摘 要:综合河南龙成集团铁路专用线项目对既有宁西铁路K311+580的1 m~32 m后张法预应力混凝土桥梁进行防护的施工过程,分析人工挖孔防护桩施工的可行性,提出了铁路营业线施工采用人工挖孔桩进行防护的经济性和优越性。
关键词:人工挖孔桩;铁路营业线;防护
Abstract: The article synthesis prestressed concrete beam bridge carries on the protection the construction process, the analysis digs the hole against guard stake construction artificially the feasibility, proposed the railroad business line construction uses digs the hole pile to carry on the protection artificially the efficiency and the superiority.
Key words: man-power digs hole pile;railroad business line;protection
人工挖孔桩具有机具设备简单,施工操作方便,占用场地小,对铁路营业线影响小,施工质量可靠,施工速度快,造价低等优点,因此,在既有线施工中得到广泛应用,特别是在既有铁路临线桥涵施工中,人工挖孔桩施工更具有优越性。文章就河南龙成集团有限公司铁路专用线建设项目谈谈人工挖孔防护桩的施工。
1 工程概况
新建龙成铁路专用线DK2+184的1 m~32 m后张法预应力混凝土梁黑狼沟中桥与既有宁西铁路线间距9.8 m,新线桥台施工时,需拆除既有桥台锥体护坡,为维护既有线设备,保证既有线行车安全,采用人工挖孔钢筋混凝土防护桩进行防护,防护桩在既有线横向和纵向成“L”形布置(见图1),防护桩桩径1.0 m,桩间距1.5 m,护壁厚0.1 m,桩顶设0.5 m厚、1 m宽系梁,将桩连为一体,桩身主筋采用Φ28 HRB335钢筋,护壁和系梁主筋采用Φ20 HRB335钢筋,箍筋采用φ8 Q235钢筋,护壁、桩身及系梁混凝土等级C30。
2 防护桩检算
根据现场实测断面,建立检算模型,见图2。
为便于计算,将上述模型简化,见图3。 由于列车荷载影响范围小,既有宁西铁路列车通行数量少,且防护桩成排整体布置,故不考虑列车荷载的影响,桩顶至承台底高度H=244.264-1.383-232.09=10.791(m),填土内摩擦角取=30°,重度取18 kN/m3。
由朗肯土压力公式知:
3 防护桩施工
(1)施工前,需准备挖孔桩施工图纸及方案,探明既有线光电缆;备齐施工机械及其配套设备的技术性能资料,挖孔桩钢筋砼所用水泥、砂、碎石、钢筋等的质检报告。
(2)工程技术人员按施工图纸及方案,编制技术、安全、质量交底书、施工工序检查程序以及不良天气(雨季)施工措施等。
(3)挖孔前,技术人员首先要求施工队平整好场地,清除松软表层和杂物,然后进行桩位放样。
(4)根据设计桩径及护壁厚度在地面上放出开挖线,然后向下挖深1 m,浇筑一节护壁。首节护壁高出地面20 cm,然后测出孔口高程,以利于下部掘进的高程控制,且要求首节护壁的中心线与设计桩身轴线的偏差不得大于5 cm。
(5)护壁要保证钢筋布置及砼强度。上下节护壁的搭接长度为10 cm,每节护壁在当日施工完毕后养护24 h后拆除模板。
(6)进行第二节掘进时,技术人员先在孔口垂球吊线找出桩孔中心,并在孔底打一短木桩,将桩中心投影到木桩顶上,以此为依据进行第二节开挖。在开挖过程中,安全管理人员要督促施工人员始终密切注意地质状况变化。
(7)重复上述过程即可完成人工挖孔和护壁施工,直至桩底设计高程。在施工过程中,质检人员以每一节护壁为验收单元,验收合格后方可进行下节的开挖施工,挖至设计桩底时,孔底不得有积水,成孔后要清理好护壁上和孔底的渣物,验收合格后方可进行桩身钢筋砼的浇筑。
(8)砼的浇筑:砼的浇筑须在成孔后及时施工。有关钢筋笼的加工、制作和安装,以及砼的浇筑,等同于常规灌注桩的施工,文章不在赘述,只是在砼浇筑时为防止砼离析,要求采用人工振捣。
(9)在整个挖孔桩施工过程中,成桩质量检验要做到每根成桩具有钢筋加工检检记录,砼拌和物质量记录,砼试块资料及桩身完整性检测资料。
龙成铁路专用线已于2009年7月底全线竣工通车,通过对相关试验资料的分析,笔者认为该工程挖孔桩施工质量是合格的。
4 既有线施工注意事项
为把对既有线的影响降到最小,除严格按施工规范和安全操作规程进行常规的安全监控外,还须重点遵循如下要求:
(1)施工前,必须通知铁路相关部门人员到场探明光电缆位置,并加以保护。
(2)设置专职安全防护员,定人定点全天盯控,严防施工人员、机具等侵入行车限界,发现异常必须立即停止施工,地面人员须立即通知孔内施工人员出孔,并上报主管领导及时处理。
(3)既有线来车时,孔底人员必须停止作业,车过之后进行检孔,确认没有问题后方可继续施工。
(4)每根桩首节护壁必须高出地面至少20 cm,孔口2 m范围内必须保持整洁,不得堆放弃土、存放其他料具、机械设备,并坚持随时清理;孔深超过4 m时,须在距孔底2.5 m~2.8 m处设置一道钢制半圆形防护板,并固定牢靠,以防列车震动导致落物伤人。
(5)孔顶设置醒目安全标志及防护围栏,孔壁配备专用软梯,以便出现意外情况时孔底作业人员能够迅速撤回地面。
5 结束语
结合本工程现场施工的实际情况,笔者认为:人工挖孔桩施工还需合理安排桩的施工顺序,对减少施工难度、减少对既有线的影响起到重要作用。在审定施工方案时要依据实际情况综合分析,统筹安排,在可能的情况下,建议采用“先施工浅桩,后施工深桩,先施工外围桩,后施工中部桩”的施工方案。
综合看来,人工挖孔桩不仅比原设计的钢板桩和钻孔桩防护实施起来更方便、快捷、灵活,施工速度明显加快,而且对既有线的干扰很小,防护效果良好,成本也大大降低。在笔者所在的项目中,3座大桥均需使用该方案进行防护,该方案的顺利实施,确保了桥梁施工的安全、快速开展,为总工期的保证奠定了良好的基础。因此建议设计单位在做既有线防护设计时,可以优先考虑人工挖孔桩形式的防护设计,以保既有线的安全和工程项目的经济性与合理性。