试析公路工程深长钻孔灌注桩的施工

赵　亮

摘要：文章结合某公路工程，介绍了深长桩的特点、施工方法及施工注意事项。

关键词：公路工程；深长钻孔桩；混凝土；泥浆

中图分类号：U445文献标识码：A

文章编号：1674-1145(2009)06-0105-01

一、工程概况

某高速公路平苍段第一合同段，位于海滨相软土地基上，其桩基所承地基各层全部为淤泥或黏土地层，经过勘测单位钻探验证。地层深达原地表下97米仍然为黏土层，属不良工程地质。为此，设计单位对桥梁桩基大部分都设计了深长桩(指孔径比>60)，最深的桩深达94米。设计桩径为φ10m、φ1.2m两种形式。

二、根据各层地质情况，选择成孔桩机

超长桩基础所在地层的地质大都为淤泥或粘土，偶有少量卵砾石或强风化岩层，地质条件极差，施工时由于为深长桩，成孔时间较长，很容易造成坍孔现象。因此，从孔深、孔垂直度、孔内水头保持等因素考虑，选择了大扭矩的回旋钻机来施工；对于直径φ1.0m的桩基础，采用了15型以上扭矩的回旋钻机；对于直径φ1.2m深长桩，采用了20型以上扭矩的回旋钻机。

三、选择大产量搅拌机

大产量搅拌机是保证桩砼在水泥凝固前浇筑完毕的必要条件之一。根据施工经验，砼下灌时间在6—8小时以内，基本可以保证成桩连续作业量。工程采用了2台750型搅拌机，或1台750型搅拌机加1台500型搅拌机来搅拌钻孔桩用砼，以保证混凝土生产满足施工需要。

四、混凝土运输机械满足桩砼连续施工需要

砼运输是否及时可靠也是保证混凝土在水泥凝固前浇筑完毕的必要条件。选择混凝土搅拌车或混凝土输送泵来运输混凝土半成品，使混凝土搅拌运输时间与拆导管时间同步，使机械设备得到充分利用，混凝土下灌时间最短，最科学。

五、钻孔(排渣)与灌注时选择合理的泥浆稠度

钻孔过程中，较大容重的泥浆是保证成孔不易坍塌的必要条件。由于本工程地质为淤泥与黏土，这两种土本身就是造泥浆的材料，因此，钻孔时加清水自动造浆。而保证成孔最佳泥浆比重为1.4，所以成孔施工时基本不排除泥浆。本工程淤泥与黏土各层天然孔内土方平均容重约为1.65，要将土方自动造成比重1.4的泥浆。

桩成孔后，在浇筑混凝土前，须将泥浆稀释到1.2。泥浆比重从1.4稀释到1.2。

合计起来，从钻孔到浇筑混凝土，每延米桩长产生的泥浆数量为：1.8+1.13=2.93(立方米)。因此，对于本合同94米的桩，每根桩施工产生的泥浆为275立方米。根据桥下红线宽28米，跨径20米，考虑机械工作操作空间桥下周转泥浆池体积为：20*10*1.5=300(立方米)基本满足1根桩施工泥浆周转。

六、钻孔及清孔

由于深长桩所处的地质一般都夹着深厚的淤泥层，而淤泥层中间往往又夹着几米深的流砂层，淤泥层特别是流砂层是造成坍孔的主要地质层，再加上由于桩身很长，成孔、清孔、灌注等时间均较长，这样就更容易造成坍孔。因此在钻孔过程中要注意以下事项：(1)始终要保持孔外既定的水位差和泥浆浓度以起到护壁固壁作用而防止坍孔，若发现有漏水(漏浆)现象，应找出原因及时处理；(2)在钻孔过程中，应根据土质等情况控制区钻进速度、调整泥浆稠度、密度，以防止j丹孔、钻孔偏斜、卡钻和旋转钻机负荷超载等施工事故发生；(3)钻孔宜一气呵成，不宜中途停钻以避免坍孔，若坍孔严重应回填重钻。

七、加强混凝土灌注导管及增大初罐量

本工程超长桩到94米，所以导管耐压受力较大；而且；桩超长后，导管及管内含混凝土本身自重也增加。为此，设计加工了导管，将导管管壁从一般8mm增加到10mm，相应加长螺丝接口。因导管的增长增厚，其重量也增大，因此，对下灌混凝土的起重设备也相应增大——采用桩机下灌混凝土，将起重机钢丝绳加粗，滑轮组增多；采用大吨位汽车起重机下灌混凝土，汽车起重机要求20吨以上。砼灌注时，首先要计算好初罐量，由于为深长桩，孔底水头高度较大，砼初罐量也相应较大，所以灌注时要配备足够容量的料斗以确保砼初罐量。

八、钢筋笼制作及安装

超长桩设计采用超长钢筋笼，而且本设计要求埋置超声波检测管，所以钢筋笼操作时间过长不可避免，对成孔影响很大，虽然能够通过二次清孔可以保证桩底淀定厚度，但过长操作时间难以保证孔壁不发生缩劲等影响。为此采用以下两种方法：(1)钢筋笼制作成每节长度为18m，安装时用吊车安装；(2)在接长钢筋笼时3台焊接机械同时焊接，尽量缩短操作时间。

九、第五种混凝土材料的使用

常规水下混凝土采用高水灰比、高水泥用量，这样浇筑的砼较难保证稳定的强度；而且，合同段经过招标采用的“京阳牌”水泥具有早强早凝特点，对混凝土灌注施工时间很难保证。为此，采用混凝土第五种材料——即除了水泥、水、砂、碎(或砾)石外，另外掺加一定数量的缓凝泵送减水剂，减少用水量，降低水灰比，保证混凝土坍落度，延长混凝土凝固时间，从而保证桩身施工质量。

采用了上述几种针对超长桩的的施工方法，在合同段所有476根超长桩的的施工后经过检测，I类桩为458根，Ⅱ类桩18根，优良率为96.2％，与平时施工一般深度桩基的优良率基本持平，可见上述施工方法对超长桩的施工是可行的、成功的。

十、结语

目前对于软土路基地段，由于地质层中软土层厚度，为减少投资，桥梁桩基越来越多的都采用了小桩径(一般为φ12m，φ1.0m)的深长桩(指长径比≥60)。深长桩的施工难度肯定比普通桩有所增加，但只要认真分析地质情况，从多方面分析研究超长桩与普通桩的不同点及施工难点，然后针对这些不同点及难点制定出解决措施，随后严格按照这些措施认真执行，那么深长桩的施工困难也将迎刃而解。