高速铁路桩板墙施工技术
【摘要】通过介绍桩板挡土墙(铁路路基重要的一种支挡结构)的组成部分和施工技术要点,以及在施工过程中可能出现的情况及其对策,从而为今后类似桩板墙施工提供技术、成本控制等方面的参考,同时也为今后施工优化提供了基础性资料。
【关键词】桩板墙 施工技术 总结
1.工程概况
1.1概述
新建南宁至广州铁路站前工程ngzq一5标起讫里程为idkl20+000.0~dk202+810.23,全长82.73km,二分部管段范围为idkl74+000~idkl89+000。二分部管段范围内桥梁23座,涵洞34道,隧道6条,路基长度8.3km,其中桩板墙352根,桩板墙预置砼挡土板5680块。
1.2主要技术标准
铁路等级:i级;
正线数目:双线;
设计行车速度:200km/h,预留提速条件;
最小曲线半径:4000m。
线间距:4.6m;
限制坡度:6‰;
牵引种类:电力;
牵引质量:4000t。
建筑限界:满足开行双层集装箱列车运输要求。
1.3线路地理位置
南(宁)至广(州)铁路是广西、云南至华南沿海地区铁路通道的骨干线路,跨桂、粤两省区,西接拟建柳南客专黎塘西站,沿西江流域,经广西贵港市及桂平、平南两县、梧州市藤县、苍梧两县、广东省云浮市郁南、云安、云城两县一区,至肇庆市高要端州区与三茂铁路肇庆站并站,货车通过疏解线经广珠铁路进入江村编组站,客车经新佛山、奇槎、三眼桥引入新广州站。
1.4地形地貌
本段线路位于广西东部,为剥蚀山丘及河流冲积平原区。线路呈东西走向,总体地势东高、西低,中部有山地突起。全线主要经过三个地貌单元:黎塘~平南为河流冲洪积阶地及平原,整体地形较平缓,间夹溶蚀孤峰;平南~肇庆为剥蚀丘陵夹河谷平原,地形呈
波状起伏,其中郁南至肇庆地势较陡,相对高差较大。本段线路内除几段平原外均为低山丘陵区。
1.5气象特征
沿线属中亚热带~南亚热带湿润季风气候区。常年气候温和湿润,阳光充足,雨量充沛,四至九月暴雨较为集中,为汛期,冬季很少严寒,雨量稀少。年平均气温21.fc。最热7月,月均气温23~29~c;最冷为1月,月均气温6~14~c之间。年日照1396小时,持续270~340天。年均降雨量在1835mm。
2.施工程序与工艺流程
2.1施工程序
桩板墙施工程序主要为:施工前准备、桩体开挖、桩体混凝土施工、桩体土石方开挖、挡土板安装及挡土板后填料回填六个部分。
施工前准备为桩体位置土石方开挖,场地平整,桩位放样。桩体开挖经过检验后方可进行桩体钢筋绑扎和砼浇筑。待桩体强度达到设计强度的70%后进行桩体周围土石方开挖,开挖完成后安装挡土板最后进行桩板后回填工作。
3.施工方法及控制要点
3.1施工准备
3.1.1测量放样平整场地及排水
对场地进行平整清除杂物,然后进行施工放样。按设计图纸定出桩位、设十字护桩,引至挖孔范围以外,以备施工中校核桩位。四周应挖好排水沟;桩孔四周设置地表截、排水及防渗设施做好排水准备,如拦水坎,并做孔口加固段钢筋砼锁口(高出四周地面20cm);雨季施工期间,应搭设雨棚。备好井下排水、通风、照明设备。
3.1.2安装提升设备
施工完孔口加固段钢筋砼锁口并且混凝土达到一定强度后,在井口搭设20×20 cm方木(方木要求中间无节点),然后铺设7cm厚木板,为确保稳定性及安全性,可采用铁丝把方木与木板固定在一起,并认真检查作业平台的牢固性。安装手摇轱辘或电动卷扬机,架设照明线,搭设孔口防雨棚;
3.2施工工艺
3.2.1桩身开挖、支护及排水
(1)每根桩基在挖孔之前必须复测桩的位置是否准确,实测桩中心与设计桩位偏差不得大于5cm,如超出允许范围,要重新做精确定位。
(2)挖孔桩采用人力开挖,手摇轱辘或者电动卷扬机提升。若桩体处在粉砂岩夹泥岩层,对石质破碎或风化严重的岩层,采用风镐开挖;孔内若遇岩石或孤石采用浅眼松动爆破,炮眼深度为深入硬岩层不超过0.4m,软岩层不超过0.8m,装药深度不超过炮眼深度的1/3,孔内爆破采用非电雷管起爆,炸药采用乳化防水炸药。爆破前对炮眼附近的支撑采取
防护措施,护壁砼强度尚未达到2.5mpa时不得进行爆破作业;
(3)挖孔过程中每次进行护壁前必须检查桩身净空尺寸和平面位置、垂直度,保证桩身的质量;
(4)孔内排水
挖孔过程中如果孔内渗水,要将渗水及时排出,并且引流远离桩孔。孔内渗水量不大时,可用人工提升;水量较大时用水泵抽水,潜水泵数量根据孔内水流量大小进行适当的增减。
(5)挖孔至设计标高后,需要进行桩孔检验检验的项目主要为:桩的断面尺寸不得小于桩身设计断面尺寸加护壁厚度;桩孔孔型必须符合设计要求;桩孔孔底持力层必须符合设计要求。孔底不得积水,并进行孔底处理,做到平整,无松渣等软层,然后自检后,报驻地监理工程检查合格后安装钢筋,灌注混凝土;
(6)开挖过程中,保留好每米挖出的土样,随时取样与地质勘探资料对比,若发现与地质勘探不符,及时与设计单位联系作相应处理,以确保桩的质量。开挖过程中每天按实际情况填写原始资料记录表,并准确记录相应土样资料;
3.2.2护壁
(1)护壁采用钢筋砼结构,每掘进1.0m,要立即立模灌注混凝土护壁,护壁模型采用竹胶板拼装,根据孔的截面大小分10块制作。护壁砼应紧贴围岩,护壁砼模板的支撑在灌注完成24h后方可拆除。下一节开挖应在上一节护壁砼终凝后进行,护壁混凝土的灌注,
上下节可连成整体,也可问开,视孔壁稳定程度定。钢筋混凝土护壁应当连续设置,护壁钢筋应当连续,下送混凝土时做到对称和四周均匀捣固,防止模板偏移。
施工中,随时检查护壁受力情况。若发现护壁开裂、错位,孔下作业人员立即撤离,待加固处理后方可继续开工。
(2)护壁模型安装完成后要检查模型接缝是否严密,模型尺寸是否满足设计图纸要求,并作及时调整。然后放人钢筋网片,将其位置固定。
(3)护壁砼采用插入式振动器振捣密实,以保证护壁砼质量。
3.2.3钢筋制作安装
(1)钢筋制作在施工现场进行,钢筋在施工场内分段绑扎,然后使用吊车进行吊装,在孔口上进行焊接。并符合图纸尺寸要求,钢筋骨架完整牢固。钢筋主筋采用双面搭接焊,搭接长度不小于5d。
(2)为使钢筋骨架有足够的刚度以保证在安装过程中不产生变形,每隔2.0m设置设一道加强箍筋,在箍筋上设穿心式砼垫块,以保证钢筋的保护层厚度。
(3)在安装钢筋之前,对挖孔进行清底,做到孔底平整无松碴,钢筋骨架安放后的顶面和底面标高须符合设计要求。
3.2.4砼灌注
(1)砼灌注采用串筒施工,插入式震动器振捣密度实;
砼灌注过程中,认真做好各项记录、监测工作。
(2)砼灌注接近钢筋骨架底部时,要控制灌注速度,以减少砼对钢筋骨架的冲击,避免钢筋笼上浮。
(3)砼灌注至桩顶标高。
(4)桩身混凝土强度达到设计要求的70%,再开挖桩前土石方,严禁超前开挖土石方后施工桩。
(5)桩身外露部分的护壁,在浇筑混凝土前注意桩身与护壁问须采取隔离措施,以利拆除及使桩身平整美观。
3.2.5桩基检测
桩基养护至设计强度后,委托有资质的检测单位进行桩基无破损检测,经检测合格后才能施工。
3.2.6坍孔事故的预防
(1)护壁混凝土达到设计强度后方可拆模;
(2)护壁厚度不符合设计要求,要凿除重新灌注护壁混凝土。
3.2.7桩板预制
桩板墙桩板采用c30钢筋混凝土,模板采用木模板,提供100套可满足施工;
(1)模板采用定型木模板与桩板尺寸型号对应,模板在使用前需在施工现场进行拼装,确定模板尺寸及模板接缝符合设计要求;模板使用前打磨后涂脱模剂,随后用干净棉纱擦掉模板表面多余的油脂,再涂脱模剂,并擦干,最后立模。具体顺序为:打磨涂油擦干涂油擦干立模。模板打油或立模后如不能急时浇筑砼,应用塑料膜进行覆盖,防止灰尘污染模板影响砼外观。
(2)钢筋加工在加工场内进行,运到现场后就地进行绑扎,钢筋贮存于地面以上0.5米的平台或枕木支垫上,并使其不受机械损伤,也不致于由于暴露于大气面产生锈蚀和表面破损;钢筋存放期间应加以覆盖保护,防止灰尘污染钢筋,存放的钢筋须无灰尘、无锈蚀、无松散锈皮、无油漆、无油脂或其他杂质;所有钢筋须准确安设,浇砼前,不低于混凝土强度的砼垫块将钢筋垫好,以保证钢筋有足够的保护层厚度。钢筋须牢固地绑扎在一起,不允许在浇筑砼过程中安设或插入钢筋。
(3)严格控制骨料中的含泥量,骨料中大块的、能看见的泥块必须由人工拣出,骨料含水量应严格控制,随着天气的变化,砂子、碎石含水量也不一致,特别是下雨后含水量变化很大,堆放在上层的骨料与下层的骨料间含水量差别也很大,因此要根据骨料含水量的不同及时调整施工配合比。砼运输到现场后要及时进行浇筑,以免时间过长引起砼泌水或初凝。
(4)预制挡土板的尺寸误差:长度为+lomm一5ram,宽度和厚度为5ram,且外观平整无蜂窝麻面。
3.2.8挡土板安装
预制挡土板应待其混凝土强度达到设计值的75%以上方可进行运输与吊装。运输和吊装时应当避免强烈震动,防止挡土板破损。
3.2.9桩板墙后填筑
(1)桩板式挡土墙后填料为砂夹卵砾石反滤层,反滤料应控制其粒径,填料粒径不得大于填筑厚度的2/3。
(2)墙后填料必须分层压实,分层厚度以30cm为宜,填料直径不得大于locm。
4.进度控制要点
培养专业队伍(开挖包括支护、钢筋制安、砼浇筑、预制挡土板预制运输安装),并将其固定,避免经常性更换;
原材料准备充分,且运输道路要畅通,并能直接运输至工作面处,尤其在混凝土浇筑时显的尤为重要;
若岩层比较坚硬,炸药、非电雷管领用安排专人,并提前领用到位,同时根据地质情况优化缩短桩长;
工序转换衔接安排专人进行协调;
配备发电机。
5.成本控制要点
桩板墙挡土板需求工程数量大的部位就近设置预制场,减少成品挡土板的运输费用、二次倒运费用;
桩体砼浇筑前对桩体外露面进行铺设宝丽板来保证其外观质量,避免今后对其外露面进行处理增加费用,同时对牛腿部位平整度进行控制,避免护壁拔除后重新搭设脚手架对牛腿进行处理,来保证挡土板安装在同一面上,减少不必要的成本开支;
桩间土开挖的同时,安排专人开始破除护壁,避免重新搭设脚手架破除护壁,否则将增加施工难度,同时增加不必要的成本开销。
6.可能出现的情况及对策
普降大雨或连日降雨土体含水饱满造成桩孔出现坍塌,若局部坍塌,采用同标号砼进行回填,然后接着下卧开挖;若出现大面积坍塌,重新回填进行开挖。
桩体的总体质量检测,通过预埋声测管进行桩基检测来确定其质量;
遇到空洞时,用与桩基同等级的砼浇灌;
挖孔时如果遇到涌水量较大的潜水层承压水,采用水泥砂浆压灌卵石环圈将潜水层进行封闭处理。
7.结论
路基桩板式挡土墙是高速铁路边坡支挡防护的重要方法,路堑边坡尤其是深路堑边坡防护首选此种支挡方法,有着节约土地,减少投资的优点,根据桩板墙的施工特点,既要充分考虑工程的安全性、可靠性及经济性,又要重视施工方法、施工工艺的可行性,尽量做到节约工程投资,缩短施工工期,为今后同种支挡结构型式的施工提供了宝贵经验。
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