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1、鐵路高路堤邊坡樁板墻施工工法一 前言 某些區段山高坡陡施工區域位于既有貴昆線路基邊坡上。貴昆線客、貨運輸均非常繁忙，在該處施工如采用擋土墻方案,部分位置擋土墻的砌筑高度將達到20余米；地表覆蓋層厚達10.50米，如采用明挖方法對既有鐵路的安全將造成極大的影響；如采用橋梁方案通過，則投資費用將成倍增加,且建成后養護維修也將花費很大的人力、物力。經比選，采用樁板墻方案通過,我們在施工中經過總結，形成本工法。 樁板墻是在錨固樁的基礎上,增加支擋體(擋土板），以形成整體連續性的擋護體系來約束填料的一種新型結構。目前，我國尚無具體的針對樁板墻的設計、施工、驗收的規范和標準.其中樁比照抗滑錨固樁，選用剛性2、樁作為力學模型,按懸壁梁設計。錨固段按矩型截面設計,為減小混凝土的圬工量,支擋段采用變截面,從下到上按線性關系縮小。板為槽型板，按簡直梁設計。 本工法于1999年至2000年在內昆鐵路樁板墻的施工中推廣使用。二 工法特點 、施工受場地影響小，樁的施工可以不設集中拌合站；擋土板可在預制場預制，亦可就地現場預制；施工受雨季影響小，便于爭取工期. 、樁身混凝土一次性灌注到項，沒有施工縫，保證了混凝土的品質。 、樁孔開挖時，能進一步探明地質情況，進而驗證和修改設計。 、樁板墻適用性強，可廣泛地應用于鐵路、公路、工業與民用建筑等工程的巖石地段。 、結構組合新穎,現場造型美觀。 、工藝簡單,操作方便，能保3、證工程質量，且易于掌握推廣。 、擋土板采用現場仰式預制,不搭設固定臺座，預制速度快.三 適用范圍 、適用于一般地區巖石地基單、雙線級重型鐵路及公路、工民建、水利、場道等工程中，不適用于不良地質地段。 、適用于墻高（即樁的錨固段以上高度）為1016米。 、樁的施工適用于滑坡整治。四 施工工藝 、施工工藝流程（見圖1)測量放線施工準備預制場地平整樁身開挖搭設預制臺座鎖口、護壁擋土板預制拆除護壁模板養護檢底、成孔脫模進一步養護灌筑鋪底混凝土擋土板運輸搭設腳手架地上部分樁身立模灌筑樁身混凝土制安鋼筋骨架撤模養護擋土板吊裝 合板后分層填土壓實 不 格 合壓實度檢測 格 注：當井內有集水時,用抽水機抽排施4、工工藝流程圖 、樁的施工 2。1 施工準備 2。1.1 正式開工前，應進行現場調查，掌握既有線的運營情況、各列列車的通過時間,并取得鐵路運營單位的支持.爆破前一定要向鐵路運輸部門“請點”，以便封鎖線路。為確保施工人員和財產的安全及樁板墻的施工質量,必須對施工人員進行崗前培訓，堅持持證上崗。 2.1。2 測量放線、樁孔定位 按照設計要求，用經緯儀準確地定位出樁孔的開挖位置和開挖輪廓，并進行換手復測，確保各樁定位的準確,并校核擋土板的設計安裝標高. 樁孔縱向為1.50m和1.75m兩種尺寸，橫向為2。00m3.25m，按每0。25m進級，共計6種型號，樁中對中間距為7。00m。 2。1。3 防護既5、有線邊坡 樁孔開挖時必然破壞既有線邊坡的初始形態和穩定，從而施工前應對既有線邊坡及位于既有邊坡上的設備（電化立柱、通信、信號電纜等）進行防護。 對覆蓋層較厚自穩能力較弱的(如堆集碎石土、塊石土、粉砂等）地段采用注漿加固，以防開挖過程中產生流砂,造成塌孔，不能遷改的設備，用抗滑木樁或鋼管樁進行加強支撐。 2.1。4 安設井口提升設備 為方便出碴依據測量所定的樁孔位置，在樁位處安設提升井架及出碴滑道（槽)，提升井架用萬能桿件或鋼管腳手架拼裝；按施工組織設計安設地錨、配置纜風繩，以確保井架不致傾覆和變形。每孔樁配置一臺3。5噸卷揚機作為牽引設備。 2。1.5 備齊樁孔開挖各工序所需的機具，以及樁孔排6、水、通風、照明的設施；樁孔四周挖好截、排水溝，導引地表水流. 2.2 樁井開挖 樁井開挖應跳槽間隔進行。 2.2。1 樁孔鎖口護壁 根據樁身井口段的土質情況,應及時立模鎖口，并將鎖口標高定為擋土板的實測安裝標高。鎖口的深度為2米，鎖口混凝土厚度為50cm，每次施工鎖口及護壁的高度根據現場土質自穩情況一般為0.60m2.0m，土質情況越差，每次開挖的高度越小。鎖口頂面要求平整,并略高出原地面，以防地表水流入樁井. 樁井的鎖口和護壁分段點應注意避免設在土質變化處.為保證鎖口護壁混凝土的施工質量及樁井的凈空尺寸，鎖口護壁混凝土的模板應加強支撐，預防變形，支模時應使凈空尺寸略大于樁孔設計尺寸12厘米。7、灌注混凝土前,應消除巖面上的松碎石塊，以保證混凝土同圍巖結合密貼。在土石分界位置，應向基巖內打入一排=20cm50cm的16錨桿，同護壁鋼筋連接.當上節混凝土終凝后方可開挖下一節. 護壁的混凝土一般采用C18級，鋼筋采用級鋼筋,護壁的豎向鋼筋應預制成180的彎鉤，以使施工下一節護壁時能同上一級護壁的鋼筋搭接，使各樁孔的護壁混凝土形成一個統一的整體.護壁混凝土采用梭槽或串筒，進行運輸；當護壁深度較深時，亦可使用出碴的提升設備進行運輸。上、下兩節護壁之間的空隙，待下節護壁混凝土終凝后，應立即用干硬性砂漿填塞密實。 2.2。2 樁身的掘進 樁板墻的樁都要求必須嵌入基巖一定的深度,且對圍巖的側向允許應8、力和側向地基系數均有較高的要求，從而樁井的掘進均需進行爆破施工.通過現場實踐,總結出樁孔開挖的各種爆破參數的經濟參考值為： 樁孔開挖斷面積：S=5。2m28.2m2； 炮孔排距及間距：a=b=40cm60cm（樁孔中部設空眼23個）; 炮孔深度：h=1.20m1。50m； 單位炸藥消耗量K如表1所示.表1 樁孔開挖單位炸藥消耗量比較表（Kg/m3)巖石類別鉆孔深度h(m)1.001。201.502。002。50堅石1.461。581.722.232。92次堅石1。321.401.582。062.45 注：堅石的代表為灰巖，次堅石的代表為砂石。 為減小對既有線邊坡的震動,爆破網路分別采用段別相差9、較大的非電毫秒雷管. 2。2。3 樁孔出碴 起爆后待煙塵排盡,用通風機吹入新鮮空氣、檢查護壁是否有被破壞或出現變形、松動等現象，確信沒有任何隱患后，方可組織人員開始出碴。樁孔內采用人工裝碴，用井架做為提升設備,土斗提升出井口后,移入滑道（槽）將碴導入棄碴場或運輸機械. 2。2.4 樁井開挖防護 樁井四周應設置圍欄，在無人時應用竹、木板覆蓋井口，以防人員跌入孔內。爆破前用布魯克網覆蓋孔口,以預防爆破產生的飛石危及既有線的安全. 2。2。5 樁井排水 樁井內的滲水，采用離心式水泵或多級式水泵向外排水，引入到施工范圍以外的排水系統內。 2。2.6 樁井內通風 當樁井挖至一定深度后，為排出孔內有害氣體10、保證井底有足夠的新鮮空氣，井口設置一臺軸流式通風機,用膠(軟）管向井下送風。 2。3 樁身鋼筋制作 2.3。1 樁身鋼筋的孔外預制 部分樁身鋼筋籠重達11噸,且主筋的形狀又各不一致，從而樁身鋼筋籠的加工采用孔外預制,孔內安裝成形的方法進行施工。單根鋼筋應提前在預制場預制完成,并以各樁為單位分類別存放，做好標識和防潮工作。 2.3。2 樁身鋼筋安裝前的準備工作清孔：用風鎬檢平孔底，同時檢查孔壁是否還有松動的石塊，并再次檢查樁身的錨固長度是否滿足設計要求，同時對護壁混凝土進行鑿毛,清掃盡樁底石屑和碎碴。鋪底：在樁底清掃干凈后,澆筑C18鋪底混凝土厚5cm以減少井內滲水，待鋪底混凝土強度達到75以上11、后，開始綁扎鋼筋。搭設腳手架：腳手架采用鋼管腳手架或門形腳手架，搭設時根據預制場的位置及現場地形，在腳手架的某一側預留一寬約1。0m上下貫通的空隙,用于作業人員運輸鋼筋和工具，同時用纜風繩對腳手架進行牽引固定以防傾覆。 2。3。3 樁身鋼筋孔內安裝 錨固樁樁身鋼筋密而且多，部分樁主筋多達60余根，長近28m，單根重量近150 Kg,且種類較多.安裝鋼筋時由專人負責指揮安裝順序,首先按要求放入孔內四周部分豎向鋼筋，然后安設箍筋,并同豎向鋼筋焊牢，以形成鋼筋骨架。箍筋安裝至孔口平面后，再下放剩余的豎向鋼筋，然后安設上部箍筋及輔助鋼筋。由于豎向鋼筋太長，柔度極大,不具備整體剛度，從而在安裝過程中,應12、使用繩索進行牽引，以防鋼筋變形或向一側傾倒，砸壞腳手架。 為方便作業人員下放，綁扎和焊接鋼筋，在樁孔內根據需要每隔1.02.0米高度，隨箍筋的制作搭設一個寬約30厘米的作業平臺.作業平臺搭設在箍筋上，平臺的前后兩側用短鋼筋焊接牢固，卡做搭設平臺上的木板，以防滑動。 2.4 樁身模板的支立 樁身外露部分均采用廠制鋼模。模板一次性支立到頂,為減小串筒的懸掛高度，在支立模板過程中,視高度情況在樁側預留23個小窗,以方便混凝土的灌注.為防止模板的變形，在模板背面用鉤頭螺栓、蝴蝶卡、槽鋼組成縱、橫向的鋼楞，以增強模板的鋼度;最后用整體對拉式螺桿對拉.對拉螺桿外套塑料管，以利螺桿從混凝土中撥出,重復使用。13、對拉螺桿、槽鋼的類型、尺寸及組合形式均應由計算確定。 2。5 樁身混凝土的灌注 2.5.1 樁身混凝土灌注前的準備工作灌注前重新檢查各機械的性能,備用發電機和攪拌機保證樁身混凝土一次灌注到頂不留施工縫;灌注前用高壓水清洗鋼筋骨架及樁孔的四壁，抽干孔內積水，清除孔內所有雜物；檢查串筒是否懸掛好，其懸掛高度離混凝土澆筑面應不大于1。50m；檢查砂、石料、水泥、水是否準備充足；搭設混凝土提升設備及滑道. 2.5.2 樁身混凝土的灌注 拌合站設在樁井附近，混凝土的施工必須連續進行，中途中斷時間不能超過規范要求。工序安排要緊湊和合理，并控制交接班時間。混凝土每次的搗固厚度控制在25cm35cm，不能太厚14、；入孔混凝土必須進行二次拌合，派專人攤鋪。樁間主筋在部分位置其凈距只有75mm，搗固混凝土時以50（70）振動棒為主，用25單相振動棒搗固翼緣板及主筋等鋼筋密集位置. 2。6 樁身混凝土的養護 根據環境溫度的變化,冬天溫度低時采用曖棚加熱養護，夏天溫度高時采用薄膜覆蓋澆水養護。 3 擋土板及人行道板的預制 擋土板及人行道板均為鋼筋混凝土槽形板，擋土板寬度分別為0。5m和1。0m兩種,每種寬度分為四種型號.為了加強擋土板及人行道板兩肋的共同作用,擋土板每板設兩條橫隔板；人行道板每板設三條橫隔板,并在距板兩端各1/4板長處設直徑6cm的吊裝圓孔。 3.1 預制場的搭建 根據實際情況,搭建適當規模的15、預制場。預制場地內要求排水通暢，材料、機具設備堆放合理。預制臺座均用鋼筋混凝土灌筑而成，灌注臺座混凝土前,臺座外露面各轉角位置均預埋角鋼，臺座混凝土用砂輪打磨光滑。在預制臺座的兩側設置條形地錨，預埋鋼筋同臺座相連,同時在臺座下適當位置預埋15套管. 3。2 擋土板的預制場預制（俯式預制） 俯式預制速度慢，但質量易于控制.將在加工廠內制作好的鋼筋籠按主筋向下,安放在臺座上；然后安裝四周模板，擋土板兩端的模板采用企口的方法同兩側模連接，兩側模下端用對拉螺桿穿過臺座下部的預埋套管進行對拉；上部用卡子卡牢.模板立好后重新檢查各處混凝土保護層的設置措施是否符合要求，及吊裝孔和吊環的設置是否正確;然后灌注16、混凝土，并記錄好板型、灌注日期及板長等。 3。3 擋土板及人行道板的現場預制（仰式預制） 仰式預制，在現場流動進行,速度快，不需搭設固定臺座，但施工時質量控制困難。 仰式預制前，加工符合板內槽形形狀的鋼模，并制作卡于兩側模上的卡子，使槽形鋼模的位置符合設計要求。 仰式預制亦可在預制場進行。預制時槽口向上，底模用木模制作，板兩端模及側模的制作均同俯式預制。澆筑混凝土時，先澆筑板底混凝土，待槽底混凝土澆筑完后，放入槽形鋼模板，然后再澆筑兩肋板混凝土.為保證槽底混凝土不包氣、不積水，在抖制混凝土時加入引氣劑。待混凝土初凝后，立即脫掉中間的槽形模板。 3。4 擋土板的存放養護 擋土板灌注完后，應進行覆17、蓋養護。對于俯式預制當混凝土強度達到75%以上時，用自制的鋼軌扁擔穿過吊環擱置在千斤頂上，各千斤頂均衡用力從臺座上脫離擋土板.擋土板脫離臺座后,用吊車移走槽口向下,在存板場內分類存放，進行繼續養護;割斷吊環，并在擋土板表面標識出預制日期、板型和尺寸以防混淆. 4 板的搬運、吊裝 按照擋土板上的標識，根據現場需要進行裝車搬運，搬運時應保持槽口向下. 擋土板安裝前,把最下一塊擋土板安裝范圍內的地基表層浮碴、松散物清除干凈并夯實，使達到一定的地基承截力(0。15MPa以上),然后再用M7。5漿砌片石找平凹凸處。 擋土板安裝時按照型型型型的順序，槽口向外進行安裝。不許裝錯、裝反,并使側面水平，不平處用18、干硬性水泥砂漿找平。 每格每次安裝的擋土板不能多于二塊。 擋土板安裝至距樁頂23塊板時應接著吊裝人行道板，人行道板與樁采用不少于4處，每處不少于2cm點焊聯結，點焊的位置可根據方便施工的原則選取。人行道板鋪設后,預留吊裝孔及人行道板與樁間的間隙用M7。5水泥砂漿填塞。 5 擋土板后路基的回填 5。1 填料：填料采集前應按鐵道部鐵路工程土工試驗規程的要求做好標準擊實試驗，盡量選取內摩擦角大、水穩性好的透水性材料。 5.2 填料的攤鋪：板后路基填料的攤鋪應符合鐵道部路基設計規范(TBJ1-96）以及鐵路路基施工規范(TBJ202-96)的規定。 5.3 距擋土板后2m范圍內，大型機械不得進入，填料19、應個別選取。采用級配碎石或人工干砌片石進行回填，并用小型機具或人工進行夯實，以改善擋土板同板后內側填料之間的受力條件。 5。4 填料的壓實 可選用1825噸自行式振動壓路機作為主要壓實機械。施工前應根據所用機械、填料性質、規定壓實密度等，經試驗確定攤鋪厚度和碾壓遍數。 5。4。1 擋土板后內側填料的壓實 擋土板后內側填料的壓實,應符合鐵路路基施工規范(TBJ202-96)的規定。 5。4.2 擋土板后邊部的壓實 采用1.2t手扶式小型壓路機或蛙式電動打夯機等小型機械作業，嚴禁采用大型機械。在無小型機械時，可采用人工夯實的方法，但不得將夯直接打到擋土板上。 通過現場試驗和觀察,擋土板后1。52.20、0m范圍內采用級配碎石或人工干碼片石回填后,18t以下的振動壓路機碾壓是安全、可靠的。 6 防排水及其它附屬工程 6.1 樁板墻施工現場應做好排水設施,以保證水流順暢.墻后填料為非滲水土時，應在墻后原地面至墻頂以下0.5m之間填筑厚度不小于0.3m的砂礫石反濾層,反濾層的設置方法同一般重力式擋土墻。 6.2 樁板墻前應清刷成向外不緩于4的斜坡以利排水，當有水流沖刷（如涵渠出口、沖溝等）時應固化地表，以防水流沖刷基底引起擋土板的下沉。 6.3 安裝欄桿，并與兩端路肩式擋土墻順接.安裝時應保證線性順適、美觀，符合設計要求。 五 機具設備 本工法所使用的機具設備見表2，表3 六 勞動力組織 1、樁身21、勞動力組織見表4 2、擋土板預制、吊裝勞動力組織見表5表2 單根樁所需主要機具設備表序號名稱規格型號單位數量1壓風機1220m3/min臺12風槍支23攪拌機400L臺24卷揚機33.5噸臺25風鎬支26彎筋機4。0KW臺17切筋機2.6KW臺18潛水泵多級臺19發電機20KW臺110剛模板組合式噸1.611提升井架自制臺112振動棒50(25）臺2（1）13料斗自制個214腳手架38噸1215通風機5.5KW臺116木材松木M30。817電焊機40KVA臺218刨木機2.5KW臺1表3 擋土板預制、吊裝所需主要機具設備表序號名稱規格型號單位數量1拌合機200L臺12彎筋機2.8KW臺13切筋22、機2。6KW臺14千斤頂2.5噸臺45汽車吊5噸臺16電焊機40KVA臺17振動棒50臺28發電機15KW臺19汽車10噸臺1表4 樁身勞動力組織表序號工作內容人數(人）樁孔開挖樁身混凝土澆筑1指揮協調112樁孔掘進33樁孔出渣44立模265混凝土灌筑248/3班6鋼筋制安157攪拌機司機13/3班8卷揚機司機13/3班9抽水機司機110電工13/3班11安全員13/3班12工班長1113測工1114試驗員1115普工56表5 擋土板預制、吊裝勞動力組織表序號工作內容人數(人)預制吊裝1混凝土灌筑52鋼筋制安43攪拌機司機14吊車司機115電工16安全員117工班長118測工19試驗員110普23、工46七 質量控制 樁板墻的施工過程中在樁孔開挖、樁身混凝土澆筑、擋土板預制、安裝及擋土板背后回填等方面均成立了TQC小組，實行全面質量管理，其質量應符合以下規范規定：鐵路路基設計規范TBJ1-96鐵路路基施工規范TB202-96鐵路路基工程質量檢驗評定標準TB1041498鐵路混凝土與砌體工程施工及驗收規范TB10210-971、樁孔檢測項目及允許誤差見表6表6 樁孔檢測項目及允許誤差序號檢測項目允許偏差1中心位置（以路基中線為基線）縱向100mm；橫向+100mm，-50mm2孔底高程50mm3樁孔凈空尺寸-50mm4壁面垂直度H5m，50mm；H5m 1%H但不得大于250mm5樁頂中心24、位移(以路基中線為基線)縱向100mm；橫向+100mm，50mm6樁頂高程50mm7樁身斷面尺寸50mm8預埋件中心位置3mm 注：H為護壁高度（M）2、擋土板預制允許誤差見表7表7 擋土板預制允許誤差序號檢測項目允許偏差（mm)1擋土板長度+10，52擋土板寬度+3，53擋土板高度+5,34擋土板厚度+4,-25擋土板側向彎曲L/10006板對角線差107外露面平整度58預埋件中心位置3 注:L為預制擋土板的長度(mm）3、附屬設施允許誤差見表8表8 附屬設施允許誤差序號檢測項目允許偏差（mm）1安裝構件的斷面尺寸5設計尺寸2安裝尺寸20mm3欄桿立柱垂直度0。5%柱高4檢查梯寬度50mm25、5檢查梯尺寸30mm八 安全措施除應遵守國家頒發的建筑安裝工程技術規程、國務院、勞動部、國家建委、鐵道部頒發的有關施工安全制度及規定外，應特別注意: 1 樁孔開挖前一定要與運營部門取得聯系，調查清既有線列車的運營情況，爆破一定要在點內作業，派專人監控既有線邊坡的穩定及既有構筑物和設備的安全，遇不良情況要及時向運輸部門匯報，采取措施進行處理. 2 擋土板安裝時,擺放吊車的臨時臺座必須牢固,操作人員必須系安全帶禁止雙層作業。 3 對機械操作人員必須進行崗前培訓，考試合格后方可上崗操作。 4 所有電器均必須有接地裝置，防止漏電；樁孔內照明必須使用安全電壓。 5 擋土板的安裝必須隨填土循環進行，每次安26、裝的擋土板高度不能超過一米。 6 各牽引設備的鋼絲繩以及纜風繩必須經檢算后方可選用，并隨時檢查其磨耗是否符合要求.九 效益分析 1 節約成本 在高陡邊坡巖石地段設計樁板墻以取代放坡填筑可以大量節約投資。我局五處承擔施工的馬嘎車站三段樁板墻：如采用放坡填土方案,將多借用土石18萬立方米，多占用土地近35畝,拆遷構筑物1500余平方米,而采用樁板墻方案，圬工總量僅為4900立方米. 2 工程質量好 六盤水樞紐內昆引入線所修筑的四段樁板墻，在本工法的指導下，單位工程合格率100，優良率83。6。外觀墻面平順、對縫整體，多次受到建設單位、監理單位的好評。 3 適應性強 施工干憂小，能形成流水作業,節約27、周轉材料;擋土板采用現場預制，側翻脫模技術，既節約了成本，又能爭取工期。 4 結構安全可靠 不會危及鄰近建筑物的安全，運營隱患少，養護維修費用低。十 工程實例 六盤水樞紐內昆引入線馬嘎至葡萄箐區間增建線工程,共計有4段樁板墻，位于既有線左側，同既有路基凈寬度為13.50米,分別為K253+683+760、K253+823+900、K254+020+125及K255+140+196，共計49根樁，累計樁長1215。5延長米，最長達26米，最短16米。錨固段最大長度10米，最大開挖深度達19。80米，自由段最大長度16米。擋土板按長度分為5。10米、4.975米和4.85米三種,共計1132塊. 28、該四段樁板墻均地處既有線邊坡，高而陡,坡高3560余米，既有坡度為1：0.61:1。05。施工區內部分基巖出露,大部分位置表層均為既有線棄碴,約012.5米的松散堆集體；下伏0.201。30米的粘土；基巖為灰巖、白云巖夾灰巖及部分砂巖。側向允許壓應力RH3000KPa（灰巖）及RH2500KPa(砂巖)。 該工程從1998年10月開工，2000年五月竣工，歷時19個月.開挖土石4100立方米、澆筑混凝土4895立方米、制安鋼筋482噸、預制安裝擋土板1132塊、土石方填筑25500立方米。在本工法的指導下，由于措施得力,加上施工組織嚴密,確保了工程質量；并比成本預算節約材料費21。23萬元，節約人工費8.63萬元，節約成本5。3。13