中铁十七局集团第三工程有限公司 河北石家庄 050081
摘要:本次研究对铁路路基工程基本情况实行概述,对铁路路基工程施工中螺杆桩的应用情况加以研究,对铁路路基工程螺杆桩施工安全保证措施进行探析,主要目的:在铁路路基工程施工中合理应用螺杆桩,发挥出其最大的应用作用,以此规范螺杆桩施工流程,并提高截桩头施工及桩帽施工的效率。
关键词:螺杆桩;铁路路基工程;施工;应用
为合理使用并发挥出螺杆桩,在铁路路基工程施工中的作用,需要按照螺杆桩施工流程作业,然后明确截桩头、桩帽的施工方法,认真做好铁路路基工程螺杆桩施工安全保证工作,以便确保铁路路基工程项目的顺利实施、作业人员的人身安全,为促进铁路事业发展打下良好的基础。
以新建安庆至九江铁路AJSG-1标段为例,该标段DK162+620.616至DK165+610段,作为新安庆西站站场的路基,总长度约为2980m。这一工点前接、跨国道G206特大桥,后接区间路基工点,新安庆西站地基处理螺杆桩的直径、桩长、桩心间距分别为:0.5m、4-9.5m、2m,以正方形实行布置,直杆段的长度在桩长1/3以上,螺杆段直径和直杆段直径一致,螺杆桩使用的为C25混凝土。在桩顶位置布设C30钢筋混凝土桩帽,而桩帽的大小为1m×1m×0.3m,桩帽内顶面有双向钢筋网片,钢筋采用HPB300级,直径10cm,间距10cm,末端设180°弯钩,钢筋保护层的厚度设置为50mm。
(一)螺杆桩施工流程
遵循测量放线、桩基就位、钻进成孔,以及设计标高、泵送混凝土、提钻和设计标高停泵、成桩的顺序进行螺杆桩施工作业[1]。(1)测量放样方法:使用全站仪确定线路、放出路基边线,然后对地表标高进行测量,旨在保证路基的平整性。参照相关设计文件、施工图要求,借助全站仪的作用确定螺杆桩部位,置于木桩、撒白灰作以定位处理,待通过测量工程师复核后可以正常施工作业。(2)桩机就位方法:联系测量放线位置实行桩机就位,确保钻杆中心和桩位中心为垂直的状态,对钻架作以垂直度检测,要求桩位偏差、钻杆垂直度偏差分别在45mm以内、1%以内。(3)钻进成孔方法:进行钻孔前将钻头阀门关闭,向下移动钻杆到钻头接触地面后钻进即可,这个过程应以慢——快过度,从而降低钻杆发生摇晃问题、降低钻孔偏差。成孔时仿若观察到钻杆摇晃现象,需以放慢进尺的方式处理,旨在有效减少桩孔偏斜、位移的发生率。在动力头底停留钻机塔身位置作以标记处理,动力头底即将达到标记处位置时,严格观察电流变化、动力头振动,如果电流过大、摆幅增加,能够判定桩头达到设计要求岩层面位置。(4)混凝土搅拌、运输方法:混凝土供应地点处于5#号混凝土拌合站,运输时间在10min左右,混凝土运输到现场加强对混凝土状态的观察,同时做好混凝土坍落度及含气量相关检测工作,对1个月内抗压强度进行测定。(5)泵送混凝土、拔管方法:通过监理工程师对进到持力层情况加以检查,然后拔管、泵送混合料,钻杆芯管充满混合料以反向旋转钻杆,钻杆达到直杆位置底面标高,钻杆需要以正向同步旋转,直到泵送混凝土处于直杆段桩顶设计标高位置[2]。混合料灌注时确保混合料面较钻头面高20cm左右,拔管速度为每分钟2m,并且混合料灌注量需较设计灌注量大。(6)提钻至孔口、停泵方法:提钻期间,钻头需要在处于桩顶设计标高时,立即停止泵压混凝土作业,灌注混凝土超灌量约为35cm,钻孔中心泵压混凝土形成桩体可提出钻头。(7)成桩方法:移机并施行下个桩施工作业。
(二)螺杆桩施工方法
1、截桩头施工主要方法
按照桩间土开挖、标高定截桩位测定、无齿锯环切截桩护截除桩头的顺序施工。通过人工+机械的方式,对桩帽周边土开挖作业,开挖的厚度25cm,及时处理完成开挖后土,目的为避免发生二次倒运现象。经现场技术员对桩顶标高测定,然后使用红油漆作标识处理,将桩头截除后使用无齿锯截断桩头部分,这时需清理螺杆桩桩顶端,从而达到长度方面的设计要求。相关需要注意事项:(1)桩帽基坑开挖、清运,以及截桩头施工作业时,禁止对桩顶平面下构成严重扰动、桩身碰撞,究其原因和螺杆桩为素混凝土有关,以此防止发生桩身浅层断裂状况。(2)截桩时通过现场监理、监督,待通过质量检验后方可进行接下来的工作。(3)经过桩体质量检测后即可施行桩帽施工作业。
2、桩帽施工主要方法
首先对桩基检测设计要求加以了解,在桩帽内顶面铺设双向钢筋网片,使用HPB300级直径和间距均为10mm的钢筋,于末端放置弯钩,将钢筋保护层的厚度设定为5cm。然后对桩帽顶面标高测定,模板安装时保持接缝紧密、固定效果,建议应用定型钢模,在模板上通过红油漆标注桩帽顶下5cm情况,主要目的为确保钢筋网片设置的合理性。通过混凝土泵车泵送桩帽C30混凝土,将混凝土浇注到桩帽顶以下,作以相应的标记处理后经振捣棒振捣密实,并且置入钢筋网片,在此之后浇筑混凝土,振捣密实收面并于混凝土初凝后二次收光,并达到桩帽面平整的要求。最后在浇筑混凝土后进行养护处理,覆盖土工布、洒水,养护时间在1周以上,混凝土达到设计强度后可拆模板。桩间土回填要点:螺杆桩桩帽强度达到设计标准后将模板拆除,于桩间土中以人工+机械回填方式作业,建议实行2次填筑,采取小型压路机压实,各层压实厚度>15cm,压实质量达到压实度0.93的要求。在施工的过程经质检人员旁站监督,同时做好钻压电流、孔深及堵管等施工原始记录工作。因螺杆桩施工工程为隐蔽工程,所以施工后需通过监理部门确认后,才可以实行接下来的作业。
三、铁路路基工程螺杆桩施工安全保证措施探析
(一)构建安全生产管理网络、安全生产责任制
构建安全生产管理网络,配备项目安全总监、专职安全工程师、现场安全员及驻站联络员等。然后编制相应的安全生产责任制,促使各岗位人员明确自身职责。在施工作业前组织安全生产教育活动,主要学习的为相关法律法规、劳动保护条例,以及国铁集团安全生产等方面的内容,进而提高工作人员的责任意识、安全意识,合理分工。
(二)签订施工安全协议、实行交底工作
要求建设企业/上级主管部门对施工组织方案确认,然后签订施工安全配合协议,遵循施工方案作业[3]。除此之外,应进行技术交底、安全交底工作,施工现场内的运输道路、电缆及临时工程等,均需保持一定的安全距离,同时配有相应的照明设备,做好排水和排污工作。移动钻机其将将主电源切断的同时设立警示牌,开机时对电路、接头及开关等确认,待确认无误后送电。此外,需要作业人员进到施工现场后,穿戴防护服、安全帽、护目镜等,以此确保作业人员的生命安全问题。
结语:螺杆桩施工可防止结构受到地下水所影响,承载力较高且不易发生沉降问题,可以降低对四周环境构成的危害。针对于此,建议在铁路路基施工中应用螺杆桩,以便提高工程整体效率、安全,同时应以多种路径出发做好螺杆桩施工安全保证工作,比如:构建安全生产管理网络、 编制安全生产责任制、签订施工安全协议、实行交底等路径。
参考文献:
[1]马新辉.铁路路基施工中螺杆桩加固地基机理及施工工艺[J].安徽建筑,2019,026(005):51-52.
[2]张克辉,时兴隆,熊乾,等.银吴客专螺杆桩复合地基承载及沉降特征研究[J].路基工程,2019,202(01):78-82.
[3]李贵山.螺杆桩自动定位成桩工艺在软基处理中的应用[J].铁道建筑技术,2020,000(001):129-132.