铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术探析

2015-10-31马季

建材与装饰 2015年11期

关键词：软土孔径泥浆

马季

（中铁四局集团第七工程分公司　安徽　合肥　230000）

铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术探析

马季

（中铁四局集团第七工程分公司安徽合肥230000）

伴随着我国经济、技术的发展以及人民生活水平的提高，对交通运输业提出了更高的要求，铁路是我国重要的交通运输方式之一，而地理条件和环境因素对铁路的发展起到很大的影响，我国铁路有很大一部分处于软土地区，在铁路施工中软土地区是施工中的重点。本文主要对我国铁路施工中大孔径钻孔桩技术进行分析，对软土地区铁路的施工技术进行研究，进而促进我国铁路工程的不断发展。

铁路工程；软土地区；大孔径钻孔桩施工技术

1　引言

在我国铁路网几乎覆盖了我国所有的地区，而铁路工程的施工中经常会遇到软土地区，软土地区的地质条件极其的恶劣，对铁路工程的设计施工带来了很大的难度。而为了扩大铁路覆盖的范围，提高我国铁路建设水平，则必须采取有效的措施来应解决软土地区施工的技术问题，保证铁路建设的顺利施工。在此本文结合自己多年的工程实践经验和理论知识，对软土地区中铁路工程的施工技术进行简单的分析，由于篇幅的限制，本文主要对大孔径钻孔桩的施工技术进行研究。

2　铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术

2.1施工准备

施工前∶①用进行成桩试验，目的是确定一些重要的参数，比如∶沉管的深度、填料用量、混凝土充盈系数等。施工场地的准备，先对钻孔场地中的杂物进行清除，软土用普通土替换掉，然后利用合适的压实器具对换填图进行压实，保证土体的平整度，由于地域情况的不同，施工方法也有所不同，比如当钻孔场地位于陡坡时，可采用型钢或枕木搭设操作平台，若钻孔场地位于浅水地区时，应需要结合钻孔方法、施工设备大小来修筑围堰，为大孔径钻孔施工的顺利进行提供有利的条件。③护筒的设置，设置护筒主要是为钻孔工具和其他施工机械设备提供保护，进而提高施工机械的施工效率，护筒必须具有一定的强度和密封性，保证施工过程中坚固，不出现不漏水现象，软土地区大孔径钻孔施工中最常采用钢护筒，护筒的内径在满足孔内泥浆面的情况下应稍微大于钻机钻头的直径。做好就是泥浆的制备和循环净化，泥浆制备前应对软土地区的地质进行勘察，根据地质勘察报告制备出最合适的泥浆；泥浆在制备的过程中还应不断的进行循环净化，这有利于提升软土地区铁路大孔径钻孔桩的施工效率。

2.2软土地区大孔径钻孔桩钻孔的施工

钻机进行钻孔的过程中，由于旋挖钻机自身的重量重，动力大，因此应采用配有适合软土地区施工履带的钻孔机，但为保证钻机在施工过程中的稳定性和水平度，钻机就位前需要对松软的地层进行地基的加固处理，通常采用铺设钢板或抛填碎石挤淤的地基加固技术进而提高地基的承压力，保持钻孔机在施工过程中的水平度。钻头或钻杆中心和钢护筒中心不应有过大的偏差，最大不超过5cm。开孔的孔位应做到准确，初成孔壁应竖直、坚实、圆顺。比如软土地区钻孔直径2.5m的钻孔桩，其成孔需要分三次进行，第一次采用直径为1.5m的钻头进行旋挖成孔，达到设计深度后，进行第二、三次的施工，采用直径为2.0m的钻头进行扩孔，采用直径为2.5m的钻头进行最后的成孔。在钻孔的过程中密切关注地层的变化，时刻和设计图纸进行核对。钻机的钻进速度需要根据地层的实际情况进行控制，防止钻机钻进的速度过快出现塌孔现象。钻孔时，孔内水位应高于护筒底脚0.5m以上或高于地下水位以上1.5～2.0m。在旋挖钻钻进过程中进行取渣或停钻后，及时向孔内补充泥浆，保持孔内具有一定的水头高度、泥浆的比重以及黏度。钻孔的过程中，钻头的起落速度应保持均匀，不得出现猛或突然变速，孔内出土不得在钻孔周围堆积。钻孔中间不宜中断应连续进行，当因故必须停钻时，应将钻机的钻头提离孔底5m以上，且孔口还应做相应的防护，图1为大孔径钻孔正在进行钻孔施工。

图1　大孔径钻孔桩的钻孔施工

2.3清孔技术

当钻机钻到设计标高后对孔位、孔深、孔径以及垂直度进行仔细的检查，确认孔径合格后应即对钻孔进行清孔，对孔径的检测应在桩孔成孔后进行，放入钢筋笼前采用笼式探孔器对外径进行检测，孔径应达到钢筋笼直径外加100mm，但不大于钻孔的设计孔径长度。

对孔位、孔径、孔深以及垂直度检查合格后，经监理工程师认可即进行第一次清孔，在进行抽渣或吸泥过程中应及时向孔内加注清水或新鲜泥浆，保持清孔应达到以下标准∶孔内排出、抽出的泥浆颗粒尺寸基本上在3mm以下。

2.4钢筋笼加工、吊装技术

钢筋笼骨架在钢筋制作场内分节制作。钢筋笼采用大型机械进行加工，骨架位置经过机械调整固定以后采用人工焊接成型，箍筋采用调整好的机械旋转的缠绕在主筋上，从而形成钢筋骨架。为保证钢筋骨架不发生变形，每道加强筋需设置直径与主筋相同的十字撑。钢筋笼吊装时应小心操作，动作应缓慢，避免钢筋笼和孔壁发生碰撞，对孔壁造成损坏，图2为钢筋笼的吊装过程。

图2　大孔径钻孔桩钢筋笼的吊装

2.5混凝土灌注技术

钢筋笼就位后经检查合格后对其进行固定，之后进行混凝土的浇筑工序，混凝土自身的质量和施工特性直接关系到软土地区大孔径钻孔桩工程施工质量是否合格，工程是否能够顺利的施工，因此，混凝土的浇筑应严格控制混凝土的质量，正确配制混凝土浇筑料，浇筑时应保证施工的连续性，严禁中途中断，图3为混凝土的浇筑过程。

图3　大孔径钻孔桩混凝土的浇筑

3　铁路施工软土地区大孔径钻孔桩施工要点

3.1成桩的质量控制

成桩的质量控制是软土地区大孔径钻孔桩施工中的一项技术要点。钢筋笼安装后，需要对桩孔进行二次清孔。在进行清孔之前对导管接头的抗拉性和水密承压进行试验，并保证导管内壁的光滑性，当试验合格后，管壁从上而下进行标号并标注相关的尺度。导管按照时应借助导向架，保证导管位于钻孔的中心处，防止在灌注的过程中碰撞钢筋笼。在灌注前先进行导管的升降实验，确保导管的接头处接触严密，并严格控制导管下口的悬空高度。在进行混凝土的灌注时，当混凝土面接近钢筋笼的底部时，应减缓混凝土的浇注速度，并保证导管具有一定的埋深，避免钢筋笼因为混凝土向上的冲击力而上浮。在混凝土面和钢筋笼底交错2m内，应加快混凝土的灌注速度来快速增加钢筋笼的埋深。

3.2钻孔异常处理

在软土地区大孔径钻孔施工的过程中，如果出现塌孔问题，应立即停止施工，采取有效措施进行塌孔处理。引起塌孔产生的原因主要有∶泥浆的比重不够、钻头速度过快、水头高度不够、空转时间过长等，所以在施工前应选择高粘度、高质量的泥浆，钻孔的过程中应保证孔内的水头高度满足钻孔要求，并合理埋设护筒，当钻孔完成后也应保证孔具有一定高度的水头，并及时进行水下混凝土的灌注，预防出现塌孔现象；如出现塌孔，首先应将护筒拆除并对钻孔进行回填，处理完毕再重新进行护筒的埋设，然后在重新进行钻孔。钻孔的过程中，如果施工操作不当或受到地质条件的影响，钻孔很有可能出现偏斜弯曲问题，当出现这种情况时，应对钻孔偏斜的位置、程度进行检查，根据实际情况制定有效的处理技术方案，扫孔法和回填法是当前钻孔偏斜弯曲最常用的处理方法，应根据实际情况进行选择。