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【分类号】：U225
摘要：铁路地下结构物桩基础大量采用泥浆护壁旋挖钻机成孔、导管浇注水下混凝土、凿除桩头后模注混凝土承台的施工方案，本文详细叙述了铁路既有线施工桩基的施工措施和质量通病的防止办法
关键字：无站台柱雨棚 桩基础 施工方案
引言
京广铁路保定站改造工程新建无站台柱雨棚的桩基础采用钻孔桩基础施工，桩长20m，桩径1.2m，共计 92根。钢结构雨棚混凝土基础承台分CT1、CT2两种形式，CT1承台尺寸为6m×2.6m×3m（长×宽×高），CT2承台尺寸为6m×2.4m×2m。雨棚桩基础施工前首先采用人工挖探沟，确认无铁路运输设备及管线后，安放护筒，使用旋挖钻机钻孔、吊放钢筋笼，下导管水下浇筑混凝土，人工配合机械开挖基坑，模注承台的施工方案。
一、桩基施工方法及技术措施
考虑雨棚基础坑边距离既有旅客到发线仅有2.7米，且地下设备管线复杂，施工前首先采用人工挖探沟，确认设备管线处理完成后，安放护筒，泥浆护壁钻孔、吊放钢筋笼，下导管水下浇筑混凝土。
1.1桩基础施工工艺流程
施工准备→桩位放线→埋设护筒→桩位复测钻机就位→制备泥浆，钻进出渣→清孔→成孔检查→钻机移位→安放钢筋骨架→下导管→复检沉渣→灌注水下混凝土，制作试件→拆拔护筒→孔口回填→剔凿桩头→桩体检测。
1.2桩位放样
平整场地，根据导线网放样桩位，并打入木桩，以"十字交叉法"引至四周用短钢筋做好护桩。
1.3埋设护筒
根据桩基直径选用钢护筒，护筒长2m ，埋深1.7m，高出地面0.3m，护筒埋设时中心偏差≤50mm，竖向倾斜不大于1%。顶部焊加强筋和吊耳，顶端设一个溢浆口，钻进过程中经常检查护筒是否偏移和下沉。
1.4泥浆制备
泥浆原料选用膨润土造浆，造浆后对全部性能指标实验，钻进中随时检验比重和含砂率是否符合下列规定：①泥浆比重1.05～1.15②黏度16～22s③含砂率不大于4%；④胶体率不小于95%；⑤pH值大于6.5。
1.5泥浆池的设置
泥浆循环和净化采用泥浆池系统。主要包括循环池、沉淀池和废浆池。泥浆循环采用泵送循环系统。废浆及钻渣用泵抽入废浆池，再装入封槽车外运到指定的排放地点。
1.6钻进成孔
① 开钻前在护筒内存进适量泥浆；低档慢速钻进，钻至护筒下1m后再以正常速度钻进。②护筒及时补充泥浆，保证足够的泥浆压力。③交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。经常对泥浆进行检测和试验。遇地层变化应捞取渣样，与地质剖面图核对并填入记录。④当深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位和孔形等指标进行检查。满足要求后方可进行孔底清理和浇筑水下混凝土的准备工作。
1.7清孔及成孔检查
换浆法清孔应符合下列标准：①排出的泥浆手摸无2～3mm的颗粒；②泥浆比重不大于1：1；③含砂率小于2%；④黏度为17～20s；⑤沉渣厚度不大于100mm。
1.8钢筋笼制作安装
⑴清孔达标后及时吊放钢筋笼，钢筋笼主筋采用双侧帮条焊接，焊缝双面贴边，帮条长度10d。同一截面主筋帮条接长总根数不超过50%，接头错开50d。螺旋筋与主筋采用绑扎方式联结。⑵靠近既有线桩基钢筋笼需分段加工，分3～4节吊装搭接。⑶钢筋骨架的保护层厚度为70mm。混凝土保护层旋转垫块设置密度按竖向每隔2m一道，沿圆周布置4～6个。⑷采用25T汽车吊车下放钢筋笼。为了保证钢筋笼的刚度，在笼内临时焊联“十”字形加强筋。吊装时采用两点起吊，第一点设在骨架的下部，第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。
1.9水下混凝土浇筑
钢筋骨架就位后并经成孔质量检测合格后，对孔底沉淀层厚度再次进行测定，如沉渣厚度超过100mm时必须二次清孔，然后立即灌筑首批混凝土。⑴采用搅拌站集中拌合的C30普通混凝土。⑵钢导管直径0.3m，中间节长度2.75m等长，底节长度3m，漏斗下导管长度1m。使用前导管试拼试压，试压压力0.4KPa。导管上口设置储料斗。⑶混凝土进场数量必须保证导管初次混凝土的数量埋深≧1m。混凝土应连续灌筑，导管的埋置深度宜控制在2～6m。灌筑过程中应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降，及时测量混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。⑷当混凝土面上升接近钢筋骨架时，调整导管下口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，并慢浇筑混凝土。进入钢筋骨架4～5m以后，增加骨架在导管口以下的埋置深度，增大混凝土对钢筋骨架的握裹力。⑸当导管提升到法兰露出孔口以上时，拆除导管，用漏斗直接进行灌筑。⑹防止桩顶形成泥心。在灌筑将近结束时，由于导管内泥浆压强降低，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀物。⑺灌筑的桩顶标高应比设计高出0.8m。⑻混凝土坍落度在180mm～220mm，每根桩应做3组试块。浇筑完毕不能立即拆除护筒，需待砼抗压强度达到5Mpa后方可拆除。⑼已拆下的管节要立即冲洗干净，堆放整齐。
二、承台施工施工方法及技术措施
2.1基坑开挖
桩身砼达到设计强度的70%后进行承台基坑开挖。基坑开挖采用挖掘机开挖，人工配合放坡，边坡坡度1：0.5，待挖出桩头时，由人工凿除桩头至设计标高。机械开挖时基坑在坑底留20cm非扰动土层由人工开挖清理。基坑顶四周地面做成反坡，距基坑顶边缘1m处设截水沟，防止雨水对基坑的影响。
2.2桩基检测
⑴逐根进行桩身完整性低应变检测：桩身混凝土强度达到21MPa桩身完整评定为Ⅰ类桩，存在轻微缺陷评定为Ⅱ类桩，均为合格桩。
⑵抽查高应变检测：桩基施工结束后采用高应变动测法检测基桩极限承载力。高应变检测基桩的数量为5根。高低应变检测均由第三方單位进行。 2.3基坑钢筋绑扎
承台钢筋接头连接区段的长度为35d，位于同一连接区段内的纵向受拉钢筋接头面积百分率不大于50%。综合考虑桩基和钢结构立柱的锚入与预埋，桩基钢筋伸入承台0.8m，采用HRB335Φ12的钢筋做为螺旋箍筋。承台底面混凝土保护层厚度为100mm，其余为50mm。
2.4模板支设
承台结构模板主要采用9015和6015组合式钢模，对特殊部位使用木模补齐。主次龙骨均采用直径50mm的两根并列钢管，Φ16的对拉螺栓垫方钢垫片加固；主龙骨支撑采用竖向支撑，次龙骨支撑采用横向，两端设可调支托，分别与模板上方钢纵肋和设于基坑边坡上的方木连接。
2.5混凝土浇筑及养生
为减小混凝土表面温度裂纹，承台混凝土采用连续斜面薄层推移式浇筑方法，每层厚度控制在30cm以内，以充分利用混凝土层面散热。坍落度控制在140±20mm。每一振点的振捣延续时间为20～30s，以混凝土不再沉落、不出现气泡、表面呈现浮浆为度，防止过振、漏振。浇注完成后采用覆膜养生。
2.6基坑回填
回填前将基坑底的垃圾等杂物清理干净。回填使用的粘土由试验确定最佳含水量。回填土应分层铺摊，松铺厚度30～50cm，采用蛙式打夯机分层夯实。回填土每层填土夯实后，按要求进行质量检测，压实系数0.90，地基系数80MPa/m。
三、施工过程常见质量通病的防治措施
⑴钻孔偏斜预防及处理措施：施工前处理好地基，桩架安装牢固，经常检查钻杆垂直度。发现偏孔时采用反复扫孔纠偏，偏斜过大时，回填后重新就位钻孔。
⑵扩孔及缩孔预防及处理措施：如扩孔不影响钻进进尺可不必处理，否则按坍孔处理；旋挖钻钻头磨耗太多时，应及时修补和更换，防止孔径不够。对缩孔可采用上下反复扫孔的方法以恢复孔径。
⑶堵管预防和处理措施：在灌筑前仔细检查孔底标高（孔中心和孔边均应检查），确保导管口初始位置距离孔底高度在30～40cm；灌筑过程中勤拔管，有条件时轻微晃动升降导管；灌筑开始不久发生故障，用以上方法无效，应及时拔出导管，将已灌筑的混凝土掏出，钢筋笼抽出，然后清孔。
⑷断桩预防和处理措施：严格按照施工交底书控制泥浆比重，对泥浆指标经常检查，如在灌筑过程中发现塌孔，应分情况迅速作出处理决定：如少量塌孔，可不必处理，继续灌筑，但必须灌筑至将塌落物翻出为止；如塌孔量较大，应及时将钢筋笼提出，添加粘土造浆护壁，清孔后下钢筋笼灌筑；仔细核对地质资料，根据不同的地层特性加以预防；按照规范对导管做密闭试验，确保导管承压密闭性达标；灌筑前合理配管，灌筑过程中严格控制导管拔出长度，勤拔管，勤测量，不得贪多贪快，盲目增加一次性的灌筑高度和拔出长度。
结语：桩基础施工方便，适用性强，因此被铁路结构物广泛采用。除了上述施工方法外，还有许多注意事项。保定站无站台柱雨棚桩基础克服距离既有旅客到发线距离近（铁路建筑限界2.44m，本文结构物最近为2.50m），对旅客运输安全影响大。通过强化措施制定、严格卡控操作、加强责任管理等手段，质量安全都得到了保证。
参考文献
⑴《改建既有线和增建第二线铁路工程施工技术暂行规定》
⑵《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》
⑶《铁路工程基桩检测技术规程》
⑷《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》
⑸《铁路工程施工安全技術规程》
摘要：铁路地下结构物桩基础大量采用泥浆护壁旋挖钻机成孔、导管浇注水下混凝土、凿除桩头后模注混凝土承台的施工方案，本文详细叙述了铁路既有线施工桩基的施工措施和质量通病的防止办法
关键字：无站台柱雨棚 桩基础 施工方案
引言
京广铁路保定站改造工程新建无站台柱雨棚的桩基础采用钻孔桩基础施工，桩长20m，桩径1.2m，共计 92根。钢结构雨棚混凝土基础承台分CT1、CT2两种形式，CT1承台尺寸为6m×2.6m×3m（长×宽×高），CT2承台尺寸为6m×2.4m×2m。雨棚桩基础施工前首先采用人工挖探沟，确认无铁路运输设备及管线后，安放护筒，使用旋挖钻机钻孔、吊放钢筋笼，下导管水下浇筑混凝土，人工配合机械开挖基坑，模注承台的施工方案。
一、桩基施工方法及技术措施
考虑雨棚基础坑边距离既有旅客到发线仅有2.7米，且地下设备管线复杂，施工前首先采用人工挖探沟，确认设备管线处理完成后，安放护筒，泥浆护壁钻孔、吊放钢筋笼，下导管水下浇筑混凝土。
1.1桩基础施工工艺流程
施工准备→桩位放线→埋设护筒→桩位复测钻机就位→制备泥浆，钻进出渣→清孔→成孔检查→钻机移位→安放钢筋骨架→下导管→复检沉渣→灌注水下混凝土，制作试件→拆拔护筒→孔口回填→剔凿桩头→桩体检测。
1.2桩位放样
平整场地，根据导线网放样桩位，并打入木桩，以"十字交叉法"引至四周用短钢筋做好护桩。
1.3埋设护筒
根据桩基直径选用钢护筒，护筒长2m ，埋深1.7m，高出地面0.3m，护筒埋设时中心偏差≤50mm，竖向倾斜不大于1%。顶部焊加强筋和吊耳，顶端设一个溢浆口，钻进过程中经常检查护筒是否偏移和下沉。
1.4泥浆制备
泥浆原料选用膨润土造浆，造浆后对全部性能指标实验，钻进中随时检验比重和含砂率是否符合下列规定：①泥浆比重1.05～1.15②黏度16～22s③含砂率不大于4%；④胶体率不小于95%；⑤pH值大于6.5。
1.5泥浆池的设置
泥浆循环和净化采用泥浆池系统。主要包括循环池、沉淀池和废浆池。泥浆循环采用泵送循环系统。废浆及钻渣用泵抽入废浆池，再装入封槽车外运到指定的排放地点。
1.6钻进成孔
① 开钻前在护筒内存进适量泥浆；低档慢速钻进，钻至护筒下1m后再以正常速度钻进。②护筒及时补充泥浆，保证足够的泥浆压力。③交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。经常对泥浆进行检测和试验。遇地层变化应捞取渣样，与地质剖面图核对并填入记录。④当深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位和孔形等指标进行检查。满足要求后方可进行孔底清理和浇筑水下混凝土的准备工作。
1.7清孔及成孔检查
换浆法清孔应符合下列标准：①排出的泥浆手摸无2～3mm的颗粒；②泥浆比重不大于1：1；③含砂率小于2%；④黏度为17～20s；⑤沉渣厚度不大于100mm。
1.8钢筋笼制作安装
⑴清孔达标后及时吊放钢筋笼，钢筋笼主筋采用双侧帮条焊接，焊缝双面贴边，帮条长度10d。同一截面主筋帮条接长总根数不超过50%，接头错开50d。螺旋筋与主筋采用绑扎方式联结。⑵靠近既有线桩基钢筋笼需分段加工，分3～4节吊装搭接。⑶钢筋骨架的保护层厚度为70mm。混凝土保护层旋转垫块设置密度按竖向每隔2m一道，沿圆周布置4～6个。⑷采用25T汽车吊车下放钢筋笼。为了保证钢筋笼的刚度，在笼内临时焊联“十”字形加强筋。吊装时采用两点起吊，第一点设在骨架的下部，第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。
1.9水下混凝土浇筑
钢筋骨架就位后并经成孔质量检测合格后，对孔底沉淀层厚度再次进行测定，如沉渣厚度超过100mm时必须二次清孔，然后立即灌筑首批混凝土。⑴采用搅拌站集中拌合的C30普通混凝土。⑵钢导管直径0.3m，中间节长度2.75m等长，底节长度3m，漏斗下导管长度1m。使用前导管试拼试压，试压压力0.4KPa。导管上口设置储料斗。⑶混凝土进场数量必须保证导管初次混凝土的数量埋深≧1m。混凝土应连续灌筑，导管的埋置深度宜控制在2～6m。灌筑过程中应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降，及时测量混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。⑷当混凝土面上升接近钢筋骨架时，调整导管下口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，并慢浇筑混凝土。进入钢筋骨架4～5m以后，增加骨架在导管口以下的埋置深度，增大混凝土对钢筋骨架的握裹力。⑸当导管提升到法兰露出孔口以上时，拆除导管，用漏斗直接进行灌筑。⑹防止桩顶形成泥心。在灌筑将近结束时，由于导管内泥浆压强降低，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀物。⑺灌筑的桩顶标高应比设计高出0.8m。⑻混凝土坍落度在180mm～220mm，每根桩应做3组试块。浇筑完毕不能立即拆除护筒，需待砼抗压强度达到5Mpa后方可拆除。⑼已拆下的管节要立即冲洗干净，堆放整齐。
二、承台施工施工方法及技术措施
2.1基坑开挖
桩身砼达到设计强度的70%后进行承台基坑开挖。基坑开挖采用挖掘机开挖，人工配合放坡，边坡坡度1：0.5，待挖出桩头时，由人工凿除桩头至设计标高。机械开挖时基坑在坑底留20cm非扰动土层由人工开挖清理。基坑顶四周地面做成反坡，距基坑顶边缘1m处设截水沟，防止雨水对基坑的影响。
2.2桩基检测
⑴逐根进行桩身完整性低应变检测：桩身混凝土强度达到21MPa桩身完整评定为Ⅰ类桩，存在轻微缺陷评定为Ⅱ类桩，均为合格桩。
⑵抽查高应变检测：桩基施工结束后采用高应变动测法检测基桩极限承载力。高应变检测基桩的数量为5根。高低应变检测均由第三方單位进行。 2.3基坑钢筋绑扎
承台钢筋接头连接区段的长度为35d，位于同一连接区段内的纵向受拉钢筋接头面积百分率不大于50%。综合考虑桩基和钢结构立柱的锚入与预埋，桩基钢筋伸入承台0.8m，采用HRB335Φ12的钢筋做为螺旋箍筋。承台底面混凝土保护层厚度为100mm，其余为50mm。
2.4模板支设
承台结构模板主要采用9015和6015组合式钢模，对特殊部位使用木模补齐。主次龙骨均采用直径50mm的两根并列钢管，Φ16的对拉螺栓垫方钢垫片加固；主龙骨支撑采用竖向支撑，次龙骨支撑采用横向，两端设可调支托，分别与模板上方钢纵肋和设于基坑边坡上的方木连接。
2.5混凝土浇筑及养生
为减小混凝土表面温度裂纹，承台混凝土采用连续斜面薄层推移式浇筑方法，每层厚度控制在30cm以内，以充分利用混凝土层面散热。坍落度控制在140±20mm。每一振点的振捣延续时间为20～30s，以混凝土不再沉落、不出现气泡、表面呈现浮浆为度，防止过振、漏振。浇注完成后采用覆膜养生。
2.6基坑回填
回填前将基坑底的垃圾等杂物清理干净。回填使用的粘土由试验确定最佳含水量。回填土应分层铺摊，松铺厚度30～50cm，采用蛙式打夯机分层夯实。回填土每层填土夯实后，按要求进行质量检测，压实系数0.90，地基系数80MPa/m。
三、施工过程常见质量通病的防治措施
⑴钻孔偏斜预防及处理措施：施工前处理好地基，桩架安装牢固，经常检查钻杆垂直度。发现偏孔时采用反复扫孔纠偏，偏斜过大时，回填后重新就位钻孔。
⑵扩孔及缩孔预防及处理措施：如扩孔不影响钻进进尺可不必处理，否则按坍孔处理；旋挖钻钻头磨耗太多时，应及时修补和更换，防止孔径不够。对缩孔可采用上下反复扫孔的方法以恢复孔径。
⑶堵管预防和处理措施：在灌筑前仔细检查孔底标高（孔中心和孔边均应检查），确保导管口初始位置距离孔底高度在30～40cm；灌筑过程中勤拔管，有条件时轻微晃动升降导管；灌筑开始不久发生故障，用以上方法无效，应及时拔出导管，将已灌筑的混凝土掏出，钢筋笼抽出，然后清孔。
⑷断桩预防和处理措施：严格按照施工交底书控制泥浆比重，对泥浆指标经常检查，如在灌筑过程中发现塌孔，应分情况迅速作出处理决定：如少量塌孔，可不必处理，继续灌筑，但必须灌筑至将塌落物翻出为止；如塌孔量较大，应及时将钢筋笼提出，添加粘土造浆护壁，清孔后下钢筋笼灌筑；仔细核对地质资料，根据不同的地层特性加以预防；按照规范对导管做密闭试验，确保导管承压密闭性达标；灌筑前合理配管，灌筑过程中严格控制导管拔出长度，勤拔管，勤测量，不得贪多贪快，盲目增加一次性的灌筑高度和拔出长度。
结语：桩基础施工方便，适用性强，因此被铁路结构物广泛采用。除了上述施工方法外，还有许多注意事项。保定站无站台柱雨棚桩基础克服距离既有旅客到发线距离近（铁路建筑限界2.44m，本文结构物最近为2.50m），对旅客运输安全影响大。通过强化措施制定、严格卡控操作、加强责任管理等手段，质量安全都得到了保证。
参考文献
⑴《改建既有线和增建第二线铁路工程施工技术暂行规定》
⑵《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》
⑶《铁路工程基桩检测技术规程》
⑷《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》
⑸《铁路工程施工安全技術规程》