铁路桥梁常用桩基础应用浅析

铁路桥梁常用桩基础应用浅析

顾 ,渊

 滇中铁路建设指挥部 云南 昆明 650200

摘要：随着铁路建设高质量发展推进，对轨道的平顺性、基础的稳定性要求越来越高，桥梁在铁路线路中的占比越来越高，提高桩基础施工质量，可以保证施工安全、结构安全和运营安全。本文分析介绍高速铁路常用的桩基础的适用范围、施工程序与工艺流程、施工要点，为高速铁路铁路桥梁桩基础施工提供一定的参考。

关键词：桩基础；钻孔灌注桩；挖孔桩

桩基础的作用是将作用于桩顶以上的荷载传到地基持力层上。其所承受的荷载由桩侧的摩阻力及桩端地层的反力共同承担。按照施工方法分类，常见桩基础可分为沉入桩、钻孔灌注桩、挖孔桩,铁路中较为常用的桩基础有钻孔灌注桩、挖孔桩。

1 钻孔灌注桩基础的应用分析

1.1 适用范围

钻孔灌注桩是指利用机械钻孔形成桩孔，然后灌入泥浆保护孔壁，经过泥浆循环排除残渣后，放置钢筋笼并灌注混凝土得到的桩基。钻孔灌注桩施工过程简便快捷，稳定性好，承载力比较大、沉降量小，适用于各种地质条件下的桩基施工。

 1.2 施工流程

钻孔灌注桩基础工程施工工艺为：定位测量，设置泥浆池，埋设钢护筒，钻机就位，钻孔，制备泥浆，成孔检测，钢筋笼制作及吊放就位、导管安装，二次清孔，混凝土灌注，养生，桩检，凿除桩头。

1.3 施工要点

1.3.1 准备工作

根据施工规范、工程要求和现场情况编制施工方案。钻孔机具应根据地质条件及设计桩径进行选择，钻孔前应平整场地，并设置孔口护筒，以固定桩位，维护桩孔内压力、水位，固化孔壁以防止坍塌，护筒顶面高出施工水位或地下水位2m，在旱地或筑岛时应高出施工地面0.5m。

1.3.2 钻机就位与泥浆调制

钻机应支垫牢固，防止钻机运行位移和摇晃。钻机就位时要保证钻锥中心对准桩位中心，确保钻机主盘平整，钻杆垂直度。钻头与护筒中心及设计桩位中心成一垂线，纵横向误差应在5mm之内。

泥浆的主要作用是防止桩孔坍塌、冷却钻机、增大静水压力、稳固桩孔。泥浆通常是由膨润土、添加剂与水以适比例调制而成的，调制中首先应注意对粘度和比重指标的控制，并及时检测和调整泥浆的其他各项指标，以调制出性能优质的泥浆确保孔壁稳定。

1.3.3 钻孔

初始钻孔应不急于进尺，宜采用小冲程，使成孔坚实、圆顺。当钻进2m以下时钻杆稳定后在根据地层土质逐渐加快钻进速度。在不均匀地层，软硬变层地层钻进时，应合理控制钻进速度，钻进时要轻压慢钻，并经常检查钻头转向装置及钻杆弯曲度，确保垂直度偏差1/100之内，防钻孔偏斜。当桩孔的孔深、孔径、倾斜度经检测符合要求方可终孔。

1.3.4 清孔

清孔方式有抽渣法、吸泥法和换浆法。抽渣法主要用于冲击成孔的摩擦桩，也可以用于不稳定地层条件；吸泥法主要应用于岩层地质条件以及土层结构较为密实易坍塌的工程中；换浆法主要应用于由正循环钻进所形成的桩孔中。清孔时保持钻孔的水位高出地下水位1.5～2.0m，以防止坍孔。为了保证清孔泥浆质量，用沉淀泥浆池供清孔使用。清孔后用测绳测定孔底沉淤厚度，直到验收合格后方可灌注混凝土。

1.3.5 钢筋笼制作安装

钢筋笼制作按照钢筋图纸下料加工，钢筋笼的制作应分段进行，分段长度应根据吊装条件确定，接头应错开，接头截面积不得大于受力筋总截面积的50%，设置专用台架制作钢筋笼，以保证笼体平直。下放钢筋笼时保持其垂直度。钢筋笼安装到位后应进行固定，避免钢筋笼下移和灌注混凝土时上浮。

1.3.6 混凝土的灌注

浇筑混凝土前应对孔深再进行一次测量，确保沉渣符合要求，灌注环节的导管埋深以2-6m为宜，每根桩的灌注时间不应过长，中间不得停顿，并保证混凝土顶面灌注到桩顶设计高程以上1m左右。当混凝土灌到孔口不再返出泥浆时，应提升导管；若需提高0.5～1.0m以上才能灌入混凝土，则此时应拆除一些导管，以减小导管埋深。

2 挖孔桩的应用分析

2.1适用范围

挖孔桩适用于无地下水或少量地下水，且较密实的土层或风化岩层，如空气污染物超标，必须采取通风措施。人工挖孔桩的主要优势是承载力大，具有施工方便，操作简单，设备移动灵活，造价低，对周围建筑物和环境影响不大、质量可靠等优点。　　2.2施工程序及流程

挖孔桩的施工流程为：测量放线，制作井口锁圈，安装提升设备，挖孔，护壁施工，成孔验收，钢筋笼制作及安装，混凝土灌注，养生，桩基检测。

2.3施工要点

2.3.1 测量放线

测设挖孔桩中心位置，埋设护桩，在桩周围拉出桩的中心十字线，开挖第一节桩孔，完成护壁后，把控制桩芯位置的十字线投放在第一节护壁混凝土上，同时将控制桩底标高的高程点引至护壁顶面，以便施工过程中经常量测挖孔深度。

2.3.2 挖孔

放样结束后，开挖第一节桩孔，每节桩孔挖深不得超过1m，渣土装入吊桶，提升至地面，孔口2m范围内不得堆放渣土。经常检查桩孔尺寸和平面位置，桩位误差不得大于50mm，桩倾度不得超过1％。桩孔每次开挖前及开挖后用垂球将桩轴线点投测至桩底部，由此确定、检测开挖断面以及控制护壁模板的位置和垂直度，根据桩顶标高控制桩深。

2.3.3 护壁

开挖到位后，进行护壁钢筋绑扎，按桩的位置立模，浇筑第一节护壁混凝土，挖孔桩护壁混凝土强度及护壁厚度应该满足设计要求。第一节护壁应高出原地面20cm，以挡水、定位。护壁混凝土浇筑密实，保证护的防渗功能整体性。每节段开挖后清理桩孔壁余泥，复核桩孔垂直度和直径，确保桩身垂直度满足规范要求，护壁混凝土浇筑完后再一次检查孔径及垂直度，护壁混凝土强度达到要求后，方可拆除本节模板，支下节，循环周转使用。

2.3.4 成孔验收

挖孔达到设计标高，向监理工程师报验终孔基底。确认终孔后立即对孔底进行处理，做到平整、无松渣、淤泥、沉淀或扰动过的软层。若孔底发现复杂地质和不良地质情况，应与监理、设计、建设单位联系，确定处理方案。

2.3.5 钢筋笼制作及安装 

圆形钢筋笼先加工定位圆环，再配置主筋与之环形成骨架，再做箍筋，后穿主筋和构造筋，主筋和构造筋连接采用搭接焊，接头应弯曲成一定角度，以保证搭接后钢筋轴线一致。钢筋笼加工过程中，为保证钢筋笼在吊装时不变形，钢筋笼内加设必要的交叉筋。必要时钢筋笼顶设置吊筋，作为吊点并控制钢筋笼的标高，钢筋笼吊放过程中严禁碰损护壁。

2.3.6 混凝土浇筑

浇筑前应抽干孔内积水，清除孔内杂物。串筒下口距桩孔内混凝土面高度不超过2 m。混凝土应连续分层浇筑，采用插入式捣固器振捣密实，中断时间不得超过45 min，串筒提升时不得碰撞钢筋笼。如发现孔壁渗水应在桩身混凝土浇筑前采用防水材料封闭渗漏部位。

2.3.7 桩基检测

桩基检测时桩身混凝土强度及间歇时间应满足检测规范要求。桩身完整性检测评定应提出每根受检桩的桩身完整性类，桩身完整的为I类桩，桩身存在轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥的为Ⅱ类桩，桩身存在明显缺陷,对桩身结构承载力有影响的为Ⅲ类桩，桩身存在严重缺陷的为IV类桩。 I、Ⅱ类桩为合格桩;Ⅲ类桩需由工程建设方与设计方等单位研究，以确定处理方案或继续使用，IV类桩为不合格桩。

6 结语

钻孔灌注桩、挖孔桩是铁路桥梁常用的桩基础形式。在施工过程中，应该综合考虑施工条件、安全风险等因素，确保桩基础施工质量。

参考文献

[1]Q/CR 9212-2015，铁路桥梁钻孔桩施工技术规程[S].北京:中国铁道出版社，2015.

[2]TB 10218-2019，铁路工程基础桩检测技术规程[S].北京:中国铁道出版社，2019.

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