王 东

(山西三晋地方铁路开发集团有限公司，山西 太原 030013)

铁路营业线桩基础施工方法比选

王 东

(山西三晋地方铁路开发集团有限公司，山西 太原 030013)

综合晋中市南环路东段下穿南同蒲铁路框架桥工程线路加固和路基防护的施工过程，对沉入桩、泥浆护壁成孔桩、人工挖孔桩三种桩基础施工方法优缺点进行分析，经过计算、试验段施工比选，本工程最终选用人工挖孔桩的方法。

线路加固，路基防护，人工挖孔桩

1 工程概况

1.1工程简介

晋中市南环路东段下穿南同蒲铁路框架桥工程，新建桥位于南同蒲榆次西场至修文区间K376+141处有一座既有框架桥下穿南同蒲上、下行线两股道，结构为6 m-12 m-6 m，交角为86°。桥体所在南同蒲铁路为双线电气化铁路，曲线段，下行线曲线半径1 400 m，超高45 mm，曲线长220 m，缓和曲线长70 m，上行线曲线半径1 400 m，超高42 mm，曲线长220 m，缓和曲线长70 m，大致为南北走向，线路纵坡为5.5‰的上坡。轨道型号为60 kg/m钢轨，无缝线路，钢筋混凝土轨枕，轨枕间距60 cm，正线线间距在新建桥体范围内为5.03 m，既有框架桥顶板顶距轨底最小距离为165 cm，此段铁路为路基段，路肩填土高约为2 m～3 m。

1.2工程地质

测区内土质为粉质粘土层与细砂层相间分层，地下水类型为孔隙潜水，隔水层为第④层粉质粘土及以下各层粉质粘土，主要含水层为第③层细砂及其以下各层细砂。实测稳定水位埋深为6.9 m，稳定水位标高介于784.16 m～784.24 m之间。

2 桩基础施工方法选择

根据本工程特性，桩基础施工方法有沉入桩、泥浆护壁成孔桩及人工挖孔桩三种方式可选。

2.1沉入桩

沉入桩是靠桩锤的冲击能量将预制桩打(压)入土中，使土被压挤密实，以达到加固地基的作用。使用的预制桩大多为钢筋混凝土实心桩或管桩。

优点：基桩为预制桩，节约工期，施工方便，与泥浆护壁成孔桩相比，对环境污染较小。

缺点：对铁路路基等土质较硬的地基不适用，桩机施工噪声大，对施工场地条件要求较高。

2.2泥浆护壁成孔桩

泥浆护壁成孔桩根据成孔方法分为正循环回转钻和反循环回转钻，在机械钻孔过程中，利用泥浆在孔壁形成泥皮稳定孔壁、悬浮钻渣、润滑钻具、循环排渣。

优点：适用于坚实土层的地基，对桩长和桩径限制较小，可用于上部荷载大，桩径需求大的施工。

缺点：施工步骤工序比较繁琐，成桩时间长，桩基质量不易于掌控，循环排出的泥渣污染环境。

2.3人工挖孔桩

人工挖孔桩，用人力挖土、现场浇筑的钢筋混凝土桩，使用直径在800 mm以上的桩基础，能够承载压力较大的结构主体，并且可以在桩的上面设置承台，进行冠梁处理，使各个桩的受力分布均匀。

优点：机具设备简单，施工操作方便，单桩承载力高，质量易于保证。在机械成孔困难狭窄地区亦能顺利成孔。

缺点：人工消耗较大，人工开挖效率低，桩径大，工程造价较高。

2.4施工方法比选

本工程桩径1.25 m，桩长11 m，在试桩过程中，根据本工程地下水位偏高，出现涌沙现象的特殊地质情况和三种施工方法的优、缺点比选。本工程如果采用沉入桩的施工方法，施工工艺简单，速度快，无排污困扰，造价低，但由于打桩需要桩锤、桩架、起重机具等大型施工机械设备，对铁路营业线行车安全影响较大，且施工速度较慢，无法满足营业线桩基础施工的条件。如果采用泥浆护壁成孔桩的施工方法，施工无噪声，无振动，机具设备简单，操作方便，费用较低，但此方法需使用旋挖钻、泥浆泵等施工机械，而且需要建造泥浆池来循环排渣，费工费时，成孔速度慢，无法利用列车通过间隔进行连续施工，对铁路营业线行车安全影响较大。

经过方法比选及在线间人工挖孔桩开挖时在试验段试挖结果比选后，结合此工程的设计要求，本工程采用人工挖孔桩的方式进行桩基础施工。

2.4.1施工工艺流程

挖孔桩分为路基护桩、D梁支撑桩两种，其中路基护桩直径为1.25 m，桩长为11 m，共20根；线路外侧四角支撑桩直径分别为1.25 m，桩长为11 m，共8根；线间支撑桩直径1.5 m，南侧支撑桩长11 m(4根)，北侧支撑桩长17 m(3根)，共7根；本工程的路基护桩及既有线上D梁支撑桩均采用人工挖孔的方式进行施工，挖孔桩采用钢筋混凝土护壁进行支护，每开挖0.5 m，制作一节混凝土护壁。

1)邻近既有线及线间挖孔：

a.用经纬仪放样出桩中心线，经复核无误后，从桩中心线向外引出控制线并在挖孔桩施工过程中要经常性的复核桩位中心线。

b.平整场地、清除杂物、夯打密实。场地四周开挖排水沟，防止地表水流入孔内。

c.护桩挖孔时，护壁要高出地面20 cm以上。

d.挖孔桩每0.5 m制作一节钢筋混凝土护壁，直至桩底。

e.安装防护照明起吊设施，检查桩位中心轴线及标高是否满足设计要求。

f.护壁支护：为防止孔壁坍塌，确定施工安全，挖孔桩设置钢筋混凝土护壁进行支护，每挖0.5 m做一次钢筋混凝土护壁。

g.土方清运：在线路间铺设双层塑料布，将挖出的土倒运至线间塑料布上，利用列车间隙时间将土方进行二次倒运至线路外侧，在倒运土方及堆土过程中必须安排专人盯控，避免侵入限界及杂物落在钢轨上。

h.在汛期挖桩时，每个孔口必须做混凝土护臂围堰，围堰高出孔口30 cm，防止在下雨过程中，雨水流进孔内，同时准备封闭式的井盖，在下雨时，将井盖盖住孔口，防止雨水进入孔内。

2)钢筋笼安装。

挖孔桩成孔后不得闲置，必须立即绑扎钢筋笼，钢筋笼钢筋在孔内绑扎成型，每根钢筋长度不能大于4 m，采取搭接要求。钢筋笼四周设定位筋，确保定位准确及满足保护层厚度。钢筋安装时，设置盯控钢筋与接触网的安全距离。

3)挖孔桩混凝土灌注。

使用商混凝土，采用串筒人工灌注，自由下落高度不超过2 m，用插入式振捣器振捣密实。

混凝土桩灌注完毕后，混凝土支撑桩达到设计强度的100%后，才能进行顶进施工。

2.4.2施工要点

1)挖孔施工时，要防止杂物碎石等落入孔内伤人，质检员负责随时检查，合格后方可进行下一步施工。

2)挖孔前检查是否缺氧，下孔前孔内先放入燃烧的蜡烛，若蜡烛燃烧平静方可进行挖孔作业，作业期间，地上盯控人员要时刻与孔下作业人员保持联系，在防护员发出来车信号后，协助其撤离至指定避车点。

3)组织专职人员盯控施工组织、路料搬运、进出场时机、作业联系、配合分工、责任落实、规章执行等每一项安全环节的落实情况。检查应急预案是否落实，应急组织措施是否到位，应急备料是否到场。遇紧急突发事件时，应立即下令停止作业，撤离施工现场，并直接向项目负责人汇报。

4)挖孔作业人员要实施轮班制，单人连续作业时间不得超过2 h，严禁一人长时间在孔下作业。当桩深度超过10 m时，要强制通风。

5)施工现场必须准备应急爬梯，以应对突发事件。孔内有人作业时，孔口人员不准离开，必须离开时应暂停孔内作业，待孔内人员上来后方准离开。

6)现场所有灯具开关和孔内的电源都要采用漏电保护器。

7)路上的材料严禁侵入限界，在挖孔作业中使用的风镐等导电工具要严格进行绝缘处理，确保不出现钢轨联电、红光带等问题，影响铁路行车安全。

8)在施工现场要设置路材路料安置点，配齐配全抢修所需的锯(割)轨、钻孔等应急工具，并准备一定数量的石砟，预防路基坍塌、线路变形等事故的发生。

9)挖孔施工前，与工务段、供电段、电务段进行沟通，摸清既有电缆径路位置，并做好相应电缆的防护。挖孔出土和混凝土灌注时，应尽量不污染线路，保持线路的干净与清洁。

3 人工挖孔桩效果

本工程采用人工挖孔桩的方式进行桩基础施工，利用防护桩、支撑桩冠梁处理进行线路加固和路基防护，在框架桥顶进过程中，在承受了多次降雨雨水冲刷后，没有发生线路变形、断轨、涨轨跑道事故。另外，人工挖孔桩施工方便、速度较快且造价低，为工程施工节约了成本、工期。

由于合理采用桩基础施工方法，线路加固和路基防护效果明显，线路加固成功。在线路成功加固的前提下，本工程框架桥顶进施工顺利开展，于2017年5月底完成了框构桥顶进施工，为后续晋中市南环路东段全面竣工通车奠定了坚实的基础。

[1] 铁建设[2008]14号，改建既有线和增建第二线铁路工程施工技术暂行规定[S]．

[2] 赵庆斌，王宴龙.建设工程中的人工挖孔桩施工技术[J].黑龙江科技信息,2011(12)：44-45.

[3] Q/CR 9212—2015,铁路桥梁钻孔桩施工技术规程[S].

Comparisonofconstructionmethodsforpilefoundationofrailwaylinesummary

WangDong

(ShanxiSanjinRegionalRailwayDevelopmentGroupCo.,Ltd,Taiyuan030013,China)

The construction process of road reinforcement and roadbed protection of the south side of Nanhuan road in Jinzhong city. This paper analyzes the advantages and disadvantages of the construction methods of three kinds of pile foundation, such as submerged pile, mud pavement pile and artificial digging pile. After calculation and comparison, the method of artificial excavation pile is selected in this project.

line reinforcement, roadbed protection, artificial digging pile

U416

A

1009-6825(2017)26-0093-02

2017-07-04

王 东(1989- ),男，助理工程师