铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术要点

唐忠河

【摘要】铁路施工过程中难免会遇到软土地区，在此地区施工中大孔径钻孔桩又常常给我们的施工带来考验，本文从软土地区的特点入手，对软土地区中铁路施工桩基处理技术进行了研究分析，主要研究了大孔径钻孔桩的施工技术方法。

【关键字】铁路施工；软土地区；大孔径钻孔桩技术

引 言

软土地区地质条件相对恶劣，这给铁路的设计施工工作带来一定难度，为了扩大铁路运行范围，必须采取措施来解决这个问题，我们在开始对其地区的土质进行一定程度的改造，从而使其可以让铁路正常运行。目前铁路施工工程中最常用的土质改造技术便是大孔径钻孔桩技术

1、软土地基的特点

1.1 地基的孔隙比较大，吸水性强。由于软土一般都是在河流长期的冲积下沉淀留下的，大都是砂石或淤泥，因此具备较大的孔隙比，且富含水分，使得土质层的强度降低，不能承受较大的荷载。

1.2 流动性明显。软土层在外部荷载的长期作用下，土层会产生持续的剪切变形，这个过程比较缓慢，当主固结沉降最终停止后，抗剪强度有所衰减，另外还可能产生次固结沉降。抗剪切能力较弱。软土具有较低的强度和相对来说比较高的灵敏度，所以在施工过程中应该尽量不要扰动地基防止出现地基的变形。

1.3 透水性较差。软土的渗透系数较之一般土壤要小，因此在外部荷载的作用下，土壤的固结时间很长，当软土中含有的有机质比重过大时，有机质的腐败可能产生气体在土中形成小气泡，阻碍土体的渗透通道，进而降低软土的渗透能力。所以软土层上的工程建筑，其基础沉降時间是比较长的，强度增长液非常缓慢，这是不利于地基特性改善的。软土的渗透性不是各向同性的，一般竖直方向土壤的渗透系数比水平方向的渗透系数要小，对于含有水平砂层的软土这种现象更加明显。

2、施工前准备

2.1场地准备。要保证场地的平整性，对各种杂物进行清理，对场地进行压实，以确保后面机械进行施工作业。如果软土地区有一定区域的浅水，则需要用筑岛围堰法施工，筑岛面积根据设备大小、钻孔方法来决定。

2.2护筒的设置。钻孔前应设置坚固、不漏水的孔口护筒。用20mm的钢板制作护筒，长度为6m。护筒内径大于钻头直径约20cm。护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，还应满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时还应高出施工地面至少0.5m。使护筒内存储泥浆高出地面或施工水位至少0.5m，保护桩孔顶部土层不致因钻头（钻杆）反复上下升降、机身振动而导致塌孔。

2.3护筒的埋置方法。根据现场情况，护筒的安放就位采用旋挖钻机先行钻孔并扩孔，随后下放安设护筒，通过护筒自重、旋挖钻机的加压装置配合采用加压下沉的方法。为保证护筒的垂直度，在护筒顶部加盖一厚度为25mm的钢板，在钢板的中心加压使护筒均匀下沉。护筒顶面中心与设计桩位偏差小于5cm，倾斜度应小于1。

2.4泥浆制备及循环净化。应选择土、碎石土或黏土夹层中钻孔，采用膨润土泥浆或加入适量纯碱护壁的土做泥浆。泥浆性能指标按钻孔方法和地质情况应符合以下规定：泥浆比重：入孔泥浆比重为1.15～1.2g/cm3，黏度：一般地层16～22s，松散易坍地层19～28s。含砂率：新制泥浆不大于4。胶体率：大于95。pH值：应大于6.5。

可在泥浆中掺入适量的碳酸钠等以便提高泥浆粘度和胶体率，掺量根据实验来决定。确保泥浆自始至终都能够性能稳定并且有好的护壁效果。在钻孔时要随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆实验记录表。

3、钻孔施工

3.1钻机安装及钻孔

在钻机钻孔过程中，由于该机械机身重、动力大，因此在施工过程中就要对当前软土地区进行一定的加固工作，以保证施工过程中钻机的稳定性及水平度，增强地基承压力。钻孔时，起、落钻头速度宜均匀，不得用力太大或突然变速，孔内出土不得在钻孔四周，另外，钻孔工作不得中断，不得已停钻时，有钻杆的钻机应将钻头提至孔底5m以上，其他钻机应将钻头提出孔外，孔口加护盖。

3.2 钻孔异常处理

3.2.1坍孔

坍孔是钻孔过程中经常遇见的状况，出现此情况时，应立即找出坍孔原因并且停钻进行处理。如泥浆比重不当，水头高度不够，钻头转速过快或空转时间过久，则选用高质量的粘土泥浆，如果是砂层宜用比重大，粘度高的泥浆。在钻进中井内应保持足够的水头高度，埋设护筒要符合规定要求，终孔后应仍保持一定的水头，并及时灌注水下砼。

当孔口坍塌时，应立即拆除护筒，并回填钻孔，等护筒重新埋设好后再钻进。而钻孔内发生坍塌时，可用测锤丈量孔深，若与钻进深度不符说明已经坍塌，根据地质情况分析、判断坍孔位置，然后用砂粘土混合物回填钻孔到超出坍孔位置以上为止，并暂停一段时间使回填土沉积密实，水位稳定后方可继续钻进。

3.2.2 钻孔偏斜弯曲

地质条件、技术措施和操作方法是产生偏斜的主要原因。发现偏斜后，应先找出偏斜位置和偏斜程度，立即纠正。目前多采用扫孔法来进行处理，将钻头提到偏斜位置吊住钻头缓缓旋转扫孔，并上下反复进行确保钻孔正位；另外还有一种方法是钻孔回填粘土加卵石到偏斜的位置上，待沉积密实后，提住钻头缓缓钻进。

3.2.3 钻孔漏水。

由于砂砾或流砂中透水性强，使过稀的泥浆向孔壁外漏失。在护筒进行埋设时，回填土夯实不够或护筒制作不良，接缝不严密或焊缝有砂眼等容易造成漏水。如发现漏水，要先保持必要的水头，集中力量加水或泥浆，然后根据查找漏水原因，再决定具体的处理方法。

4、清孔及钢筋笼加工、安装

4.1 检孔。钻孔至设计高程，并且及时对孔径进行清孔。孔径检测在桩孔成孔后，下入钢筋笼前进行。采用笼式探孔器检测，其外径等于钢筋笼直径加100mm，但不大于钻孔的设计孔径，长度等于孔径4～6倍。

4.2 为保持孔内水位，在抽渣或吸泥时要及时向孔内加注清水或新鲜泥浆，清孔应达到以下标准：用手摸孔内排出的泥浆没有2～3mm的颗粒，泥浆比重小于1.1，含砂率不大于2，粘度在17～20s。

4.3 钢筋笼加工及吊装。钢筋笼骨架在钢筋制作场内分节制作。采用大型机械对钢筋笼进行加工，并由人工对机械上的骨架位置进行焊接成型，箍筋由调整好的机械钻速旋转缠绕到主筋上，从而形成钢筋骨架。且每道钢筋骨架需设置十字撑以防止钢筋骨架变形。

4.4 钢筋骨架的存放、运输与现场吊装。钢筋骨架临时存放的场地必须保证平整、干燥。为防止受潮或沾上泥土，使其与地面接触处都垫上等高的木方，每组骨架的各节段要排好次序，挂上标志牌，便于使用时按顺序装车运出。钢筋骨架在转运至墩位的过程中必须保证骨架不变形。

结 语

综上可知，大孔径钻孔桩技术很好的解决了软土地区的铁路施工问题，使得铁路可以正常运行，但此种施工技术也有一些不成熟，这就需要我们去学习和钻研，从而进一步完善铁路施工工作，为社会和经济的发展提供更大的便利。

参考文献

[1]刘桂海；刘玉国.复杂地质条件下大孔径钻孔灌注桩施工工艺探讨[J].黑龙江科技信息，2007，16.

[2]周颖；陈宏立.软土地基地区桩基设计实例分析[J].工业建筑，2005，S1.

[3]张继莹；侯素良；程献周.旋挖钻机钻孔灌注桩施工工艺[J].科技信息，2009，25.