铁路水中墩深基坑支护技术

杜恺

摘要：在铁路施工中，水中墩施工难度较大，是铁路桥梁跨河、跨海施工的重点。为防止施工时的基坑坍塌，用钢围堰进行防护，然后进行水中钻孔桩、桩基础、承台及墩柱的施工，以便施工，并满足施工质量和安全方面的要求。本文首先介绍了铁路施工中水中墩支护施工的方案选择，然后简述了铁路施工中水中墩支护施工的总体施工过程，最后探讨了铁路施工中水中墩支护施工的注意事项。

关键词：铁路施工 水中墩 支护施工

水中施工是铁路建设过程中的一项重要内容。目前，最常见的水下施工项目是水中墩施工。而水中墩施工往往需要必要的支护。水下施工不同于陆地施工，它对工程材料、机械、工序安排和作业人的专业技能都有严格的限制条件。在工序安排和施工内容方面，水下混凝土支护是关键程序。笔者将结合工程经验，在下文中对水中墩支护施工技术进行分析和探讨。

1 确定好水中墩支护的施工方案

要提高水中墩支護效果，必须制定一套技术可行、经济合理的支护施工方案，这对保证整套工程质量达标而言至关重要。编制技术方案时，须关注几个节点。比如，先实地考察施工现场，了解水文地理和气候变化规律，根据铁路梁水中墩施工要求，将与施工方案有关的技术参数进一步整合，最终提出一套合理可行的设计方案。具体来讲，按照工期要求提前备好支护施工所用的材料和机械，安排足够的技术人员，按照施工组织设计有序开展施工建设。通过实际勘察掌握水中地质的受力层受力特性，以期进一步优化加固措施。雨季施工除了考虑工期，还需重点勘察现场，针对各种风险因素提前布控，保证安全施工。

2 水中墩支护的施工技术

2.1 基坑开挖施工

施工前必须计算出钢板桩的入土深度，确保钢板桩围堰支撑能够承受桩后土和水的压力作用。

2.1.1 钢板桩围堰施工

据工程经验，常选用连锁下沉的方式施作钢板桩围堰合龙。可按下列步骤操作：

①选择合龙点：宜在地质状况稳定的浅水区布设合龙点，以确保法向和轴向的倾斜度，从而确保钢板桩合龙情况符合设计要求。

②严格控制合龙部位钢板桩的垂直度：钢板桩下沉后跟踪观测记录其法向和轴向倾斜度，以指导、纠正后面钢板桩的下沉。施工中常用的方法是异形钢板桩，从而纠正其轴向倾斜度。

③钢板桩合龙：相邻钢板桩能必须按设计要求咬合。因此，插打前，合拢两侧的钢板桩标高不宜相同。按由高到低的顺序套好桩锁口，然后慢慢施打合拢钢板桩，令其不断深入直至深度达到设计要求。

2.1.2 钢板桩围堰施工中常出现问题、原因及其应对措施

①围堰无法正常合龙：由于缺乏一套合理可行的施工组织方案，盲目操作，使得围堰实际尺寸严重偏离设计尺寸，应按照合龙口实际尺寸制作异形钢板桩进行合龙。

②如果打桩到一定深度后再无法深入，可推测是遇到了大块石，应向上拔钢板桩1-2米再施打，反复的上下振拔几次，就可以顺利打入。

③带桩现象：由于在松软地基上打设钢板桩，建议把相邻几根桩焊接起来，为了减小行进阻力，可将黄油当作润滑剂涂抹在施打单桩的连接锁口处。

④围堰漏水：由锁口的破坏间隙增大或未按操作要求止水导致围堰漏水。在围堰内抽水时，应在围堰外撒大量的谷糠、木屑及细煤渣等，若锁口间隙较大，可同时在围堰外侧包裹彩条布止水。

2.2 桩基础的施工

在施工过程中应严格控制混凝土的连续性、坍落度、和易性，并防止堵管。在进行水下混凝土浇筑工作之前，应完成钻孔施工。可以采用直升导管法灌注水下混凝土。漏斗连接导管，隔水栓安装在漏斗下方。施作桩基础时，先将足量的混合料置于漏斗中再快速灌注。灌注时切忌中断，以免导致混合料离析。借助导管将混凝土拌合物填入已灌好的混凝土中，在这一过程中，并且导管口应该始终埋在混凝土内，已灌好的混凝土托顶着上面的水和泥浆匀速上升。灌注时间不宜过长，在首批混凝土初凝之前，完成全部灌注工作，以保障灌注工作的顺利进行。桩基础施工流程为：定位测量；钢护筒的埋设；钻机就位；制备泥浆；钻孔；终孔；清孔。在钻孔施工时，要控制好进尺，以正循环低档慢速钻入，为了防止出现孔口坍塌或者孔位偏心的现象，应使初期成孔圆滑且竖直。在钻头钻孔钻过松软土层后，应注意立即将正循环钻入改为反循环的方式钻入，在钻孔的过程中必须减压钻进。钻进过程中应注意观察地层变化，还需及时滤渣，在地层变化处采集渣样后，可以判断出地质所属类型，有了地质类型就便于对照设计地质剖面图。与此同时，做好准备对泥浆的各项指标进行检查，必须保持钻孔持续不间断地进行。为达到钻孔深度的设计要求，要事先详细检查孔型、孔位、孔径、孔深等，并对孔底地层和孔深进行确认，确认其是否满足设计要求。在满足设计要求后，还须进行灌注水下混凝土和孔底清理的准备工作。在清孔时，可选择换浆法，清孔标准应该严格按照规范要求和设计标准。对于泥浆是否达到标准可以通过观测或触摸抽出的泥浆或者孔内排出的泥浆，观察泥浆内是否包含两到三毫米的颗粒状物质，且泥浆比重小于一比一。

2.3 承台施工

承台施工的工艺流程为：钢筋半成品的核对-钢筋的绑扎-防雷接地构件的预埋-绑好砂浆垫块-钢模板的组装-模板的预检-浇筑-振捣-养护。承台施工：将桩头预留的混凝土凿除，整平掌子面。监理工程师验收后浇筑混凝土垫层，继而开展承台施工。在专用钢筋棚内制造钢筋，再运至施工现场按设计要求进行绑扎。要求用输送泵分层浇筑混凝土，层厚要小于40cm。指派专人监控浇筑过程中钢筋及振捣的施工质量。待混凝土初凝后按规定进行养护。

如果桩身与墩身之间的距离过短，或二者的位置在水平面交叉，墩身施工就可能受到桩护筒的干扰。为避免这一情况发生，应将墩身置于承台上的指定位置，连接钢筋桩后才可继续施工。

2.4 墩柱施工

墩身采用整体钢模板支模。支模时，首先要保证模架稳固，可借助手拉葫芦从四周预埋件开始对拉来固定模板。支模后，要求检测钢筋绑扎尺寸、模板垂直度和钢筋保护层厚度等是否达到设计要求，并通过对拉螺栓加固模板。挂有混凝土的缓解器的承重脚手架应搭设在模板周围，以防骨料离析。要求必须匀速浇筑混凝土，然后用插入式振捣器分层浇捣，确保一次成型。当混凝土强度到达规定指标时拆除钢模板。拆模后立即按要求对混凝土进行覆盖养护。

3 水中墩支护施工的注意事项

水下浇筑混凝土墩身，无论是施工难度，还是技术指标，都比水上施工难得多。为了保证施工质量，必须挑选高素质技术人员施作这道工序，并且开工前要对所有参建人员进行安全技术交底，科学地安排施工流程，合理分工，确保人人有事做。在施工阶段，要密切管控各道工序的操作进程，确保混凝土浇捣一气呵成，避免中途停工或返工导致资源浪费。具体来讲，水下灌注混凝土桩应该重视以下几点：

一是水上施工人员一律持证上岗，岗前必须进行体能测试，不合格者不予录用。开工后，所有参建人员一律穿戴安全防护设备，严格按规定流程操作。工前对现场的机械设备进行安检，确保其具有良好的安全性能；指派机械操作经验丰富的技术员操控水上作业的专业机械，保证工序流程、平稳。施工时，加强现场安全监测，密切排查隐患，确保安全施工。

二是在施工过程中，必须严格执行施工方案，在未经允许的情况下，不能对其进行随意的改动。例如，在施工中，打桩机在插打钢板围堰时，需要全面检查打桩机。在对围堰进行插打作业时，要求机械的吊点高度比低于桩顶下桩长的三分之一；同时打桩难度比较大时，不能长时间使用振动锤。

三是在安装内支撑时，需要按照设计要求，观察设置的反向牛腿和木楔是否正确；合理控制拔桩时间，否则伤害孔和桩身，为了循环利用拔出的桩，需要对其进行及时的清理和保养。对围堰周围进行施工时，需要采取措施，确保围护的稳定性。

4 结束语

近两年，国内铁路建设事业如火如荼的开展着，铁路施工及其质量安全逐渐成为当前铁路工程高度关注的问题。水中墩支护施工技术难度大，安全风险高，因此工前必须制定一套技术可行、经济合理的技术方案，严格按方案施工，以确保施工质量和技术水平达标。

参考文献：

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