桩板墙在铁路路堑高边坡防护施工中的工艺技术探讨

孟建创

摘要： 桩板墙是一种新型的支挡结构，其原理是将钢桩插入到稳定地层中或者通过钢筋混凝土挖孔桩作为主要侧向受力构件，桩间再安装挡土板，利用挡土板后填土并通过挡土板将侧向荷载传递至桩身的直立板条状构件形成的挡土结构物。近些年来，钢筋混凝土桩板墙已广泛应用于铁路路堑高边坡防护中。本文介绍了铁路路堑高边坡桩板墙的施工工艺工法以及施工中的一些体会，可作为同类工程的经验借鉴。

Abstract： Pile wall is a new type of retaining structure. The principle is that the steel pile is inserted into the stable strata or through the reinforced concrete digging pile as the main lateral force member， and the retaining plate is installed between the piles. The soil is filled and the lateral load is transferred to the pile structure of the pile. In recent years， reinforced concrete pile wall has been widely used in railway cutting high slope protection. This paper introduces the construction technology and the construction experience of high cutting slope pile wall in railway， and can be used as reference for similar projects.

关键词： 桩板墙；桩体开挖；光面爆破；挡土板

Key words： pile wall；pile body excavation；smooth blasting；retaining slab

中图分类号：U418.5+2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）20-0131-03

0 引言

桩板墙的成功实施，首先应了解并掌握设计地质勘探地层资料，针对不同的地层岩土力学特性，比选出最优的组合式桩体开挖方案。本文就所施工的铁路工程实例为对象，对桩板墙的实际应用进行了工序工艺技术上的探索和探讨。

1 工程概况

新建铁路连云港至镇江铁路DK300+068.75～DK300+171.25路基段设置桩板墙对山体边坡进行滑塌防护。

本工程DK300+068.75～DK300+171.25左侧设C35钢筋混凝土桩板墙支护，第一排桩DK300+068.75～DK300+171.25，1种桩型，计21根，桩截面尺寸为2.5m×2.75m，桩间距（中～中）均为5m，桩长17m～20m；第二排桩DK300+069～DK300+156，1种桩型，计18根，桩截面尺寸为2.0m×2.25m，桩间距（中～中）均为5m，桩长11m～14m。锚固桩身采用C35钢筋砼灌注，侧沟平台以上部分于桩两侧设厚0.4、宽0.3牛腿，牛腿长度随桩悬臂段长变化。锚固桩基坑采用C15钢筋混凝土护壁，厚0.3m。

2 工艺工法

2.1 工艺流程（图1）

2.2 地质条件

根据设计地质勘探资料，桩板墙区域内从上至下地层地质条件具体如表1。

根据表1所示地质条件，桩体开挖采取组合办法，即一般土砂地层采用人工普通开挖、镐、锹、锤、钎等设备辅助开挖法和软石硬岩地层采用周边眼光面控制爆破法。

2.3 施工准备

①测量放样。平整场地后，实施桩孔施工放样操作。严格按照设计图纸定出桩位、设十字护桩，并且为了便于施工中校核桩位，要求其不处于挖孔范围内。同时为了防止地表水流入孔内，应在桩孔四周挖设好临时截、排水沟，应采取有效措施做好排水准备，并在高出四周地面30cm处做孔口加固段钢筋砼锁口。

②安装提升设备。孔口加固段钢筋砼锁口施工完毕后，当混凝土满足强度要求后，在井口搭设中间无节点的20*20cm方木，之后铺设7cm厚木板，在此期间为了确保操作无异常问题出现，应将方木与木板用铁丝固定起来，并定期检查操作平台是否存在异常问题，确保其牢固性。

接下来实施电动葫芦安装，照明线架设，孔口防雨棚搭设。

2.4 樁体开挖

2.4.1 一般土砂地层

采用镐、锹从上至下逐层进行开挖，其开挖顺序是先挖中间后挖周边，开挖过程中若遇到大块孤石或者坚硬土，可采用锤、钎破碎，按设计桩径加20厘米控制截面大小。土石从孔内挖出后，应装入吊桶，之后利用安装好的垂直运输设备，将其运送到地面并堆放在指定地点，且定期将其外运出去。挖孔过程中应注意，为了增加桩的摩擦力，尽量不要把孔壁修成光面，应让孔壁保持凹凸不平。

2.4.2 软石硬岩地层

当实际进入软石硬岩地层，采用镐、锹等设备无法继续挖掘时，换作采用严格控制周边界限光面爆破方法进行开挖。但爆破方法存在一定的危险性，在实际操作过程中应严格依照相关规范标准，确保不出现安全事故。

①爆破设计原则。

1）起爆顺序：掏槽眼→辅助眼→周边眼。

2）挖孔桩平均单位耗药量受到很多因素的影响，包括炸药的性能、岩石的性能、爆破的孔桩直径等，在实际施工中应通过现场试验合理选择。单孔装药设计：掏槽孔>孔次之>周边孔。

3）钻孔分周边眼、辅助眼、掏槽眼。周边孔向外倾斜，其孔底通常到达开挖线（软岩）或超过开挖线10cm左右（硬岩）；掏槽孔通常呈锥形布孔，孔深比周边孔深10～20cm。

4）布置炮孔间距时，要求周边孔内最小抵抗线≤邻桩石壁厚度的2/3。

5）循环进尺通常控制在一米范围内，炮孔利用率一般在75%～85%之间选择。

6）爆破岩石粒径符合开挖要求，最大粒径不大于20cm。微差减震，确保护壁、邻桩及附近建筑物的安全。

②爆破参数设计。

为了获取最佳的爆破效果，应结合施工现场实际情况、前一茬炮的爆破效果等因素及时调整装药参数，保证装药量科学合理。

③装药结构与堵塞。

连续反向装药结构是最常用的装药结构，周边眼、辅助眼、掏槽眼均采用的该结构。炮孔填塞工序至关重要，它是确保炸药能够充分爆炸的关键步骤，有利于改善爆破效果。填塞材料通常是配比砂：黏土：水=4：5：1的混合物，要求事先将填塞材料做成泥条准备好，以防万一。

④起爆网络。

引爆方式和连线方式：起爆网络的方式是运用毫秒雷管依序起爆，利用毫秒雷管的段別不同的特点可控制起爆。毫秒雷管的连接方式是并联。

起爆顺序：起爆顺序是：掏槽眼→辅助眼→周边眼。其中周边眼采用5段毫秒电雷管；辅助眼采用3段毫秒电雷管；掏槽眼采用瞬爆电雷管。

⑤爆破施工技术要点。

1）布孔：在桩孔内用红油漆标出炮眼位置，记录并标明孔号、深度、装药量。布孔方式采用环向布置。

2）钻孔：可利用手风钻钻孔。钻孔时应充分考虑三大要素，即“孔深、方向和倾斜角度”。完后钻孔环节后，应将周边岩粉处理掉，保持孔内清洁，并将孔口用草团堵住。

3）装药：严格依照相关规范标准进行装药操作，确保装药到设计位置，并且不会出现异常问题。采用间隔装药结构进行光面爆破，采用连续密实装药结构进行微差爆破。炸药用乳化防水炸药。

4）堵塞：完成装药操作后，堵塞操作是必要的，堵塞材料通常是配合比为砂：黏土：水=4：5：1的混合物，且要求提前将堵塞材料准备好，并且具体实施过程中必须谨慎小心，避免起爆器材造成破坏。

5）起爆、检查：由于起爆工作存在一定风险，为了最大限度的保护施工人员安全，应认真做好相应准备工作，包括在可能存在危险的地方，设置警戒岗哨和标志；起爆时必须确保施工现场无不相干人员和设备；起爆结合后应间隔一定时间后方才能进入现场检查；一旦在起爆后发现存在有毒气体、危石等，应及时上报寻求有效解决方案，必须确保施工现场安全后，相关工作人员才能继续接下来的操作。

⑥爆破安全控制措施。

1）爆破地震控制措施。

爆破可能会影响到周边环境，包括临近孔桩的护壁混凝土、临桩及本桩等，基于此，为了使爆破操作不影响到其它因素，最好在护壁混凝土浇筑2天后实施爆破，禁止在混凝土强度还没有满足要求的条件下进行爆破，否则爆破地震会影响到桩混凝土，使其产生震裂，后果不堪设想。

2）爆破炮烟的排除措施。

爆破操作后，由于炸药发生化学作用产生了大量有害有毒气体，此时出于相关工作人员的生命安全的考虑，必须采取有效的爆破炮烟的排除措施，将有害有毒气体强制性通风排出，具体措施包括采用空压机风管在井底通风排烟、在井口利用鼓风机进行压入式通风排烟等。

3）爆破飞石的控制措施。

由于孔桩爆破工作面均在地表以下，为了避免爆破飞石飞出地面，可采取用竹笆或木模板覆盖爆破孔桩口并加压砂袋的方式控制爆破飞石。

4）瞎炮的处理。

孔桩爆破存在较大风险性，相关人员必须时刻警惕，即使孔桩爆破作业已经完成，也应警惕瞎炮的存在，在清除孔桩内炮烟的过程中一旦发现瞎炮，必须及时依照相关规范流程进行处理，禁止私自处理，必须及时上报交由专业人员处理。

5）爆破防漏电措施。

孔桩入岩爆破在装药时还存在漏电的风险，为此必须采取有效爆破防漏电措施，包括雷雨天气禁止开展爆破作业、严禁拖地接触泥水、雷管的脚线应短接等。

2.5 孔内排水

挖孔过程中若发生孔内渗水，应采取有效措施将渗水及时排出，并且引流远离桩孔。孔内渗水量水量较大时用水泵抽水；较小时可用人工提水。

2.6 挖孔验收

开挖过程中，保留好每米挖出的土样，随时取样与地质勘探资料对比，桩孔垂直度、孔底高程、断面尺寸、桩孔中心位置等必须符合相关验标要求。若发现与地质勘探不符，及时与设计单位联系作相应处理，以确保桩的质量。开挖过程中每天按实际情况填写原始资料记录表，并准确记录相应土样资料。

2.7 护壁施工

①护壁采用C15钢筋砼结构，每掘进1.0m，要立即立模灌注混凝土护壁，护壁模型采用竹胶板拼装，根据孔的截面大小分10块制作。护壁砼应紧贴围岩，护壁砼模板的支撑在灌注完成24h后方可拆除。下一节开挖应在上一节护壁砼终凝后进行。护壁混凝土的灌注，上下节可连成整体，也可间开，视孔壁稳定程度定。钢筋混凝土护壁应当连续设置，护壁钢筋应当连续，下送混凝土时做到对称和四周均匀捣固，防止模板偏移。

施工中，随时检查护壁受力情况。若发现护壁开裂、错位，孔下作业人员立即撤离，待加固处理后方可继续开工。

②护壁模型安装完成后要检查模型接缝是否严密，模型尺寸是否满足设计图纸要求，并作及时调整。然后放入钢筋网片，将其位置固定。

③护壁砼采用插入式振捣器振捣密实，以保证护壁砼的质量。

2.8 桩体浇筑

①钢筋加工与安装。

钢筋统一在钢筋加工棚内集中下料加工，加工好后运抵施工现场，然后使用吊车进行吊装，在孔口上进行节段间焊接作业。

②砼浇筑。

砼浇筑采用串筒施工，插入式振捣器振捣密度；砼浇筑过程中，认真做好各项记录、监测工作。

砼浇筑接近钢筋骨架底部时，要控制浇筑速度，以减少砼对钢筋骨架的冲击，避免钢筋笼上浮。

砼应浇筑至设计桩顶标高。

2.9 挡土板预制及安装

①挡土板采用C35钢筋混凝土，桩板型号分A型和B型两种。挡土板加工预制地点选在一分部搅拌站专用预制场地，模板采用定型塑料模板。

②运输与吊装挡土板应在混凝土强度达到设计值的75%以上时进行。为了避免挡土板破损，运输和吊装时应当避免强烈震动。挡土板和锚固桩间连接应牢固，并符合设计要求。

3 结束语

随着铁路建设的大发展，高路堤及深路堑施工出现越来越多，边坡滑塌的安全防护势在必行，必须高度重视。本文通过简单阐述桩板墙的施工工艺工法及技术要求，进一步推广了桩板墙这种工法的有效应用，希望本文能为以后类似防护工程的施工提供借鉴意义。

参考文献：

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[3]陈基彬.路基桩板墙施工质量控制要点[D].科技视界，2016.

[4]梁枫.浅析桩板墙施工技术[J].世界华商经济年鉴城乡建设，2013.