钻孔灌注桩基础技术在互通式立交桥中的应用

谭佐燕

摘要：桩基础虽然是最普遍的基础形式,却是建筑工程质量控制的重中之重，钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的,施工过程不能直接观察，成桩后也不能开挖验收。本文结合某互通式立交桥的建设，阐述了钻孔灌注桩基础技术在此工程中的具体应用。

关键词：钻孔灌注桩基础技术 互通式立交桥 应用

0 引言

桥梁基础施工中，钻孔灌注桩基础的施工技术发展较早。从20世纪50年代的人力转动锥头钻孔，到后期的冲抓锥、冲击锥、正反循环回转钻、潜水电钻及液压动力钻井机等多种钻孔技术。从较早的人力推车、轻轨翻斗车、移动式混凝土拌和台、提升扒斗、吊车吊斗，到目前广泛使用的拌和楼与混凝土输送泵。桥梁钻孔灌注桩施工技术水平得到了全而发展与提高。某互通式立交桥的主要功能是为两条高速公路之间互通而设置的枢纽型立交，鉴于施工场地的水文地质和本桥的设计特点，全部采用钻孔灌注桩基础，用正循环和反循环两种方法施工。

1 工程概述

某互通式立交位于河谷冲积平原地貌区，地势平坦开阔，桥位区钻孔揭露地层：自地表以下，主要为亚粘土、中砂、细砂等，厚度一般不大于20米。区域冻结深度为1.1米。地震峰值加速度：0.05g。

2 钻孔灌注桩基础施工方案

该立交主线及匝道桥为钻孔灌注桩基础，桩径分为1.2m、1.4m、1.5m、1.7m、2.0m共五种。其中1.2m桩主要用于桥台桩基础，1.4m桩主要用于20m空心板基础，1.5m桩主要用于现浇连续箱梁桩基础，1.7m桩为30mT梁桩基础，2.0m桩用于50mT梁桩基础。桥位处地层主要以第四系粘性土层和亚砂土、粉细砂及中粗砂层为主，桩基长度较深、变化较大。故在施工方案选择上，钻孔采用反循环钻机直接成孔方案经济可行，钢筋笼采用吊车分段下笼，混凝土集中拌合，浇筑水下混凝土。

2.1 场地准备：在钻机进场之前，工程技术人员采用NIKON-530E全站仪放出待施工桩位，并埋设好护桩。钻机布置充分考虑平台的有效施工面积，每部钻机完成钻孔后要隔一个桩就位，避免两台钻机在相邻孔位同时进行操作。当施工场地内有地面水时，钻孔设备难以进场，要进行人工筑岛处理，高度要高出地面最高水位0.5m以上，无地面水要高出地下水位1.0m以上，场地为旱地时，应平整场地，清除杂物，换除软土，随即可进行护筒埋设工作。

2.2 埋设护筒：护筒采用钢护筒，钢护筒内径比设计桩径大30cm，采用厚度为8mm的A3钢板卷制，为加强钢护筒的整体刚度，在焊接接缝处设12mm厚、15cm宽的钢带，护筒底加设14mm厚、50cm宽的钢带作为刃脚。护筒顶端高出地面0.3m，同时要保证泥浆出口高出地面30cm。

2.3 泥浆制备：钻孔灌注桩施工过程中完善泥浆循环系统，使泥浆各项指标符合要求是保证桩质量和提高钻进效率的关键所在。泥浆在钻孔中起着悬浮和携带钻渣、清洗孔底、增加孔壁稳定性的作用。根据现场情况，就近配备泥浆制备池和泥浆沉淀回收池，形成一个循环系统，泥浆的输送重复通过泥浆泵进行，采用优质粘土在泥浆池内制备，泥浆池容积为6m3。并设容积为4m3沉淀池二个，串联使用。要求泥浆达到如下指标：含砂率不大于4%；泥浆相对密度1.0～1.1；粘度18～28s；胶体率≥96%；失水率≤20mL/30min；泥皮厚≤3mm/30min

2.4 钻机就位：钻机就位前，应对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修。钻机在桩位处采用桅杆吊和吊车吊装就位。立好钻架并调整和安好起吊设备，将钻头吊起，徐徐放进护筒内。启动卷扬机把钻盘吊起，垫方木于转盘底座下面，将钻机调平对准钻孔，然后装上钻盘，要求钻盘中心同钻架上的起吊滑轮车在同一铅垂线上，钻杆位置偏差不得大于2cm，在钻进过程中要经常检查转盘，如有倾斜或位移，应及时纠正，安装在变速板上的电动机轴心和变速器的轴心放在同一水平线上。

2.5 钻进：开始钻孔时，应稍提钻杆，在护筒内打浆，并开动泥浆泵进行循环，待泥浆均匀后方开始钻进。进尺要适当控制，对护筒底部，应低档慢速钻进，使底脚处有坚固的泥皮护壁。如护筒底土质松软出现漏浆时，可提起钻头，向孔内倒入粘土块，再放入钻头倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆空隙，稳住泥浆后继续钻进。钻孔桩钻进参数参照下表执行。

在塑性易缩径的地层中进尺要慢，在松散易扩径的地层中进尺相对要快。在沙土或软土钻进时，易塌孔，应控制进尺速度，低档慢速、稠泥浆钻进。在轻亚粘土或亚粘土夹卵、砾石层中钻进时，因土层太硬，会引起钻具跳动。采用低档慢速、优质泥浆、两级钻进的方法钻进。进尺过程中，要经常检查钻机是否出现不均匀沉降及水平位移，采用水平尺检查钻机是否出现不均匀沉降，同时在导轮位置悬挂垂球，交叉护桩挂线，标出孔桩中心位置，检查中心与垂球是否符合，如不符合则及时进行调整，符合要求后继续钻进。

在钻进过程中，要做好泥浆的维护管理，每半小时观测一次泥浆的稠度和相对密度。根据泥浆成分的变化分析孔内、护筒脚等部位的地质变化而作出相应的处理措施。泥浆的指标按照上述控制。钻孔过程中要保持孔内有1.5m～2m的水头高度，并要防止板手、管钳等金属工具或其它异物掉落孔内，损坏钻机钻头。钻进作业必须保持连续性，升降锥头要平稳，不得碰撞护筒或孔壁。拆除和加接钻杆时要力求迅速。

2.6 清孔：回旋转清孔时根据本地区地层的特点，采用换浆法进行清孔，利用钻具注入泥浆比重较小的浆逐步置换孔内泥浆比重较大的浆，使之以满足设计与施工规范要求。其具体操作为：终孔后，停止进尺，稍提钻锥离孔底5-10m空钻，保持泥浆正常循环，以中速比将比重为1.03-1.10纯泥浆压入，使孔内钻渣较多泥浆换出。清孔时，应将附着于护筒壁的泥浆清洗干净，并将孔底钻渣及泥砂等沉淀物清除，为满足设计及规范要求，一般需进行两次清孔。清孔后孔内液体达到以下要求：相对密度1.03-1.10，泥浆含砂率<2%，粘度17-20Pa.S，孔底沉淀厚度小于10cm时，停止清孔。

2.7 钻孔检查及允许偏差：钻孔在终孔和清孔后，对孔径、孔形和倾斜度，采用探孔器进行检查，探孔器采用钻孔桩直径加100mm（但不得大于钻头直径），长度采用不小于4-6D钢筋检孔器吊入孔内检测，检测结果应报监理工程师复查并应符合本路技术规范相应要求。

3 结束语

桥梁钻孔灌注桩施工技术发展迅速，钻孔技术不断改进，钻孔设备越来越先进，特别是混凝上集中拌和及泵送混凝上的广泛应用，保证了导管的埋置深度，使得水下混凝上灌注质量得以充分保证。同时，随着桩径的不断加大，桩长不断增长，其施工难度亦不断增加，因此，还需要十分重视钻孔灌注桩的施工技术以及在现实中的易用。

参考文献：

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