长钢护筒人工挖孔桩及钻孔桩结合工法在工程中的应用

2013-04-29宋龙斌

科技创新与应用 2013年9期

摘要：综合了任丘电厂铁路专用线D2K1+303.06处跨津保公路与既有京九铁路线路新建桥台的施工过程，研究了采用人工挖孔钢筋混凝土防护桩的可行性，给出了防护桩的施工方法和施工安全防护措施。

关键词：人工挖孔桩；防护桩；既有线路

人工挖孔桩具有机具设备简单，施工操作方便，占用场地小，对铁路营业线影响小，施工质量可靠，施工速度快，造价低等优点[1-4]，因此，在既有线施工中得到广泛应用。文章结合任丘热电铁路专用线建设项目工程特点采用基桩上部长护筒人工防护桩工法，下部采用钻孔防护桩工法相结合的工艺。

1 工程概况

新建任丘电厂铁路专用线D2K1+303.05处跨津保公路大桥中心线与既有京九铁路右线中心线间距8m，新线桥台施工时，需拆除既有桥台锥体护坡，为维护既有线设备，保证既有线行车安全，采用人工挖孔钢筋混凝土防护桩进行防护，防护桩在既有线横向和纵向成“U”形布置（见图2），防护桩桩径1.25m，桩间距1.75m，护壁厚0.1 m，桩顶设高0.5米、宽1.25米冠梁。桩身主筋采用Φ18 HRB335 钢筋，混凝土等级C30。既有京九线桥台后过渡段原地平面以上5.2米的填筑材料為砂夹级配碎石，自身稳定性较弱，容易造成塌方，影响既有线安全，所以防护桩上部6米采用长钢护筒护壁抵抗负摩阻力，下部采用钻机进行钻进。

2 防护桩检算

在现场实测断面的基础上，建立了验算模型，如图2所示。为便于计算，将上述模型简化，见图3

（1）最小埋深验算（按单锚浅埋桩计算）

为保证桩身稳定，在B点的力矩为零，即？撞MB=0，由此可得出：

解方程得：t=8.26m，实际挖桩为8.5m，满足要求。

（2）挖空桩截面验算

设最大弯矩点出现在承台的底部，则弯矩为：

桩身混凝土采用：C30，fc=14.3N/mm2，A=1226563mm2，保护层厚度取as=30mm，则rs=750-30=720mm

则桩的抗弯承载力为：

满足要求。

3 防护桩施工方法

3.1 桥台防护桩原地平面以上部分采用人工下钢护筒的形式进行制作，桩径1.25m，施工时必须确保挖孔的垂直度。钢护筒采用8mm厚的HPB235钢板进行弯制，单节护筒高度为1.5m，护筒间焊接成整体，护筒底必须伸入原地面下不小于1m，以保证护壁强度及既有线路基的稳定。原地面以下桥台防护桩采用小型正循环钻机钻孔方式进行施工。

3.2 设计防护桩桩长为18.5m，地平面下采用小型正循环钻机钻孔方式进行施工。

3.3 防护桩施工采用隔一打一的方法，避免路基凌空面过大造成路基的坍塌。

3.4 为确保防护桩的稳定，在防护桩顶预留50cm钢筋笼，增加宽度1.25m，厚度0.5m的冠梁，内设通长连接钢筋，将防护桩连接为一个整体。

3.5 由于既有桥台后过渡段填料为砂夹碎石，容易发生溜塌，由于桩与钢护筒已经浇注成整体，既有护锥开挖时，随开挖随用8mm厚的HPB235钢板将桩间孔隙全部焊死，确保其不会溜塌。

4 施工安全措施

4.1 孔下工作人员必须戴好安全帽，孔上工作人员应专心致志，绝对保证孔下工作人员的安全性，防止一切地面坠物，并时刻注意孔下人员情况，有列车通过时应停止孔下作业，孔下作业人员应在防护人员的监护下提前上来。

4.2 所有使用的提升、装土工具都必须做到牢固、可靠，并每天在开工前检查，以保证孔下施工安全的可靠性。

4.3 挖孔、混凝土护壁、制作护壁钢筋、浇捣砼必须严格按施工工序和施工安全操作规程进行。

4.4 挖孔桩施工过程中，设专人观测土体情况，以保证施工人员安全。

4.5 作业人员上下孔，必须通过专用吊笼或安全爬梯上下，下班期间孔口必须有可靠的覆盖措施。孔下作业人员在作业过程中，随时留意孔内各种变化情况。发现问题停止施工并及时处理。

4.6 挖出地面的土石应距孔口边缘2米以外，堆放高度不应超过1米并及时运走。

4.7 钢筋笼长度分节制作，每节长度为3米，钢筋笼采用吊车吊装。