浅谈新建铁路路基工程中钻孔桩加固对邻近既有线的影响

贺意勇

（中铁十六局集团第三工程有限公司）

当进行钻孔桩施工时，随着每项施工环节的开展，周边邻近线路往往都会受到或大或小的影响，例如邻近线路周边土体压力值出现波动、路基发生局部沉降以及位置改变等活动，因此当进行施工的同时应尽量减小对邻近既有线路造成的影响，以此保障整体施工质量达到设计标准。

1 工程概况

本文将乐清湾港区铁路支线项目作为具体研究对象进行分析，该线路总计长达14.6km，将作为货运专线投入使用，其速度设定为120km/h。其中路基、桥涵施工为有碴轨道，隧道施工为无碴轨道与有碴轨道相结合。而项目主要基于邻近既有甬台温铁路的基础上进行施工，进行钻孔桩施工时将会给邻近既有线路造成或大或小的影响。

2 钻孔桩加固施工特点

钻孔桩加固主要是在施工现场进行的，由施工人员操作相关设备或人工进行钻孔工作，使地基土中出现柱孔后浇灌混凝土，达到增强地基稳定性的效果[1]。因成孔方法存在差异，灌注成桩主要有以下几种类别，即：钻孔灌注桩、挖孔灌注桩以及沉管灌注桩。钻孔灌注桩的形式并不固定，可根据设计标准制作成不同形状断面的井孔，待其标高满足设计标准后，相关人员方可对其灌注混凝土。此外，该方法还具备以下几种特征。

⑴相较于沉入桩内锤击法，噪声污染更小。

⑵使用该方法可使制造出的直径大于预制桩直径，且其具备超强承载力。同时直径偏大的灌注桩可以同时承担来自横向与纵向的荷载，不仅提升了建筑的稳定性，更是强化了建筑自身的防震性，对行车安全大为有利。

⑶该方法不受地基条件限制，不管是软硬夹层还是坚实土层、基岩环境均能使用。同时该方法施工难度低、操作简单，即便受场所条件恶劣也能完成施工。

⑷与静压桩相比，钻孔桩是典型的非挤土桩，能够有效缩小挤土效应，可以在一定程度上缩小施工对周边环境带来的影响，同样也能减小对邻近既有线路造成的影响。同时，该方法与预制桩相比同样具备很大优势，能够有效避免因压力过大损坏桩体的情况，灌注能与地基紧密连接为整体，桩体相比其他桩体质量更高、性能更好。

⑸路基地基处理桩体间距一般较小，多为小直径群桩，防护支挡结构桩体间距较大。施工人员只需通过简单估算即可得出钻孔桩对邻近既有线路的影响状况。

3 钻孔桩加固对邻近既有线的影响

使用钻孔桩进行加固虽然具备很多优势，但缺点也同样繁多，往往会对工程质量和邻近工程产生不可忽视的影响，加之受这些缺点的影响，当进行既有线路部分改造时会在一定程度上影响其行车安全[2]。

由于钻孔加固工作会使周边既有线路附近土体应力减小并出现位置变化，极有可能改变原本线路位置或出现局部沉降问题，进而威胁线路行车安全。同时，待钻孔加固结束后，线路附近土体还会受到来自吊车、钻机等设施给予的荷载，进一步减小应力，特别是如果开挖完成后存在大量堆载，此时必然会使得这种效应被加强，从而威胁线路的行车安全。其具体影响包括以下几类。

3.1 集料堆载对邻近既有线的影响

当进行钻孔桩施工时，若地基表层堆放的集料量超出规定标准，这些集料产生的荷载将严重威胁桩基稳定性。特别是当堆载高度严重超标时，软土极易出现明显侧向变形，使得桩基位置在侧向力的影响下发生改变，进而破坏桩基结构，威胁线路的行车安全。

堆载会使得桩基承受额外的竖向荷载力，假设临时堆载高度有限，那么桩基承受的附加荷载就能够在设计车辆荷载数值之下，也就表明该附加荷载不会破坏桩基结构。但若是桩基承受的附加荷载已经超出设计车辆荷载数值，此时将会促使土体进行侧向流动，进而给附近桩体带来侧压力，使桩体位置发生改变。通过反复测试可以发现，软土地基的不排水抗剪强度值等同其可承受的荷载上限值。

3.2 基坑加固对邻近既有线的影响

在对钻孔桩施工的时候，不管基坑加固深度多少都会给周边建筑结构带来影响，使其出现变形或沉降。同时，基坑加固（图1）还会因卸荷效应使既有线路产生位移或沉降，一旦这些活动超出规定范围，必然会给周围建筑物、马路以及地下管线带来威胁，甚至可能造成非常恶劣的影响。因此，为了尽可能减小这一危害，在设计施工的同时必须严格把控位移、沉降活动值，根据其波动情况及时作出调控，以此尽可能削弱施工对周围环境造成的危害。

图1 基坑加固示意图

不仅如此，钻孔桩施工往往会在很大程度上影响、损坏地基土地本身的结构，同时周边土体具备的应力值大小也将出现明显波动，进而使其承载力被削弱。若是施工过程中土体原状结构遭到损坏、承载力被削弱，则必然会威胁线路使用过程中的行车安全。

4 减小钻孔桩加固施工对邻近既有线影响的措施

4.1 钻孔桩施工机械安全的防护

在施工前不仅制定应急预案，同时还加强对预案的演习，这样当真正需要启动预案时不会那么盲目，与各部门要保持联系，同时善于发现既有线施工过程中出现的问题，及时上报和启动相应的应急预案。对所有的施工设备进行登记和编号，施工人员和设备进行对应，这样有助于实施设备责任制；既有营业线和接触电网以及架空电缆等的距离都是由施工人员来控制的，在安全的前提下对距离进行有效设定，如果施工中将会运用到大型设备，在施工之前应该制定相应的安全防护方案，同时所执行的方案必须是通过上级审核的，这样才能保证施工的质量和安全，同时施工人员必须掌握牢固的设备操作知识，接受过正规的设备使用培训，并取得相应的操作资格证书，这样才能敢保证在施工时，设备能够正常安全的运行。启动设备前，应该对设备进行检测，查看设备安全防护设施是否能够运行，同时对设备的各参数进行调试，检查设备中所有装置是否可以发挥相应的功能，减少因为设备的原因影响到施工的质量和施工的安全性。

4.2 钻孔桩施工过程中的安全控制

⑴可以提前在邻近既有线路周边安设隔离防护栏（其具体高度应控制在2m 以上），从而实现对既有线路的保护。其中，既有线路防护栏应安设在其肩外，且需和钢轨外侧保持超过35m 的距离，以此在很大程度上对既有线路起到防护作用。此外，施工完毕对其进行拆除时还需安设专门的物理隔离封闭设施，便于转移、拆卸防护栏；该设施需由钢管立柱与钢丝网组成。

⑵若是地基属于软弱土层，则可以通过换填来提升地基硬度。若是施工场所的地基承载力过小，根本无法保障钻机正常工作，此时则需由专业部门对其承载力大小展开精准测试，并基于结果制定出最佳换填方案。换填结束的地基应达到严实平整的效果，且需严格控制土内杂物量；此外，经过换填后的地基承载力大小必须超出1.5×105Pa，此外还需注意确保坑穴处理安全干净，以免给既有线路的安全带来威胁。

4.3 钻孔桩施工邻近既有线的监测

⑴监测频次标准：在钻孔桩施工之前需由专业人员对初始数据展开监测。其中普通施工监测频率应为每两小时开展一次监测，但若是钻孔桩施工时出现明显异常，此时监测频次应改为每一小时开展一次监测；待施工完成后即可把监测频次调整成每天两次。需注意每次监测完毕后应详细记录相关数据，并将其制成曲线图，实时观察数据变化状况。

⑵设计规定需要使用水准仪对纵向位移进行严格监测，误差应控制在1mm 以内，具体数值应保留至小数点后一位；同时需使用全站仪对水平位移展开监测，通过在施工现场找寻测试基点，并以此为基准设计相关坐标，以此观测位移量变化。

⑶路基水平位移与沉降观测相关准则要求更加重视对变化速率、变化量等数值的监控。假设既有营业线列车规定限速，一旦路基水平位移≥6mm/d 或总位移量≥2cm，此时需暂停施工；而当既有营业线规定不限速，此时水平位移≥2mm/d 或总位移量≥1cm 就需暂停施工。

⑷要注重对轨道几何状态的监测，特别是对轨距、前后高低、水平以及轨向之类数据参数的监测。在开展施工的同时，需借助便携式轨检车多次监测邻近既有线路的相关参数数据，一旦发现数据异常需暂停施工。同时，还需给相关参数指标设置预警值（可将轨道几何尺寸偏差当成预警值）。表1 为轨道几何尺寸偏差限制参数。

表1 轨道几何尺寸偏差限制

5 结束语

综上所述，钻孔桩施工往往会给邻近既有线带来一定程度的影响。现阶段虽然该技术优势很大，然而在使用过程中依旧存在很多问题。所以，当使用该技术进行施工时需设计系统全面的监控制度、强化监测频率、实时分析数据信息，尽可能控制其给邻近既有线带来的影响，以此提升整体施工质量。