复杂地层下的大直径嵌岩桩施工方案介绍

张秀龙

摘要：本文简要介绍深水大直径钻孔桩在复杂地层下的施工方案及问题处理要点。

关键词：复杂地层 大直径嵌岩桩 方案介绍 问题及处理

1工程概况

本桥址位于富春江第一大桥和中埠大桥之间，是320国道和杭新景高速公路的连接线工程。全桥总长1.502㎞，主桥为118m+256m+118m的整幅式单索面预应力砼斜拉桥，其中主墩13#、14#墩承台为直径φ22m，高5.5m的大体积圆形承台，基础为14根直径φ2.5m的钻孔灌注桩，桩顶标高为-7.5m，桩底标高分别为-47.5m和-51.0m。

2水文、地质条件

桥位处水面宽900m左右，平均水深8m，主河西槽为靠近鹿山城区一侧距河岸（北岸）350m左右的地方，最深高程在-1.8～-11.0m之间，主墩位于主河槽处，施工时水位为+3.0m～+5.0m。

桥址处地质复杂，钻孔桩自上而下需穿过淤泥质亚粘土、细砂层、粗砂层、卵石层、漂石层、全风化熔解凝灰岩、强风化熔解凝灰岩、弱风化熔解凝灰岩、微风化熔解凝灰岩，并局部有构造破碎带。

3钻孔桩施工

3.1钻机选型

本工程钻孔桩施工拟采用JK-10型冲击钻机和回旋钻机。由于桥址处钻孔桩的地质情况特殊，地质覆盖层较薄，主要以卵石、漂石层和持力岩层为主，回旋钻机对于此地层不完全适用，且回旋钻机功率负荷大，整机重量大、配套机具多占位大这些对供电、平台受力及钻机站位不利。冲击钻机在卵石、漂石和岩石地层适用性强，冲击钻机重量轻，负荷较同类型回旋钻机小，对供电及平台影响较小，成本较低，移位方便。因此选择JK-10型冲击钻机比回旋钻机更能够满足钻孔桩施工的需要。

3.2钻孔平台施工

主墩位于施工栈桥前段，墩位平台护筒采用14根直径2.8m，壁厚1.4cm的钢护筒，底口设置50cm长加强环，利用栈桥上的DZ-20吊机施工钻孔平台辅助钢管桩及钢护筒，焊接钢护筒牛腿，安装H型钢纵横分配梁，接长DZ-20吊机轨道，施工桥中心线侧余下钢护筒及辅助钢管桩，同理焊接钢护筒牛腿，安装平台分配梁，摆放平台垫梁及脚手板，形成钻孔平台。

3.3钢筋笼加工

钢筋笼根据图纸及施工要求采用胎具成型，分节段制作，采用剥肋直螺纹套筒连接。制作前要将场地及加工平台抄平，保证钢筋笼直顺，主筋采用直径28mm的螺纹钢筋，钢筋笼每隔两米设置一道加强环。成品钢筋笼骨架各项允许偏差值应满足设计及规范要求。

3.4钻孔及灌注水下混凝土

泥浆：拌制泥浆选用当地粘性较好的优质红土，水中墩泥浆采用在护筒内拌制，各墩钢护筒间利用钢板槽连通形成泥浆循环通道。钻孔桩过程中严格控制泥浆的各项性能指标，预防钻孔过程中发生事故。

钻孔：开孔钻头中心与孔位中心保持一致，偏差不得大于5cm。钻机就位后向护筒内投入红土小冲程反复冲击造浆。在强风及弱风化等岩层中冲程宜为1.5-2.5m，不易采用大冲程冲击岩层，以免损坏钻头，并及时投放红土造浆，检测泥浆性能，使岩碴能及时悬浮，保证钻头能经常冲击新鲜岩层。钻进过程中，需勤松绳，少量松绳，防止打空锤，避免钢丝绳承受过大的意外荷载而遭受破坏。钻进过程中如发现偏孔，应及时回填红土和小片石进行纠偏，回填高度应高出偏孔处0.5米。

检孔：钻孔达到设计标高后，应对孔位、孔径、孔深和孔形等进行检查，检查时采用外径为钻孔桩钢筋笼直径加100mm(不得大于钻头直径)，长度为4～6倍外径的钢筋检孔器吊入钻孔内检测。

清孔：终孔后应迅速地进行清孔，清除孔内钻渣及沉淀物，清孔后沉淀厚度不得大于5mm，泥浆含砂率及相对密度等指标必须符合规范要求。

钢筋笼安装：为避免钢筋笼变形过大，采用专用的扁担梁起吊，制作好的钢筋笼节段利用30T龙门吊机对接安装，上下节中心须一致，直螺纹连接接头须按规范要求操作。起吊及下放过程应平稳缓慢，防止钢筋笼碰塌孔壁。为防止在浇筑混凝土过程中钢筋笼出现上浮现象，须采取措施将其与钢护筒连接固定。

水封导管吊装：安装前必须做水密试验并对每根导管进行编号，吊装过程中要严格按照试验编号进行安装，并安排专人检查密封圈及两节导管丝扣是否拧紧，记录导管安装长度及节数。导管下放过程中避免挂碰钢筋笼。要求导管底口距孔底20～40cm。安装完成后进行二次清空，待各项指标满足要求后方可进行水封。

灌注水下混凝土：灌注采用泵送C30混凝土，砍球法施工。灌注之前须认真计算首批混凝土方量，并确保储料斗内混凝土满足初灌要求，砍球后孔内混凝土能将导管底端埋深不小于1ｍ。灌注过程应连续进行，正常灌注时导管埋深控制在2～6ｍ，因故中途停灌时，间歇时间不能太长，续灌时，应先检查混凝土的流动性及塌落度是否合格，严禁将不合格的混凝土灌入孔中。灌注至设计标高后应超封0.5m～1m，以保证桩顶混凝土质量。

4施工过程中遇到的的钻孔问题及处理

4.1漏浆

钢护筒刃脚处于卵石层或漂石层中，钻进过程中处理不当积易出现漏浆现象。采取钻进至护筒刃脚以下1m处，开始投入1:1片石与红土回填至刃脚以上0.5m小冲程反复冲击来加强护壁，使刃脚处密实不漏浆。漏浆较为严重情况下，同时采取护筒跟进的方法来处理。另外控制护筒内外水头差也能有效地减少漏浆现象的出现。

4.2粘锤

全风化凝灰岩底层因岩石风化，经常出现粘锤现象，甚至操作处理不当会导致钢丝绳断裂。此地层中采取勤加片石，小冲程低频率冲击，降低进尺速率，控制好泥浆比重，及时清理钻渣。另外经常检查钢丝绳是否有损坏并及时更换，防止突然粘锤出现较大外力导致钢丝绳断裂现象。

4.3卡钻

卡钻出现的原因较多，钻进过程中出现梅花孔，提锤时被卡住，或者提锤过程中突遇塌孔埋钻。采取经常补焊钻头，使其保持在同一桩径内冲击，并且冲程要在一定范围内经常变动，防止出现梅花孔而卡钻。塌孔埋钻一般采用大提升力来提升，泥浆循环来清理钻头顶部淤土等杂物，最好采用千斤顶辅助顶升。

5结束语

冲击钻孔虽为比较常规的施工方法，但是在不同的工点，所遇的地址情况大有不同，因此要根据项目的施工情况制定详细合理的专项方案，并且在施工过程中根据钻进的实际地址情况不断地优化施工方案，合理的组织施工。实践证明冲击正循环钻孔施工方法适用于本工程，全桥桩基经第三方单位检测均为一类桩，保证了成桩质量，为后续深水双壁钢围堰施工奠定了基础。

参考文献

1、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

2、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80／1—2004）