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1、1铁路桥涵顶进挖孔桩计算及施工安全的探讨工程概述随着交通运输的发展，框架桥顶进施工技术已经广泛应于铁路既有线改造、增建二线以及公路、铁路平改立交工程中。挖孔桩在框架顶进过程中起着非常重要的作用；挖孔桩计算必须要严格把关，确保铁路运输安全正常。采用人工挖孔桩架设 D 型施工便梁和工字钢对京广铁路上下行线路进行架空，主跨采用 2 套 D16 型施工便梁 ，副跨采用 24 片56#工字钢和 112 片 32#工字钢组成(采用横抬法)。一、荷载计算挖孔桩所受列车运营荷载如图（一）冲击系数2不限速时：1+=1+28/（40+LP） 限速时：1+v=1+ v28/（40+LP） V冲击力系数的折减系数=V
2、/(2VKP-V) VKP 一般取 80, LP计算跨度（m） 。 列车慢行 45km/h 冲击系数=1+v=1+ v28/（40+LP）=1+ V/(2VKP-V) 28/（40+LP）=1+45/(280-45) 28/（40+16）=1.2（二）列车活载 列车活载=5220+92（L-51.5）=5220+92（16.4- 51.5）=1919KN L计算跨度。 （三）线路静载 D16 便梁查说明可得重 245.5KN 线路自重= 7.31KN/m16=108KN 56#工字钢=12m6 片123.9kg=7657kg=76.57KN 32#工字钢=2 股（12/0.6）片62.7=24
3、96kg=25KN （四）线路中间单桩承载力计算 检算时，取最不利线路中间主挖孔桩进行计算 P=冲击系数（列车荷载+线路静载） =1.2（1919+245.5+108）2/4+76.57/2+252/2=1440KN二、挖孔桩允许承载力计算挖孔桩开挖位置为人工填土路堤，硬塑黏土。=20，土的粘 性系数 c=10KN/m2 土的容重 =18KN/m3，极限摩阻力 f=65KPa，桩 尖地基承载力 0=150KPa； 检算时，取最不利挖孔桩（中间主架空挖孔桩）进行计算，挖 孔桩单根长 15.1m，基础埋深 6m；截面尺寸为直径 1.8m，四周各扩 孔 0.5m；桩身采用 C25 混凝土。 （一）挖
4、孔桩的容许承载力 P=0.5UfL+m0A P桩的容许承载力（KN） U桩身截面周长（m）,按成孔桩径计算； f土层的极限摩阻力（KPa）按铁路桥涵地基与基础设计规范 2005 表 6.2.25 取值； L桩身埋深深度（m） ；3m0桩底支承力折减系数，取 1.0 A桩底支承面积(m2)； 桩底地基土的容许承载力（KPa）,当 L4D 时，= 0+K22（L-3） ； 当 4DL10D 时，0+K22（4D-3）+ K22（L-4D） ； K2按铁路桥涵地基与基础设计规范 2005 表 4.1.3 取值；K2 对于黏性土、粉土和黄土为 1.0，其他土 K2取值为 K2值一半； 2土的容重； （
5、二）实例计算 U=3.141.8=5.65m，f 查表得 65KPa，L=6m，A=3.14（0.9+0.5）2=6.15 因 641.8=7.2 , 得= 0+K22（L-3） ，查表得 K2 取 1.5，2=18， P=0.5UfL+m0A =0.55.65656+16.15150+1.518（6-3） =2502KN。 （三）承载力和容许承载力比较 由上得：单桩承载力 P=1440KN，考虑到挖孔桩总长 15.1m，埋 深 6m，有 9.1m 全面暴露，增加了桩底的承载力，也就是暴露面挖 孔桩自重 G； G=3.14R2L1m R桩身半径；L1挖孔桩的长度；m 钢筋混凝土的密度； G=3
6、.140.90.99.12.610=602KN 单桩总承载力=1440+602=2042KN桩的容许承载力=2502KN。 根据上述计算，挖孔桩能满足线路运行时的荷载。三、挖孔桩施工安全（一）施工注意事项1挖孔桩施工前，准备好道碴和抢险工具，以备紧急情况的发生。2在施工前要打好护桩，在施工时不得任意移动，作为校核桩孔垂直度和桩中心是否偏位的依据。挖孔过程中，要经常检查桩身净空尺寸和平面位置，孔的中轴线偏斜不得超过 0.5%，截面尺寸必4须满足设计要求。3挖孔桩挖进过程中设专人对挖孔桩周围土体是否有裂缝进行及时观察，并作好记录，若有异常情况时，及时通知作业人员，特别注意临近桩施工状况，以确保安全
7、。4挖孔人员必须戴安全帽、安全绳，注意施工安全。5在挖孔作业过程中断时，必须对孔口进行覆盖，以防落入杂物。6挖孔桩开挖如遇淤泥软弱层必须缩短开挖长度，在护壁的四周设方木桩支撑，桩间填塞纤维袋堵漏，并及时浇筑护壁，护壁灌注后及时增加对撑方木，遇有大块软石或风化石时采用风镐破石开挖施工。7.基底处理：挖孔桩挖至距设计基底标高 1.0m 时向四周扩孔 0.5米，基础挖至设计标高后，及时进行成孔检查。保证桩底平整、无松碴、泥污等软层，否则必须清除干净。8.挖孔桩施工过程中，机具设备严禁侵入铁路限界，列车通过时禁止在孔下作业及在两线间避车。9.孔下作业人员必须穿着绝缘胶鞋、安全帽等防护用品。井上作业人员
8、必须小心谨慎，严防掉物。井口周围要及时清走杂物。10下孔作业前向孔底通风并做放生试验，确认安全后方可作业。11.挖孔桩开挖间歇时间，必须将孔口封闭好防止坠落，并派专人看守。5（二）挖孔桩安全措施1.防坍塌安全技术措施做好孔口防护规划,防止地表水流入孔内。2.孔内通风安全措施人工挖孔桩做好孔内通风，当孔深大于 5 米时，应采用通风管往孔内送风或采用鼓风机等措施，操作工人工作 2 小时左右，到孔外休息。在挖孔过程中，做好有害气体的检测工作，采用动物检测法。3孔内防落物安全措施在孔口设置防护材料（如安全带、枕木或钢板等） 。在孔口设置信号灯或有明显标志，有条件时配置对讲机，使孔口与孔底人员联络，收工
9、后对孔口进行防护覆盖。对于提升架钢丝绳,应有不小于 10 倍的安全储备,并定期检查其磨损情况。吊斗装渣不能太满，防止碎渣散落。下孔操作人员必须戴好安全帽，对于特殊孔位、还应系好救生绳；工作人员上下孔使用软梯。4在施工前必须进行安全教育。在施工过程中由现场施工负责人现场统一调度安排，并制定相应的出发措施，严禁私自处理及穿越股道。5在现场有防护，车站有驻站的情况下方可施工。四、结束语1挖孔桩计算过程中，要注意符号的取值，严格按规范要求取 值。 2列车荷载采用中活载，也可采用 UIC 活载的 0.8 倍。63在既有线上挖孔桩施工按照铁路部门相关规定申请慢行点和 天窗点，必要时要申请接触网停电。4.
10、作业人员进入施工现场，着装穿统一的黄色安全防护服。上下班及作业时严禁走道心、穿越线路，必须穿越线路时要有防护员防护，严格执行“一站，二看，三通过”制度。随着城市的发展扩建，即将越来越多的公路与铁路交叉，增加 更多的顶进涵；为确保线路安全，挖孔桩计算准确，有着重要的作 用。参考文献1铁道部第三勘察设计院,铁路桥涵地基和基础设计规范S.北 京:中国铁道出版社,2005 2 铁道部第三勘察设计院,铁路桥涵设计基本规范S.北京:中 国铁道出版社,2005 3铁道部第四勘察设计院桥隧处，桥涵顶进设计与施工S. 北 京:中国铁道出版社,1983 4中铁宝桥天元实业发展有限公司，D 型便梁使用说明书M. 2
11、004 5上海铁路局职工教育处，铁路营业线施工安全知识M. 北京:中 国铁道出版社,20097附件附件 2论论文文阅评阅评表表征文通知 文号及内容工程委员会电20121 号 关于报送 2012 年度学术论文交流材料的通知论文题目铁路桥涵顶进挖孔桩计算及施工安全的探讨作者姓名贾晓辉现有专业技 术职称助理 工程师联系电 话13407358696作者单位中铁二十五局集团第二工程有限公司作 者 填 写该论文是否已公 开发表否单位初评不同意上报： 修改后上报: 同意上报： 修改建议和初评意见：评阅人： 职务职称： 评阅时间： 专 家 组 评 审技术水平： 选题： 摘要： 关键词： 论点依据： 论文机构：
12、 文字表达： 综合评定： 优 良 中 可 差 修改意见及评审论定：评阅人： 职称： 评阅时间： 专家组组长： 8学 会 评 定收入论文集： 在交流会上答辩交流： 优秀论文奖： 发给论文交流证书： 证书编号： 推荐发表： 其他评定意见：学会学术工作委员会代表：广东省铁道学会学术工作委员会（章） 年 月 日附件附件 3论论文答文答辩辩表表广东省铁道学会学术工作委员会 年 月 日 答辩论文题目铁路桥涵顶进挖孔桩计算及施工安全的探讨答辩人姓名贾晓辉单位中铁二十五局 集团第二工程 有限公司现有 职称助理工程师答辩组出席答辩人姓名共 人答辩时间主要答辩题9对主要答辩题回答的评语答辩结论合格基本合格 不合格组长签字
