔等问题。为了保障其钻孔操作的合理性，还可以在钻孔处理前进行底层加固处理，提升其稳定性效果，针对钻孔孔壁同样需要保障其牢固，避免出现倾斜等不利于后续操作的问题出现。钻孔操作的速度需要均匀合理，并且应该连续进行，避免钻孔过程出现中断影响其钻孔效果。

2.2 大孔径钻孔桩技术实施及安装

旋挖钻机具有动力大、机身重的特点，另外钻机为适应不同地层配有履带，这导致在钻机就位前必须对松软地层做好地基加固处理，保证施工过程中钻机的水平度及稳定性。在对抛填片石挤淤和铺设钢板进行加固时，需要保持机械的水平度，此时我们可以通过增强地基承压力来解决这一问题。对开孔的孔位有明确的规定，关于护筒中心与钻杆中心或钻头的位置必须准确，偏差不得大于5cm。应分为三次钻孔，初成孔壁要求坚实、圆顺、竖直，在第一次成孔进行旋挖成孔时要求采用直径1.5m的钻头对直径2.5m钻孔桩进行扩孔成孔，达到设计深度后的第二次采用直径2.0m的钻头进行扩孔成孔，第三次采用直径2.5m的钻孔进行扩孔成孔。在钻孔时应将钻孔速度严格控制保持匀速、连续运作。当需要停止钻孔机时应将钻头提高，为避免孔坍塌现象发生，钻头必须在孔底5m以上处。在钻孔的后续过程中，需要与设计图纸进行核对，并密切关注地层的变化，在不同的地层需要对钻机的钻进速度进行控制，预防钻进速度过快而导致的塌孔现象。

2.3 钻孔桩技术异常及解决方法

因为软土地质的特殊性，使其在大孔径钻孔桩技术的操作可行性方面容易存在塌孔等安全问题，其主要原因有泥浆比重失衡、钻头速度异常快，水头高度低等。在井内使水头高度达到钻孔的要求，同时保证护筒埋置工作落实，并对软土土质使用质可靠高、粘性比较大的泥浆来实现加固处理后，方可进行施工作业。在完成钻孔施工作业后，需要保证井内水头的高度合适，同时需要对水下混凝土成桩进行浇灌作业，防止出现塌方的现象。当出现塌孔现象时首先拆掉护筒，将钻孔回填，惊醒专业的补救工作后再实施钻孔程序。钻孔时应考虑到地质产生的影响及操作是否正确产生的问题，如果发生钻孔偏斜，应立即采取措施检查弯斜程度，及时采取应对方法进行改正。

总而言之，目前我国的铁路建设是国家经济建设中至关重要的工程项目。但是在实际铁路铺设过程中，往往会碰到软土地区，此地区施工困难。由于软土的地质情况十分特别，铁路建设施工工程中，尤其是在软土地区进行大孔径钻孔桩操作十分艰巨，这就要求我们在以后的实际工作中必须对其实现进一步研究探讨。

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