铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术应用

摘 要：由于铁路的建设会随着地区的不同、土质的不同以及气候等因素的不同而发生改变，所以这就对铁路施工过程之中的施工技术有很大的要求。本文简要的分析铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术应用。

关键词：铁路施工；软土；大孔径钻孔桩技术；清孔

1 软土地基的基本特性

软体地基是指压缩层有淤泥或其他高压缩性土构成的地基，其承压能力低是主要特点。软粘土也叫软土，最常见的、工程地质性质最差的要数淤泥或淤泥质土，渗透系数小则固结速率就很慢，有效应力增长缓慢，从而沉降稳定慢，地基强度增长也十分缓慢。通常工程上把天然孔隙比大于或等于 1.5 的亚粘土、粘土称为淤泥，而把孔隙比大于1.0小于1.5的粘土称为淤泥质粘土，其主要特性有：

（1）孔隙比和天然含水量大

软土是由可流粘性沉积物和冲积物组成的吗，因此含水量大是其特征之-。这种特征的影响之下软粘土的强度极低，淤泥灵敏度高。

（2）压缩性高

软土属于固结土和微超固结土，在一些新近沉积的图层会出现欠固结土。我国淤泥和淤泥质土的压缩系的-般都大于 0.5MPa-1，建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降，尤其是沉降的不均性，会造成建筑物的开裂和损坏。

（3）透水性弱

软土含水量大，可是透水性却很小，这是软土的另一个重要特点。由于软土渗水性小使得软土地基在凝固过程中效率的缓慢，有效应力增长慢，土体受荷载作用后，往往呈现很高的孔隙水压力，影响地基的压密固结。

（4）抗剪强度低

软土通常呈软塑或者流塑的状态，在外部荷载作用下，抗剪性能极差，提高软土地基强度的关键是排水。

（5）灵敏度高

软粘土在受到扰动后强度降低的，可用灵敏度增加。在高灵敏度的软土地基中要避免扰动地基。冲填水是水利填充形成的产物，软粘土的填充图多为强度较低，具有欠固结的性能。

2铁路施工前的准备阶段

2.1准备施工场地

钻孔场地在干旱的土地上进行作业时，第一点要注意清除施工场地内的杂物和废弃物，对软土进行平整处理和压实处理；当场地位于陡坡中时，要搭设工作平台，可以用型钢和枕木等来搭设；当场地处在浅水中时，比较适合用筑导围堰的办法来进行施工作业，筑岛的面积要按照设备的大小和钻孔的方法来确定。

2.2设置护筒

在钻孔进行之前要设置好不漏水的，并且具有很好的坚固性的孔口护筒。护筒在使用的过程中要能够满足孔内泥浆面的相关技术要求。在干旱的地面和在筑岛的时候要注意施工地面高出要至少半米。这样能够使护筒内的泥浆高于施工水位或者使地面高出至少半米，这样进行是为了更好的保护好位于桩孔顶部的土层，使其不会由于钻头反复的升降和机身震动所带来的塌孔的问题和困扰。

2.3埋置护筒的主要方法

经过现场情况的仔细勘探来确定不同的方式和方法，对护筒进行很好的安放和设置，可以采用旋挖钻机进行扩孔或钻孔工作，再下放护筒，通过对旋挖钻机和护筒自重进行的加压装置，来和加压下沉的方法进行很好的配合。

2.4循环净化和泥浆制备

在泥浆的选择方面要多加注意，泥浆是对软土进行硬化处理所使用的主要材料，要根据地质情况的不同，用膨润土泥浆或者加入-些适量的纯碱护壁土、碎石或者粘土夹层进行钻孔。

3大孔径钻孔桩技术

3.1钻机安装及钻孔

由于旋挖钻机机身重动力大，钻机配有履带以适应不同地层，但为保证施工过程中钻机的稳定性及水平度，在钻机就位前对松软地层必须做好地基加固处理，采用铺设钢板或抛填片石挤淤的加固方法，以增强地基承压力，保持机械的水平度。钻头或钻杆中心与护筒中心偏差不得大于5cm，开孔的孔位必须准确，应使初成孔壁竖直、圆顺、坚实。直径2.5m钻孔桩的成孔分为三次钻孔，第一次采用直径1.5m的钻头进行旋挖成孔达到设计深度后，第二、三次分别采用直径2.0m、2.5m的钻孔进行扩孔成孔。在钻孔过程中密切关注地层的变化，并与设计图纸进行核对。根据不同的地层控制钻机的钻进速度，防止钻进速度过快而导致塌孔。

3.2钻孔异常处理

3.2.1坍孔。当在钻进中发现钻孔内水位突然下降，孔口冒细密水泡，钻机进尺很慢等现象时，即表明可能发生了坍孔，应立即停钻处理。①找出坍孔原因：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，都容易引起坍孔。②预防方法：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。在钻进中并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。③处理方法：发生孔口坍塌时，应立即拆除护筒，并回填钻孔，重新埋设护筒后再钻进。发生钻孔内坍塌时，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。经过分析当坍孔不严重时可采用加大泥浆比重、加高水头、埋深护筒等措施后继续钻进。

3.2.2钻孔偏斜弯曲时。①偏斜原因：产生偏斜原因主要有地质条件、技术措施和操作方法三个方面的问题。②预防方法：为防止斜孔应注意以下事项：a、安装钻机时，钻盘顶面要水平，立轴中心同钻机中心在同一垂直线上。b、开钻时，主动方钻杆不宜过长，以免钻杆上部摇动过大，影响垂直度。c、钻进过程中应经常检查吊环中心、立轴和钻机中心。d、遇到倾斜的软硬地质特别是由软到硬地段应吊住钻杆控制进尺。e、加强技术管理，经常检查钻孔情况，发现偏斜立即纠正。③处理方法：发现偏斜后，应先查清偏斜位置和偏斜程度，然后进行处理。目前处理钻孔偏斜多采用扫孔法，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，使钻孔逐渐正位。

3.2.3钻孔漏水。①漏水原因：透水性强的砂砾或流砂中，过稀的泥浆向孔壁外漏失很大。埋设护筒时，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造成漏水。②处理方法发现漏水时，首先应集中力量加水或泥浆，保持必要的水头，然后根据漏水原因决定处理方法。

4清孔及钢筋笼加工与安装

4.1检孔。钻孔至设计高程，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认孔径合格后，应即进行清孔。

4.2钢筋笼加工及吊装，胭筋笼骨架在钢筋制作场内分节制作。钢筋笼加工采用大型机械加工，骨架位置在机械上调整固定以后由人工焊接成型，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。为防止钢筋骨架变形，每道加强筋需设置十字撑，其钢筋直径与主筋相同。

4.3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。存放时，海个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方，以免受潮或沾上泥土。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

综上所述，在铁路工程施工中，遇到有地质条件较差的软土地区时，必须要对其进行桩基处理，以确保路基的稳定。而在桩基施工中，采用钻孔桩施工是一个行之有效的施工技术方法。

参考文献

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