水泥土挤密桩施工方法

中铁四局京秦一经部：颜科

摘要：水泥土挤密桩是一种在既有线轨枕盒下的基床上钻孔，将水泥与

普通细粒土按一定的比例拌合的拌合物重夯填满所钻的孔，以提高路基承载能力的一种新工艺。它在我国的既有线改造上具有广泛的应用前景。

一、水泥土挤密桩的特点、适用范围 1、水泥土挤密桩具有以下特点： （1）施工投入低

施工机具可只用取土铲、取碴器、钢护筒、橄榄锤、平板夯等简单的手

动工具，不用其它任何机械，施工投入低。 （2）施工过程简单、施工速度快

水泥土挤密桩施工共分为：定位、钻孔、拌料、夯实、道碴回填几个过

程。每人每天（4小时天窗点内）可施工3—4延米。 （3）对既有线的破坏小

水泥土挤密桩施工不会对既有线道床造成大的扰动，施工完毕，道碴回

填后，列车可不限速运行。 （4）安全、质量要求高

由于是在既有线上施工，行车安全、人身安全就提到第一位，安全防护

工作要求较高。水泥土挤密桩又是隐蔽工程，如施工质量达不到要求，不但起不到加固的作用，反而会对路基基床造成破坏。 2、水泥土挤密桩的适用范围

路基基床承载力不够地段，桥涵过渡段，路基软弱病害地段等均可以采

用水泥土挤密桩进行加固。

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二、工艺原理

在轨枕盒中安放护筒，用取碴设备取出若干道碴后，用夯击工具夯击护筒上的护筒帽，使护筒下沉，再取出道碴，遇道床板结层时用钢钎松动道碴，直到护筒下沉到板结层内（无板结层时，下沉到基床土面）。采用特制的旋转取土铲（或洛阳铲）对基床土层取土成孔，成孔直径φ24cm。达到设计桩底标高后，将土、水泥、水的混合料（水泥：干土重=1：10）分层填入孔中，按试验确定的虚铺厚度、锤击数、落锤高，用橄榄锤往复夯实填料直至填料表面略高出既有基床土面2cm。再采用平板夯夯平桩头，成桩直径大于φ26cm。填入道碴，分步拨出护筒，并分层夯实回填道碴，恢复道床。

利用橄榄锤夯击作用，使混合料在夯实的同时对桩底及桩周土进行了挤密，水泥土在经过一定龄期后可固结，单桩无侧限抗压强度达到1Mpa以上，桩身干密度达到17KN/m3以上，复合地基承载力大大提高。

三、水泥土挤密桩施工方法

水泥土挤密桩为圆柱桩，其直径依据既有线轨枕间距而设计确定。下面

以京秦线客运通道提速改造工程中的水泥土挤密桩施工为例对水泥土挤密桩的施工方法进行说明。

京秦线作为京沈客运通道的一部分，改造的列车运行速度达到200km/h，

既有线上车流量大，最多一天达72对，列车运行速度达160kｍ/h，只能利用每天4小时的天窗进行施工。既有线上轨枕数量为：1760根/km，轨枕间距为0.568m，水泥土挤密桩成孔24cm，填料夯实后，桩的直径不小于26cm。 1、施工准备 （1）施工配合准备

施工前与铁路运输、工务、电务、车站等部门联系，签订施工安全协议，

并申请各站段派员到现场对其设备进行安全监护，必要时要求其进行施工配合。 （2）施工机具准备

水泥土挤密桩以人力施工为主，3人为一个施工小组，每个施工小组准备

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的主要工具有：螺旋取土铲一个、钢护筒（约60cm一节，直径按挤密桩的孔径设计值制作）两节、橄榄球形锤一个、平板夯一个。每10个施工小组设一个拌料小组，配置磅秤一台、筛子一个、水桶一只、2mm厚钢板一块、塑料编制袋若干。（各种工具详见后附表一、二） （3）劳力准备

3人为一个施工作业小组，为保证既有线轨道在水泥土挤密桩施工结束后

不变形，采用“隔六干一、一个枕木盒两个作业小组”的原则来配备劳动力。 2、施工过程及施工方法 （1）桩孔定位

施工前按桩的纵横间距定出桩位，在轨枕上沿线路纵向用白色标出每排

桩的桩位；横向桩中心线为与线路中心线垂直的道碴槽中心线。实设桩位与设计桩位偏差不能超过5cm。 （2）埋设护筒、取碴

a、将轨枕盒内的道碴扒至与轨枕底面平齐，不得掏空轨枕。

b、在扒平的道碴面和孔位上安设第一节护筒，护筒中心线与桩中心线一

致，不得向任何方向倾斜，且护筒的顶口禁止超过轨面，周围用道碴埋住，以保持护筒的稳定。

c、将护筒内的道碴用取碴器取出，当取到一定的深度时，盖上护筒帽，

用木夯夯击护筒帽，使护筒下沉，然后重复上述过程，直到护筒顶口与道碴面平齐。

d、第一节护筒顶口沉到与碴面平齐后，若护筒的下口仍未达到基床表面，

则在其上接第二节护筒，重复取碴、护筒下沉的过程，直至护筒的下口达到路基基床表面。 （3）钻孔

护筒埋设好后，即可用螺旋取土铲钻孔取土。

a、在取土铲的钻杆上，按桩的长度作上标记，用以控制钻孔的深度。 b、取土铲放入护筒内，其钻杆要与护筒中心线（即桩的中心线）一致，

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不得向任何方向倾斜，以防孔钻斜。

c、转动取土铲的手柄，使铲入土约20cm时，将土提出，倒入准备好的

土筐中。取土铲入土不可太深，以免拔不出来，造成行车安全事故。

d、当钻杆上作好的标记与路基基床表面平齐时，即说明已钻孔至桩的设

计桩底标高，应停止钻孔，准备填料。 （4）材料的拌合、装填

材料拌合与桩钻孔施工应同时进行。拌合时将水泥与土按设计的配合比

充分拌匀，土的含水量应由现场测定，并据此调整配合比。拌好的水泥土装入塑料编制袋中备用。每袋所装的水泥土的松散体积应保证填入桩孔内，其松散厚度不超过65cm，夯击后厚度不超过35cm。装填时一次填入一袋。拌好的水泥土存放时间不得超过45分钟。 （5）夯实

a、施工前应作夯击次数试验，试验采用正式施工时的桩孔径、锤重、击

实落锤高度。在与施工地点地质条件相似的地方钻几个孔，按正式施工时的要求填入拌合好的水泥土，采用不同的夯击次数，然后检验试验桩的密实度和强度，两项均符合设计要求的夯击次数与设计规定的次数两者的最大值作为施工夯击次数。

b、向钻好的桩孔内填入一层水泥土，用橄榄锤进行夯实。夯实时提起锤

约80cm高，用力向下进行夯实，做到既使材料密实，又将基床沿水平和竖直方向挤密，使成桩直径比钻孔直径至少扩大2cm。每一填层的夯击次数应不少于施工夯击次数。

c、重复上述过程。最后一次水泥土夯实后，应再装入少量的水泥土，用

平板夯夯击10次，使桩顶比基床表面高出1—2cm，并将桩顶拍平。 （6）回填道碴

a、夯实完成后，往护筒内装入少量的道碴，然后，缓缓向上提出护筒，

边提护筒，边装入道碴，以保持护筒外轨枕下的道碴不致松散坍塌，保证道床的稳定，直至护筒完全拔出。

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b、护筒拔出后，迅速回填道碴，并按工务要求捣固密实，将道床恢复到

正常行车状态。

（7）施工流程见后附图一。 3、施工检验

四、安全防护

水泥土挤密桩在既有线上施工，其安全工作尤其重要，要认真做好安全防护。

施工检验的项目和频率详见后附表三。

1、 派专职的驻站联络员，与车站值班员联系，掌握列车运行时刻，并与现场负责人及现场防护人员随时取得联系。

2、 施工前一天，驻站联络员进行第二天的施工要点登记。

3、 施工现场两端远方1400m处各设一名远方防护员，进行了望，并设响墩防护。施工现场插移动停车牌，由两名工地防护员进行防护，未封闭的线路在施工现场两端远方1000m处插作业标。

4、 如既有线为双线，采用单线封闭施工，现场每隔30m设一名拉绳防护员拉绳防护，防止施工作业人员及闲杂人等跨越线路。

5、 施工现场配置高音喇叭、对讲机等设备，施工作业人员上、下道作业统一听从指挥。

6、 一个作业区段安全防护用品配置详见表四。

五、经验总结

京秦客运通道提速改造工程，我们承担了约64万延米的水泥土挤密桩的施

工任务，从开工到竣工，未发生一起安全事故或质量事故，主要是注意了以下几点：

1、认真组织、周密计划

挤密桩施工在既有线上施工，涉及到站段配合、驻站联络、安全防护、施工质量监测等多个环节，任何一个环节出错，将会造成安全事故或不合格产品，

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因而必须提前周密作好计划，认真地组织施工。 2、岗前安全、质量教育

挤密桩施工需要的人员数量较大，作业人员素质参差不齐，且在既有线上施工的经验不足，因而进行岗前的安全、质量教育是必需的。 3、坚守岗位、认真负责

驻站联络员、安全防护员、施工作业人员、质检人员等必须坚守岗位，不得任意离岗或玩忽职守，否则将造成重大事故。

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工具成套配置零件表 表一

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

零件名称

旋转取土铲（或洛阳铲） 护筒（内径255mm，长35cm） 护筒（内径255mm，长20cm） 护筒帽 钢钎 橄榄锤 平板夯 半球形铁勺 防污布 弃土胶筐 木夯 扒镐 碴叉 捣固镐

单位 只 只 只 只 只 只 只 只 张 只 只 只 只 只

数量 1 2 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1

备注 松动板结层用

取碴用 1m见方

夯击护筒帽用，也可用橄榄

锤代替

扒碴用 恢复道床用

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每个集中搅拌点工具配置表 表二

序号

工具名称

单位

数量

备注

1 磅秤 台 1 100kg以上

2 铁锹 只 3

3 4mm孔筛 只 1 1m见方

4 水桶 只 1

5 2mm厚钢板 块 1 2平方米/块，拌合料用

6 塑料编织袋 只 100 装水泥土用

7 喷雾器 只 1 土干燥时喷水用

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水泥土挤密桩检测项目与频率 表三

检测项目

质量标准

检测方法

频率

无侧限抗压强度（28天）

≥1Mpa

桩身强度及密度

桩身干密度17kN/m3

钻芯取样 1‰

环刀法

或核子密度仪法

1‰

桩深 不小于设计值 钻孔检查 1‰

桩径 不小于设计值 尺量检查 1‰

桩位 设计桩位±5cm 尺量检查 1‰

桩身质量 水泥：干土重=1：10 拌和过程中

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一个作业区段安全防护用品配置表 表四

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

品名 防护服 信号旗 口哨 响墩 移动停车信号牌

作业标 广播喇叭 拉绳 小型液压起道机

对讲机 道尺 轨温计 铁路电话

单位 套 套 只 只 只 只 台 米 台 台 只 只 部

数量 30 30 30 12 4 4 1 1000 2-3 4-6 1 1 1

备注 黄色 红、黄各一面

上下行线各6 上下行线各2 上下行线各2 来车予告及来车提示 线间隔离标志

备用 有条件时采用

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定位

材料配合比拌合 安装护筒

道碴层成孔

基床成孔

填料分层装填

夯实

拔护筒

补碴夯实

恢复道床

图一 水泥土挤密桩施工工艺流程图

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