1、铁路桥梁桩基施工技术【摘要】铁路在我国的交通运输行业起着举足轻重的作用。本文重点对铁路桥梁桩基施工技术进行了分析，以供参考和借鉴。 【关键词】铁路；桥梁；桩基；施工技术 中图分类号： TU74 文献标识码： A 一、前言 我国铁路网日益完善，铁路桥梁的建设数量和规模都在不断扩大。保证铁路桥梁质量最重要的就是桩基的质量，加强铁路桥梁桩基施工技术，是保证桩基质量的基础。 二、工程介绍 某工程区间暗挖重叠隧道穿越广深铁路高架桥 21 号桥墩下一根桩基、22 号桥墩下一根桩基、右线和第三线承台下各 4 根桩基,该桩基础为550mm 预制管桩,桩长约 16m,桩端持力层为强风化岩。既有桥的 21 号墩以
2、北为预应力混凝土连续梁,以南为预应力混凝土简支梁,梁跨 10.56m。设计对该 6 个桩基桥墩进行主动托换,每座铁路桥设 1 片预应力混凝土托换大梁,共 3 片,托换梁的两端各设一根直径 2.0m 的挖孔桩,桩长 30m。 三、桩基托换施工步骤 1、桩基托换的主要施工工艺 土层加固架设钢支架、满堂红支撑托换梁施工桩顶与托换梁逐步预加千斤顶力锁定千斤顶在新桩与托换梁间做好支垫逐步切断旧桩初步完成力的转换和桩的沉降变形在变形取得稳定后，隧道开挖、衬砌结构一对托换结构变形进行调控隧道施工完成，托换梁与新桩形成整体结构，完成桩基托换工程。 2、临时支墩顶升与桥梁扣轨 为了保证桥梁结构的安全，在托换基坑
3、开挖前，在被托换的桥墩两侧搭设临时钢支架，钢支架的基础采用直径 300mm、长 18m 的树根桩，达到设计强度后在钢支架上利用千斤顶将 20的梁部恒载转换到临时钢支架上，以减少基坑开挖对桥梁基础造成的影响。同时对托换处的桥梁股道进行抬梁扣轨，并对列车限速。通过动载、静载的分离，来减轻列车动载对连续梁以及托换大梁的冲击。 3、托换新桩施工与托换基坑开挖 托换基坑坑壁采用 3 排密布的高压旋喷桩进行支护，托换新桩采用直径 2.0m、长 30m 的人工挖孔桩。托换新桩与既有管桩的距离不大于1.5m。由于这里的地质情况较为复杂，在挖孔桩施工过程中，在桩身上部采用袖阀管进行分层、分段双液注浆，在桩身下部
4、采用微量微差控制爆破。由于基坑开挖和托换新桩施工对周围土层造成扰动引起土层应力释放，既有管桩摩阻力损失将会引起铁路桥墩的沉降，施工期间，需根据监测情况，及时调整临时支墩上千斤顶的顶力，以保证桥梁梁体沉降不大于 2mm。 4、托换大梁施工 托换预应力混凝土大梁混凝土标号为 C50，在托换基坑内采取现浇后张法施工。托换大梁外形尺寸（长宽高）22.7m4.0m2.4m，属大体积混凝土结构。混凝土浇筑前，需进行多次配比试验，并在混凝土浇筑过程中严格控制水泥的水化热和内外温差，混凝土浇筑结束后，及时采取保温措施，加强对托换大梁的养护。托换梁在托换桩处预留灌浆孔和二次注浆孔，以便托换完成后梁与桩连接施工。
5、在张拉预应力钢绞线过程中，托换梁将会产生上拱位移，为防止上拱对既有桥墩造成影响，需对被托换的桥墩顶部位移进行全过程监测。 5、主动托换顶升施工 整个托换体系结构形式十分复杂，理论上也无法对托换过程中各部位的受力进行准确计算。在实际的托换顶升过程中，需进行双控：按设计提供的顶升力进行顶升操作，严格控制顶升位移。因此在顶升过程中荷载分级要细，顶升过程要缓慢，并以监测数据指导托换顶升。 四、托换顶升的监测 确保桥梁结构特别是四跨一联的连续梁的安全及正常使用十分重要。由于桥墩的上抬或沉降将会导致整个连续梁结构的受力变化,情况严重时还会使连续梁结构开裂直至破坏,所以桥梁结构的竖向容许位移特别小(仅 2m
6、m)。考虑到保持上部轨道线路几何状态的重要性,对桥梁的其他方向位移也必须进行严密监控。 1、位移监控 （1)被托换桥墩 21 号,22 号及其相邻桥墩竖向位移采用水准仪进行监测。 （2)顶升千斤顶在顶升和卸载过程中的同步性差异以及托换大梁的挠度变形,均可能使托换桥墩产生倾斜,为此在被托换的桥墩顶安装纵横向倾角仪,对托换桥墩的纵横向倾斜进行监测。 （3)在新桩桩顶与托换大梁之间安装电子位移计测量其相对位移,结合桥墩的竖向位移值可以计算出新桩桩顶的实际沉降值。 （4)在托换大梁的截面处贴应变片,对托换过程中的大梁内力变化进行严密监测,尤其是对张拉过程中的托换大梁顶面以及顶升过程中的托换大梁底面,要
7、求在这两个阶段中不得产生过大的拉应力。 （5)在托换新桩灌注之前,在桩身 5m,10m,15m,20m 处及桩底预埋钢筋计,监测在托换顶升过程中托换新桩的实际受力情况,分析判断托换新桩的沉降量。 2、监测结果 主动托换过程中,被托换桥墩的竖向最大上抬量仅 1.0mm,小于容许值2.0mm;被托换桥墩的纵横向位移最大为 0.61mm,不影响桥梁结构;主动托换结束后,托换新桩的累计最大沉降量为 2.20mm。 五、加固铁路桥梁桩基沉降的措施 1、桥梁桩基加固处理思路 对于桥梁桩基加固,首先可以考虑在桥梁桩基周围增加一些新的承台,增加承台就相当于增加了新的桩基。对于结构是群桩的桥梁可以根据实际情况去
8、增加新的承台,同时利用原桩柱环向、径向以及竖向植钢筋,把这些新建的承台和原桩柱连接形成一个完整的整体,共同去承受载荷的作用。然后在新增桩基础与原墩桩基础在未继续产生沉降之前就把预压力增加到新增桩基础之上,使的情况下共同承受所有的荷载,这样就可以很好地加固桩基础。 2、桥梁桩基加固处理方法 对铁路桥梁桩基的加固首先要做的就是对其所处的环境进行细致的勘察,只有了解了周围环境下具体的桥下净空距离。普通的预制管桩和钻孔灌注桩在很多情况下都会受到环境的限制而无法正常实施,而且采用普通的预制管桩和钻孔灌注桩对原桩基础扰动影响较大,所以上述两种方法一般是采用。锚杆静压桩的方法是经常会去被采用的方法去进行加固
9、,这种方法对提高基础承载力效果显著,可以非常直接地观测桩的承载力,桩身质量可靠、经济有效、抗振力强,而且这种方法工期非常短短,可满足桥下净空较小时的施工。 3、桩侧以及桩底部位的压浆 考虑到水泥浆对土层的渗透作用、压密作用以及填压作用,对于原桩侧与桩底的压浆我们一般都会去采用高压注浆方法,该方式可以通过增加桩侧与桩底的力学强度来很好地提高单桩的承载强度,从而可以很大程度上提高地基的整体承载强度。高压注浆这种方式是在底下进行作业的,它是将浆注到地下,所以无法检验实际的压浆效果,所以该方法在一定程度上是具有局限性的。在进行实际压浆作业时,一般利用灌注桩基的预埋压浆管道。该办法可以使得高压注浆直达桩
10、底,这样就可以很好地保障压浆效果。 六、施工管理措施 1、坚持“一桩一表一图一方案”原则，即各桩基础均应有对应的施工方案。桩孔钻进之前，务必要就施工点的溶洞高度、深度、填充物及地质情况做详细地勘察，并基于勘察结果制定准确、科学的施工方案。其次，务必要就填充物做土工试验，通过对填充物物理力学特性的分析及含水量、容重、孔隙率等的检测，为计算注浆参数提供数据支持。基于各桩的地质资料，制定内容详细且有效的地质地层表及桩基础施工方案，进而明确各桩的施工工艺参数，以实现“一桩一表一图一方案”的目标。 2、强化隐患排查及监控，提高工程施工的信息化水平。在钻孔桩施工阶段，应实施信息化施工方法，即编制隐患测量监
11、控方案，组建隐患监控团队，合理设定高程控制观测点，强化对钻孔桩作业平台和既有建筑物的高程测量控制，特别是在注浆加固施工阶段，强化对地面水平位移、冒浆点位置和地面变化间的观测记录，就测量监控数据予以分析，及时发现存在的问题并就问题做全面而系统地分析，并基于数据和原因的分析结果，制定出切实可行的应对措施，以排除对既有建筑物的威胁。针对分布在邻近桩基础施工点 50m 范围的工厂货企业，务必要在钻进桩施工之前及时通知到位，并就工程施工阶段的隐患排查和场内检测进行动态控制，以保证发现和处理隐患的及时性。 七、结束语 桩基施工技术具有自身优点，施工简便，适用于铁路桥梁的施工。加强桩基施工技术，做好每个环节的质量控制，是保证铁路工程质量的前提和基础。 参考文献 1戴旗原，戴宝英桩基托换安全技术J建筑安全，2006， （1） 2申明文特殊桥墩桩基托换的设计研究J黑龙江科技信息，2007， （15） 3许峰平,公路桥梁工程设计中的桩基沉降研究J.工程技术,2009(2).
