解析铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术

蔡桂勇（中铁二十三局集团第四工程有限公司，四川 成都 610091）



解析铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术

蔡桂勇（中铁二十三局集团第四工程有限公司，四川 成都 610091）

目前我国的铁路建设是国家经济建设中至关重要的工程项目。但是在实际铁路铺设过程中，往往会碰到软土地区，此地区施工困难。由于软土的地质情况十分特别，铁路建设施工工程中，尤其是在软土地区进行大孔径钻孔桩操作十分艰巨。本文着重对软土建设施工的缺点展开讨论、解析，特别是对如何在软土地区运用大孔径钻孔桩技术进行铁路施工的问题展开讨论。

铁路施工；软土地区；大孔径钻孔桩技术

引言

铁路交通运输方式是除了公路交通运输外，最重要的交通运输方式，大幅增加了国民经济的发展。铁路建设技术的增加，能够提高铁路的运输能力，增加人们之间的交流，方便货物的运输。如今的铁路网已经覆盖全国各地，成为各个地方之间进行讨论、交流的联系通道。然而在光鲜亮丽的外表之下，也潜藏着许多不为人知的难点。众所周知，我华夏泱泱大国，国土辽阔，资源丰富，地形复杂，气候多样化，严重影响了我国铁路建设的进度，大孔径钻孔桩技术尤为更甚。由于气候条件多变，地形复杂，许多软土地区覆盖在我国铁路施工建设的线路上。使得在该地区使用大孔径钻孔桩技术进行操作失败的可能较大。这一难点是铁路建设迫不及待所要解决的问题，如何提高施工工程的质量，改进施工的技术，已经变成相关铁路部门的首要解决的任务。本文结合实际，就大孔径钻孔桩技术在实际中操作的重难点进行讨论。

1　目前软土地基潜藏的问题

泥土中蕴含丰富的自由水是软土地区最主要的特征，按照其外貌与性质又被叫做淤泥质黏土。以工程学的视觉来观察，纯天然的孔隙率围堰一般高于1.5的黏土和亚粘土为淤泥，围堰在1.0～1.5范围之间称为淤泥质黏土。软土地区在水资源丰富、湿地或者沼泽区域较为常见。因为泥土中富含较多的水分，所以软土的收缩性明显提高，导致土壤抗压能力减弱。把软土当作地基，因为泥土中的水分难以从土壤中渗透出来，所以土质凝固速率慢，地基韧性上升慢，下降速度慢，从而使得一些经常用来处理地基的办法难以奏效，达到预期目标。一般来说，铁路施工建设中所面临的软土地基的问题主要有：①收缩性显著。软土地面主要由微超固结土与固结土构成，在一些崭新的软土土层中也会出现欠固软土。软土一般收缩性较强，收缩性多数情况都大于0.5MPa-1，在力的作用下，就会出现不规则的形变。假使在此处进行施工建设铁路，就会使软土路面产生不规则的下降，对铁路的施工质量带来巨大影响，严重伤害地基的稳定性。②渗透系数较低。软土土层中蕴含大量自由水，但是却渗透困难，渗透系数低，因此大幅减缓了软土路面地基的固结速度，对地基的有效应力的增加有着巨大影响。在接触压力对其外部挤压时，软土土层中的自由水的谁呀急剧升高，使地基的凝结压实造成负面的效果。③泥土中颗粒的缝隙较大，自由水含量较高。软土的产生一般都是经过水流长时间的冲洗、沉淀的过程。最基础的特点就是土壤蕴含丰富的自由水。因为含有大量自由水，所以软土地层的硬度非常小，在受力的情况下极易形变，淤泥的灵敏度非常高。

2　软基路面的大孔径钻孔桩技术

2.1钻孔前期的准备工作和注意事项

使用机器进行钻孔工作时，首先就是对钻机进行安装与钻孔操作。由于钻孔机器其本身重量比较大，工作时会发生剧烈的颤动，对路基产生巨大冲击，但是软土地面的承受能力又十分有限，即使钻机本身装备履带可以适应各种各不相同的地形，但是为了保障建设施工工程的顺利开展，使施工人员的生命安全得到保护，在钻孔机器开始正式操作前，一定要对待建设的位置进行固定操作，增强软土的承受能力，保持钻机的稳定性。正式施工时，钻机的头部以及钻机的桅杆中部位置与防护中心位置的偏差必须小于5cm。打孔的位置必须精确，根据不同性质的软土使用不同的钻机，提升工作效率，充分发挥钻孔机器的性能，杜绝由于设备自身的毛病，导致延误工期，出现不必要的损失现象的发生。

2.2钻孔施工质量方面问题的讨论以及预防措施

（1）坍孔现象。钻孔机器挖孔施工中最多见的毛病便是坍孔现象。发生坍孔现象后，钻孔内的水位会急剧下降，从钻孔口处出现许多密集的气泡，使得钻头难以下降开展施工，这便是坍孔现象产生的特征。出现这种现象时，必须立即停工，快速找到解决对策。引起坍孔的主要原因有泥浆比例不符规定、水头高度欠缺、钻头持续孔钻太久或者转速太快等。必须从以下几个方面处理坍孔：①保证水泥、黏土的质量达到规定的标准，假使是在砂层处建设，就需选用密度大、粘性强的泥浆。②确保钻孔的时候，填埋的护筒与水头的高度达到规定的标准，钻孔结束后仍需要维持一段时间的水头，同时往孔洞中注入混凝土。一旦出现坍孔，需要立即撤掉护筒，从开始做起。如若出现钻孔坍塌的问题，必须把钻孔钻进的距离与孔洞的深度做比较，从而判别是否发生坍塌。如果确定发生坍塌，就需要实施回填操作，填埋的深度必须高于坍塌的地点。当一切回归正常之后，才可以继续施工。

图1

（2）钻孔的方向发生偏离现象。铁路的建设施工场地的地形情况一般来说都是十分复杂，假使无法让钻孔技术得到足够的肯定，或者因为钻孔机器的不合理的使用都会引起钻孔的方向发生偏离。如果想要解决此类事情的出现，首先就必须严厉要求钻孔机器的组装质量。组装机器时，钻盘的顶部必须与水平面平行，立轴中轴线与钻机的中心处于相同垂直平面。发动钻机时，必须把握好钻杆的距离，预防钻杆上面出现震动现象，引起钻杆倾斜。钻机钻孔时，必须对立轴、钻机中心以及吊环中心的距离不间断检测，尤其是把握住在不同硬度的地层中的速度。出现偏离现象时，需要及时改正。

（3）钻孔密封不严出现漏水现象。当土层出现水极易通过的流沙或者沙粒领域时，就会发生泥浆从钻孔中侧漏的现象。假若护筒的质量过差、太过劣质或者填埋护筒时没有对土壤进行夯实处理都会导致漏水现象的出现。对于这一现象的主要解决措施就是增加水头的数量。

图2

3　清洗钻孔技术

对钻孔进行的清洗之前，必须确保钻孔的内部直径是否符文规定，核查钻孔深度、钻孔方位、钻孔的竖直度是否达到规定要求。清洗钻孔的形式比较多，一般经常使用的是空压机对其进行喷射、更换泥浆、抽取泥浆等。无论使用哪种方式对钻孔进行清洗都一定要维持钻孔的水头部位处于合适位置，预防出现坍孔现象。钻孔清洗完毕后需要对目标泥浆实行采样、收集、和分析处理，保证钻孔的每一项数据都符合正常作业的标准。钻孔清洗干净的准则是：钻孔内抽取出的、排放出的或者打捞出的泥浆不会出现2～3mm大小的固体颗粒物，水和泥浆的比例应该不大于1.1，含砂率小于2，粘度在17～20s之间。

4　钢筋笼的施工和混凝土的灌注技术

一般来说钢筋笼骨架都是通过对每一节加工之后，组合而成的，多使用大型机器对其进行制作、加工，由工作人员调整其的方位，加固之后，通过电焊技术将其焊接在机器上，通过机器的转动把箍筋绑定在主筋上，这样钢筋骨架就制作完成了。为了预防出现骨架形变的发生，必须在每一道加强筋上安装一个十字撑，并且其必须与主筋的直径保持一样。

谨慎操作吊装钢筋笼，动作轻缓而从容，不能发生钢筋笼和钻孔壁发生摩擦的事故，导致钻孔壁的破损。钢筋笼做送到施工现场后，需对其进行检查，复合规定后，将其安装牢固，一切就绪后，开始往钻孔里注入混凝土。工程质量能否达到标准，工程施工能否按照预期时间完工取决于混凝土本身的品质和操作技巧。必须严厉把握混凝土的品质，搭配出符合标准的混凝土材料。浇筑时必须不停歇，持续作业，不能出现停顿。

5　结束语

大孔径钻孔施工技术在我国铁路软土地区建设施工中扮演者至关重要的角色。钻孔技艺水平的上下决定我国铁路在软土地区的建设工程是否可以完成预期的目标，以及质量达标，是评比一个国家铁路建设施工工程好坏的重要标准。中国大陆面积幅员辽阔，铁路运输在所有交通运输系统中占有至关重要的地位。目前我国铁路运输已经取得相当不错的成就，但是仍存在一些不足之处。在我国中西部地区铁路网仍旧落后。相关部门与技术人员对铁路软土地区大孔径钻孔桩技术的创新和使用投入更多的时间与精力，一步一步改善软土地基大孔径钻孔桩建设施工技术的保障方式，提高建设施工水平，增强建设施工的成果，简化建设施工的程序和增加国民企业的经济利益，促进国家铁路建设施工的发展。

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［3］邓俊仪.小公司创造大奇迹——中铁二十三局八公司渝利铁路施工纪实［J］.建筑，2014（04）.

蔡桂勇（1983-），男，汉族，工程师，本科，毕业于辽宁工程技术大学，主要从事铁路和高速路基、桥梁、隧道土建部分的施工管理和技术攻关工作。

U215

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2095-2066（2016）09-0200-02

2016-3-12