《铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术要点》
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[摘 要]作为交通运输体系中的重要组成部分,铁路在城市经济的发展中有着非常重要的作用.基于软土土质的特殊性以及铁路工程对路基质量的高标准要求,做好软土地区的施工尤为重要,基于此,本文针对铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术要点展开探讨,供读者参考.
[关键词]铁路施工；软土地区；大孔径钻孔桩
中图分类号：F31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）02-0390-01
1软土地区铁路施工的基本情况
软土地区由于土质软弱,一直以来都是铁路施工的难点.能否妥善解决软土地区施工问题,对于铁路工程施工质量安全有着决定性的影响.在软土路基施工方面,我国铁路工程建设单位积累了较为丰富的经验,但由于我国地质、地理条件复杂,在进行铁路工程建设时,有时会不得已选择一些经过软土地区的铁路线路方案设计,而此时,做好软土治理,改善土质结构质量,使之达到铁路工程施工要求,是铁路工程施工单位一直以来深入研究的课题.
对于铁路工程施工来说,软土问题属于一项非常复杂的课题,每个地区的具体情况不一样,软土土壤的性质也不一样,各项铁路工程面临的施工条件和可以使用的资源不尽相同,这就决定了解决、治理软土问题,推进铁路工程建设施工没有一套固定的准则,必须要根据工程实际具体情况采取针对性的措施.需要注意的是,在制定软土土壤治理方案时,一定要把经济指标作为一项重要参考因素加以衡量、评估.制定施工方案时不能单纯考虑技术因素,还要考虑经济因素,只有做到经济效益和技术质量的均衡和最优化,工程建设才能说是成功的.大孔径钻孔桩施工技术是铁路工程软土地区施工中常用的技术手段,对于改善软土土质,提高铁路路基工程稳定性,避免塌陷、沉降问题发生,确保铁路工程质量安全有着十分重要的积极意义.
2软土地基的特点
土壤中含有大量水分是软土最显著的特点,因其性质、形态还可以被称为淤泥质粘土.从工程学的角度来看,孔隙率围堰在1.0-1.5范围内的为淤泥质粘土,天然孔隙率不低于1.5的粘土和亚粘土为淤泥.在我国,软土广泛分布于水系丰沛地区,最常见于湿地或沼泽区域.由于土壤中含有过多水分,软土的压缩性能显著,但抗压能力很低.若是以软土为地基,土质固结速度很低,地基强度和沉降速度的增速都很慢,这将直接导致常用的一些地基处理方法效率极其不明显.软土地基存在以下几方面缺点：
①软土土壤一般都是因为水流的冲刷而形成的,因此其土壤孔隙较大,含水量相对较高,很容易发生变形的情况.铁路的正常运行会这种土壤的地质条件会影响,其变形会导致铁路铁轨塌陷或者下沉,很容易诱发交通事故.
②如果软土受力较大,因其压缩系数相对来说很高,可能会导致其发生不均匀的土体变形.在这种情况下,如果软土上存在建筑物,会造成工程地基的不稳定,导致建筑物的大规模沉降,影响建筑物的使用寿命.
③虽然软土土壤的水分含量很高,但是其渗透的系数较低,水分不易渗透,会导致铁路地基的凝固时间的增加,严重影响到铁路建设工程的进度.
④一般软体都具有一定的流塑性,因为当外部给予其压力时就会出现移动的现象,即抗剪能力非常弱.另外由于软土的强度较低因为其灵敏度相对较高因此要尽量不去扰动地基以免使地基形态发生变动.
3铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术分析
3.1施工前期准备阶段
在大孔径钻孔桩施工前期准备阶段,主要要做好场地准备、护筒埋设、泥浆制备等几项工作.在施工开始前,施工人员要对施工现场进必要的清理、整治.如果是在旱地进行施工,要将现场杂物、石块、垃圾等清理干净,实施场地平整处理,并对软土区域进行压实作业.如果是在坡地上施工,则要用枕木或钢材等坚固材质,根据施工具体要求安装设置工作台,为打孔作业构建基础.如果是在水中进行施工,则要进行岛围堰的建设,具体面积要根据钻孔孔径大小和设备占地面积来计算.要在钻孔处设置好护筒,护筒坚固程度要达标,防止出现漏水问题.一般而言,护筒高度要高出地面0.5米.泥浆是软土硬化处理中必须使用到的重要材料,必须严格保证制备质量.泥浆的配比和原料都要依照设计标准严格执行,根据不同地质情况,可以在泥浆中适当的加入纯碱,或使用膨润土,增强泥浆护壁的效果.
3.2钻机钻孔的工作要求
由于其动力大、机身重、钻机配履带,旋挖钻机可以适应不同地层,但为保证施工过程中钻机的水平度及稳定性,还是需要在钻机就位之前采取钢板铺设或是抛填片石、抛填挤淤的方法做好松软地层地基的加固,以加大软土地基的承压能力,充分保证机械水平度.为保证开孔孔位准确,钻杆或钻头中心和护筒的中心线偏差不可大于5cm,还要注意初成孔壁的竖直度、坚实、圆顺.直径为2.5m的钻孔桩成孔应该分三次,第一次旋转挖孔需要达到设计要求深度,因此选取直径为1.5m的钻头.依照不同地层来对钻机钻进的速度进行控制,避免速度太快造成塌孔.钻孔时密切注意地层变化情况,并和设计施工图纸做好核对.
3.3钻孔异常处理
在软土地基摩擦桩钻孔施工过程中,若出现塌孔,应立即停止施工,进行塌孔处理.引起塌孔产生的原因是泥浆比重不合理、水头高度过低、钻头速度过快、空转时间过长等,因此,施工前应选择高质量、高粘度的泥浆,钻孔时应确保井内的水头高度达到钻孔要求,合理埋设互通,当钻孔完成后也应保证井内有一定高度的水头,及时进行水下混凝土的关注,有效预防塌孔情况的出现.发现塌孔时应将护筒拆除后进行钻孔回填,待处理完毕后再重新埋设护筒,进行钻孔.钻孔期间,如果施工操作不当或受到地质条件的影响,钻孔容易偏斜弯曲,若出现这种情况,应检查钻孔偏斜的位置以及偏斜程度,根据具体情况来制定处理方案,当前最为常用的处理钻孔偏斜弯曲的方法是扫孔法和回填法.
3.4清孔、钢筋笼的加工及安装
在清孔之前,要检查孔深和孔径,保证各参数满足設计和规范的要求.清孔有很多种方式,常见的包括抽浆、换浆、掏渣、空压机喷射及砂浆置换等.为避免出现坍孔问题,不管采取哪种方式都要确保钻内水头的位置.清孔之后,需按照有关标准对孔底的浆液进行取样和分析,保证各项技术指标达到规定水平.
钢筋笼加工采用的是大型机械,钢筋的骨架的制作通常是在机械上将骨架位置调整并固定后进行人工焊接箍筋,按调整后的机械钻速进行旋转缠至主筋之上.此外需要注意,每道加强筋都需设十字撑且钢筋的直径要和主筋保持一致,以避免骨架的变形问题.
3.5存放、运输与吊装钢筋骨架
要确保钢筋龙骨存放在干燥、平整的位置.为防止受潮或是沾上泥土,存放时要垫上等高木方避免直接接触地面.为方便使用过程中按照顺序进行装车和运输,每个骨架各个节段应排序并挂好标志牌.钢筋骨架在移至墩位过程中要确保骨架不产生变形.
4结束语
在进行铁路施工时,需要结合施工现场的实际情况,做好软土地基施工前的处理工作,保证铁路施工路基的可靠性与安全性,保证铁路施工质量安全.大量工程实践显示,大孔径钻孔桩施工技术对于改善软土土质,提高软土地基稳定性有着极为突出的效果,适合在我国软土地区铁路工程施工中推广使用.
参考文献
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