兰新高速铁路甘青段西店村特大桥钻孔桩施工方法

何奎元 谭春腾 王学彦

【摘 要】在争分夺秒的当代社会，交通对整个社会发展的作用是不言而喻的。桥梁作为连通各条道路的关节，承受着上部结构传来的各种荷载，因此，桥梁的下部结构（桩基、承台、墩台）的施工是至关重要的。它对桥梁的安全使用和工程造价都有很大的影响。本文将以兰新高速铁路甘青段西店村特大桥和茅庵河大桥下部结构的施工为题材来进行论述《桥梁基础及墩台的施工技术》主要内容为施工工艺、施工过程的控制、施工技术标准要求。

【关键词】桩基；钻孔；沉降；技术标准

一、钻孔施工

①钻机钻孔

a.开钻时先在孔内灌注泥浆，泥浆相对密度等指标根据土层情况而定；b.在钻进过程中，应注意土层的变化，对不同的土层，采用不同的钻进方法。一般可分为：小冲程、中冲程、大冲程；c.钻孔作业应连续进行，必须将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻。

②旋挖钻机成孔工艺

旋挖钻机采用回转斗取土成桩。具有成孔质量好、速度快、无噪音、无污染等优势。泥浆采用人工搅浆泥浆护壁。在钻进过程中不可进尺太快，保证充足的护壁时间。在钻进过程中，一定要保持泥浆面不得低于护筒顶40cm。在提钻时，需及时向孔内补浆，以保证泥浆高度。钻进过程，回转斗的底盘斗门必须保证处于关闭状态，以防止回转斗内砂土或粘土落入护壁泥浆中，破坏泥浆的配合比；每个工作循环严格控制钻进尺度，避免埋钻事故；同时应适当控制回转斗的提升速度。提升速度过快，泥浆在回转斗与孔壁之间高速流过，冲刷孔壁，对孔壁的稳定不利，容易引起坍塌。

二、成孔检查

钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注砼前，均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。

①孔径和孔形检测

桩深达到设计要求后，还必须检验桩径、垂直度、泥浆厚度等指标，和个后进行清孔换浆。桩径、垂直度采用检孔器检查，检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径4-6倍。检测时，将检孔器吊起，孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下畅通无阻表明孔径大于给定的笼径。

②孔深和孔底沉渣检测

孔深和孔底沉渣采用采用标准锤检测。测绳必须经检校过的钢尺进行校核。

③孔竖直度检测

采用钻杆测斜法：将带有钻头的钻杆放入孔内到底，在孔口处的钻杆上装一个与孔径或护筒内径一致的导向环，使钻杆柱持在桩孔中心线位置上，然后将带有扶正圈的钻孔测斜仪下入钻杆内，分点测斜，并将各点数值在坐标纸上描点作图，检查桩孔偏斜情况。

三、第一次清孔

当钻孔达到设计高程后，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后，即可进行第一次清孔。清孔目的是降低孔内的泥浆比重，减少沉渣厚度。保证混凝土灌注质量，沉渣厚度≯5cm。清至泥浆比重为1.05左右，测量沉渣厚度，合格后开始下钢筋笼。严禁采用加深钻孔度的方法代替清孔。

四、钢筋笼加工及吊放

①钢筋骨架制作：钢筋笼骨架在制作场内整体制作。

按照设计图纸及施工规范要求进行钢筋笼的制作，并按设计要求设置混凝土垫块，混凝土垫块沿钢筋长度每隔2m设置，共4块，沿桩均匀分布，垫块为圆形，半径为7cm，与桩身混凝土同标号，圆块中心穿钢筋并与桩身钢筋焊接固定，以保证钢筋笼的定位并有足够的保护层，保护层净厚度≮7cm。在顶节钢筋笼上焊接至少4根加长钢筋，以固定钢筋笼。钢筋笼的绑扎及焊接工艺，施工中严格按设计要求和施工范执行。

五、第二次清空

由于安放钢筋笼及导管准备浇注水下混凝土，这段时间的间隙较长，孔底产生新渣，待安放钢筋笼及导管就绪后，再利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是在导管顶部安设一个弯头和皮笼，利用泥石泵将孔底泥浆混合物通过导管抽出，已达到置换沉渣的目的。施工中勤摇动导管，改变导管在孔底的位置，保证沉渣置换彻底。待孔底泥浆各项技术指标均达到设计要求，且复测孔底沉渣厚度在设计范围以内后，清孔完成，立即进行水下混凝土灌注。

六、水下砼灌筑注意事项

a.管使用前应进行水密实验检查其水密性；b.水下混凝土浇筑时不得停歇。根据具体情况，每根导管的最大停歇时间为30min。c.灌注过程中，时常检查孔内混凝土面，控制好导管埋深

七、常见问题处理

导管进水

①原因：a.首批混凝土储量不足，或者混凝土储量已够，但导管底距孔底的间距过大，混凝土下落后不能埋没导管底口；b.导管接头不密封，接头间橡皮垫被高压气囊挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。c.导管提升过猛，或测深出錯，到管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。

②预防和处理措施：a.拔出导管，将散落在孔底的混凝土拌合物清出，c.根据实际情况，拔原管换新管，或用原管插入续灌，但灌注前应将进入导管内的水和沉渣吸出。如重新下管，必须将管内的水抽干，才可以继续灌。

卡管：在灌注混泥土过程中，混泥土在导管中下不去，称为卡管。

①原因：砼塌落度、流动性差、夹有大颗粒骨料、拌合不均匀、运输中产生离析、导管接缝处漏水等

②预防和处理措施：a.抖动导管：b.控制合理的塌落度c.选择好的原材料；d.运输中要时常搅拌。

塌孔：在灌注过程中如发现井孔护筒内水忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出气泡，表明是塌孔的征象。

①原因：孔壁泥土疏松、孔桩原地面有重物或震动物工作。

②预防和处理措施：a.查明原因，采取措施，保持有利的水头或一开重物、震动物；b.塌孔严重，应回填，待沉实从新钻孔。

埋管

①原因：a.钢筋笼制作质量差；b.导管埋深过大或塌落度过小以及混凝土初凝时间过早等。

②预防和处理措施：a.正反转动导管或大力拔管（但要防止拔漏导管）；b.加缓凝剂避免过早初凝；c.提高钢筋制作质量。

浮笼

①原因：a.灌注速度过快；b.预防措施不利。

②预防和处理措施：a.控制合理的灌注速度和导管埋深；b.在钢筋笼上多焊几条主筋，一增加固结力。

八、施工质量保证措施

①开工前进行定位复测，安设护桩，放置水准基点，施工期及时测量控卫和孔深，及时调整钻机位置。

②钻机平台稳定，整体性能好，无移动及晃动现象，护筒埋设稳固，孔口处用粘土夯实。

③钻孔过程中，做好进尺记录，并严格控制孔内泥浆有专人负责检测通过不同地层时要及时取样与设计核对，发现与设计不相符时，及时与监理单位和设计单位联系，进行变更设计，采取处理措施。

④孔桩水下砼灌注时有专人测量孔深和砼灌注深度，填写砼灌注记录，认真计算导管埋入砼深度，以便于及时拆除导管，并符合砼灌注数量。

⑤成桩后，对每根桩的桩身质量和桩底的沉渣厚度进行检查。

【参考文献】

[1]李河玉； 小导管注浆技术及在隧道和地下工程中的应用《西南交通大学硕士论文》- 2002

[2]曹慧；陈勇；曹净；沈飞； 压灌浆作用机理及其压浆方法《浙江建筑》- 2009

[3]曹慧； 钻孔灌注桩桩端后压浆技术作用机理研究 《昆明理工大学硕士论文》- 2010