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1、铁路高路堤边坡桩板墙施工工法一 前言 某些区段山高坡陡施工区域位于既有贵昆线路基边坡上。贵昆线客、货运输均非常繁忙，在该处施工如采用挡土墙方案，部分位置挡土墙的砌筑高度将达到20余米；地表覆盖层厚达10.50米，如采用明挖方法对既有铁路的安全将造成极大的影响；如采用桥梁方案通过，则投资费用将成倍增加，且建成后养护维修也将花费很大的人力、物力。经比选，采用桩板墙方案通过，我们在施工中经过总结，形成本工法。 桩板墙是在锚固桩的基础上，增加支挡体(挡土板)，以形成整体连续性的挡护体系来约束填料的一种新型结构。目前，我国尚无具体的针对桩板墙的设计、施工、验收的规范和标准。其中桩比照抗滑锚固桩，选用刚性
2、桩作为力学模型，按悬壁梁设计。锚固段按矩型截面设计，为减小混凝土的圬工量，支挡段采用变截面，从下到上按线性关系缩小。板为槽型板，按简直梁设计。 本工法于1999年至2000年在内昆铁路桩板墙的施工中推广使用。二 工法特点 、施工受场地影响小，桩的施工可以不设集中拌合站；挡土板可在预制场预制，亦可就地现场预制；施工受雨季影响小，便于争取工期。 、桩身混凝土一次性灌注到项，没有施工缝，保证了混凝土的品质。 、桩孔开挖时，能进一步探明地质情况，进而验证和修改设计。 、桩板墙适用性强，可广泛地应用于铁路、公路、工业与民用建筑等工程的岩石地段。 、结构组合新颖，现场造型美观。 、工艺简单，操作方便，能保
3、证工程质量，且易于掌握推广。 、挡土板采用现场仰式预制，不搭设固定台座，预制速度快。三 适用范围 、适用于一般地区岩石地基单、双线级重型铁路及公路、工民建、水利、场道等工程中，不适用于不良地质地段。 、适用于墙高(即桩的锚固段以上高度)为1016米。 、桩的施工适用于滑坡整治。四 施工工艺 、施工工艺流程(见图1) 测量放线 施工准备预制场地平整桩身开挖搭设预制台座锁口、护壁挡土板预制拆除护壁模板养护检底、成孔脱模进一步养护灌筑铺底混凝土挡土板运输搭设脚手架地上部分桩身立模灌筑桩身混凝土制安钢筋骨架撤模养护挡土板吊装 合板后分层填土压实 不 格 合压实度检测 格 注：当井内有集水时，用抽水机抽
4、排施工工艺流程图 、桩的施工 2.1 施工准备 2.1.1 正式开工前，应进行现场调查，掌握既有线的运营情况、各列列车的通过时间，并取得铁路运营单位的支持。爆破前一定要向铁路运输部门“请点”，以便封锁线路。为确保施工人员和财产的安全及桩板墙的施工质量，必须对施工人员进行岗前培训，坚持持证上岗。 2.1.2 测量放线、桩孔定位 按照设计要求，用经纬仪准确地定位出桩孔的开挖位置和开挖轮廓，并进行换手复测，确保各桩定位的准确，并校核挡土板的设计安装标高。 桩孔纵向为1.50m和1.75m两种尺寸，横向为2.00m3.25m，按每0.25m进级，共计6种型号，桩中对中间距为7.00m。 2.1.3 防
5、护既有线边坡 桩孔开挖时必然破坏既有线边坡的初始形态和稳定，从而施工前应对既有线边坡及位于既有边坡上的设备(电化立柱、通信、信号电缆等)进行防护。 对覆盖层较厚自稳能力较弱的(如堆集碎石土、块石土、粉砂等)地段采用注浆加固，以防开挖过程中产生流砂，造成塌孔，不能迁改的设备，用抗滑木桩或钢管桩进行加强支撑。 2.1.4 安设井口提升设备 为方便出碴依据测量所定的桩孔位置，在桩位处安设提升井架及出碴滑道(槽)，提升井架用万能杆件或钢管脚手架拼装；按施工组织设计安设地锚、配置缆风绳，以确保井架不致倾覆和变形。每孔桩配置一台3.5吨卷扬机作为牵引设备。 2.1.5 备齐桩孔开挖各工序所需的机具，以及桩
6、孔排水、通风、照明的设施；桩孔四周挖好截、排水沟，导引地表水流。 2.2 桩井开挖 桩井开挖应跳槽间隔进行。 2.2.1 桩孔锁口护壁 根据桩身井口段的土质情况，应及时立模锁口，并将锁口标高定为挡土板的实测安装标高。锁口的深度为2米，锁口混凝土厚度为50cm，每次施工锁口及护壁的高度根据现场土质自稳情况一般为0.60m2.0m，土质情况越差，每次开挖的高度越小。锁口顶面要求平整，并略高出原地面，以防地表水流入桩井。 桩井的锁口和护壁分段点应注意避免设在土质变化处。为保证锁口护壁混凝土的施工质量及桩井的净空尺寸，锁口护壁混凝土的模板应加强支撑，预防变形，支模时应使净空尺寸略大于桩孔设计尺寸12厘
7、米。灌注混凝土前，应消除岩面上的松碎石块，以保证混凝土同围岩结合密贴。在土石分界位置，应向基岩内打入一排=20cm50cm的16锚杆，同护壁钢筋连接。当上节混凝土终凝后方可开挖下一节。 护壁的混凝土一般采用C18级，钢筋采用级钢筋，护壁的竖向钢筋应预制成180的弯钩，以使施工下一节护壁时能同上一级护壁的钢筋搭接，使各桩孔的护壁混凝土形成一个统一的整体。护壁混凝土采用梭槽或串筒，进行运输；当护壁深度较深时，亦可使用出碴的提升设备进行运输。上、下两节护壁之间的空隙，待下节护壁混凝土终凝后，应立即用干硬性砂浆填塞密实。 2.2.2 桩身的掘进 桩板墙的桩都要求必须嵌入基岩一定的深度，且对围岩的侧向允
8、许应力和侧向地基系数均有较高的要求，从而桩井的掘进均需进行爆破施工。通过现场实践，总结出桩孔开挖的各种爆破参数的经济参考值为： 桩孔开挖断面积：S=5.2m28.2m2； 炮孔排距及间距：a=b=40cm60cm(桩孔中部设空眼2-3个)； 炮孔深度：h=1.20m1.50m； 单位炸药消耗量K如表1所示。表1 桩孔开挖单位炸药消耗量比较表(Kg/m3)岩石类别钻孔深度h(m)1.001.201.502.002.50坚石1.461.581.722.232.92次坚石1.321.401.582.062.45 注：坚石的代表为灰岩，次坚石的代表为砂石。 为减小对既有线边坡的震动，爆破网路分别采用段
9、别相差较大的非电毫秒雷管。 2.2.3 桩孔出碴 起爆后待烟尘排尽，用通风机吹入新鲜空气、检查护壁是否有被破坏或出现变形、松动等现象，确信没有任何隐患后，方可组织人员开始出碴。桩孔内采用人工装碴，用井架做为提升设备，土斗提升出井口后，移入滑道(槽)将碴导入弃碴场或运输机械。 2.2.4 桩井开挖防护 桩井四周应设置围栏，在无人时应用竹、木板覆盖井口，以防人员跌入孔内。爆破前用布鲁克网覆盖孔口，以预防爆破产生的飞石危及既有线的安全。 2.2.5 桩井排水 桩井内的渗水，采用离心式水泵或多级式水泵向外排水，引入到施工范围以外的排水系统内。 2.2.6 桩井内通风 当桩井挖至一定深度后，为排出孔内有
10、害气体保证井底有足够的新鲜空气，井口设置一台轴流式通风机，用胶(软)管向井下送风。 2.3 桩身钢筋制作 2.3.1 桩身钢筋的孔外预制 部分桩身钢筋笼重达11吨，且主筋的形状又各不一致，从而桩身钢筋笼的加工采用孔外预制，孔内安装成形的方法进行施工。单根钢筋应提前在预制场预制完成，并以各桩为单位分类别存放，做好标识和防潮工作。 2.3.2 桩身钢筋安装前的准备工作 清孔：用风镐检平孔底，同时检查孔壁是否还有松动的石块，并再次检查桩身的锚固长度是否满足设计要求，同时对护壁混凝土进行凿毛，清扫尽桩底石屑和碎碴。 铺底：在桩底清扫干净后，浇筑C18铺底混凝土厚5cm以减少井内渗水，待铺底混凝土强度达
11、到75%以上后，开始绑扎钢筋。 搭设脚手架：脚手架采用钢管脚手架或门形脚手架，搭设时根据预制场的位置及现场地形，在脚手架的某一侧预留一宽约1.0m上下贯通的空隙，用于作业人员运输钢筋和工具，同时用缆风绳对脚手架进行牵引固定以防倾覆。 2.3.3 桩身钢筋孔内安装 锚固桩桩身钢筋密而且多，部分桩主筋多达60余根，长近28m，单根重量近150 Kg，且种类较多。安装钢筋时由专人负责指挥安装顺序，首先按要求放入孔内四周部分竖向钢筋，然后安设箍筋，并同竖向钢筋焊牢，以形成钢筋骨架。箍筋安装至孔口平面后，再下放剩余的竖向钢筋，然后安设上部箍筋及辅助钢筋。由于竖向钢筋太长，柔度极大，不具备整体刚度，从而在
12、安装过程中，应使用绳索进行牵引，以防钢筋变形或向一侧倾倒，砸坏脚手架。 为方便作业人员下放，绑扎和焊接钢筋，在桩孔内根据需要每隔1.02.0米高度，随箍筋的制作搭设一个宽约30厘米的作业平台。作业平台搭设在箍筋上，平台的前后两侧用短钢筋焊接牢固，卡做搭设平台上的木板，以防滑动。 2.4 桩身模板的支立 桩身外露部分均采用厂制钢模。模板一次性支立到顶，为减小串筒的悬挂高度，在支立模板过程中，视高度情况在桩侧预留23个小窗，以方便混凝土的灌注。为防止模板的变形，在模板背面用钩头螺栓、蝴蝶卡、槽钢组成纵、横向的钢楞，以增强模板的钢度；最后用整体对拉式螺杆对拉。对拉螺杆外套塑料管，以利螺杆从混凝土中拨
13、出，重复使用。对拉螺杆、槽钢的类型、尺寸及组合形式均应由计算确定。 2.5 桩身混凝土的灌注 2.5.1 桩身混凝土灌注前的准备工作 灌注前重新检查各机械的性能，备用发电机和搅拌机保证桩身混凝土一次灌注到顶不留施工缝； 灌注前用高压水清洗钢筋骨架及桩孔的四壁，抽干孔内积水，清除孔内所有杂物； 检查串筒是否悬挂好，其悬挂高度离混凝土浇筑面应不大于1.50m； 检查砂、石料、水泥、水是否准备充足； 搭设混凝土提升设备及滑道。 2.5.2 桩身混凝土的灌注 拌合站设在桩井附近，混凝土的施工必须连续进行，中途中断时间不能超过规范要求。工序安排要紧凑和合理，并控制交接班时间。混凝土每次的捣固厚度控制在2
14、5cm35cm，不能太厚；入孔混凝土必须进行二次拌合，派专人摊铺。桩间主筋在部分位置其净距只有75mm，捣固混凝土时以50(70)振动棒为主，用25单相振动棒捣固翼缘板及主筋等钢筋密集位置。 2.6 桩身混凝土的养护 根据环境温度的变化，冬天温度低时采用暧棚加热养护，夏天温度高时采用薄膜覆盖浇水养护。 3 挡土板及人行道板的预制 挡土板及人行道板均为钢筋混凝土槽形板，挡土板宽度分别为0.5m和1.0m两种，每种宽度分为四种型号。为了加强挡土板及人行道板两肋的共同作用，挡土板每板设两条横隔板；人行道板每板设三条横隔板，并在距板两端各1/4板长处设直径6cm的吊装圆孔。 3.1 预制场的搭建 根据实际情况，搭建适当规模的预制场。预制场地内要求排水通畅，材料、机具设备堆放合理。预制台座均用钢筋混凝土灌筑而成，灌注台座混凝土前，台座外露面各转角位置均预埋角钢，台座混凝土用砂轮打磨光滑。在预制台座的
