某特大桥钻孔桩基础施工方案研究

姜 腾（中铁十局集团青岛工程公司，山东 青岛 266500）

1 绪论

随着我国交通现代化建设的迅猛发展，我国高速铁路建设取得了举世瞩目的成就，当然，随之发生的一些工程质量问题也引起了社会各界的高度重视。近几年国家对高速铁路工程建设项目也加大了管理力度，从设计、施工、监理等各环节采取了相应措施，但是，目前高速铁路工程施工技术在一定程度上仍然存在值得注意之处。我国进入WTO 以后，铁路工程建设项目即也进入国际市场，我们必须更加提高高速铁路工程的施工建设水平，使其达到与发达国家高铁建设项目同等水平建设领域。

施工现场建立健全各项生产规章制度；落实定期学习、检查、分析制度，确保各项制度建设严密、完整、有序。其主要有施工进度控制措施、施工过程质量控制措施、安全及文明施工措施、环境保护措施。加强对施工人员的文明施工宣传，加强教育，统一思想，使广大干部职工认识到文明施工是企业形象、队伍素质的反映，是安全生产的保证，增强现场管理和全体员工文明施工的自觉性。这些都是良好的施工建设方案的要点。本文在此基础上，结合了某特大桥工程，对如何安排钻孔桩基础施工建设方案做出了研究。

2 施工前的组织安排工作

2.1 建设总体目标

坚持以科学发展观为指导，全面落实和谐铁路建设要求，牢固树立铁路建设新理念，以标准化管理为主线，以打造精品工程、安全工程为目标，全面落实“安全、质量、工期、投资、环保水保、创新六位一体”的管理要求，充分调动我单位的积极因素，确保高标准、高质量、低成本地完成该客运专线建设任务。

2.1.1 质量目标

1）按照验收标准，各检验批、分项、分部工程施工质量检验合格率达到100%，单位工程一次验收合格率达到100%；争创部优工程。

2）在合理使用和正常维护条件下，桥梁工程结构的施工质量，满足不少于100年设计使用寿命期内正常使用维护时的运营要求。

2.1.2 安全生产目标

杜绝重大施工安全事故、无重大交通责任事故、无重大火灾事故；职工年轻伤率控制在3‰以内；年重伤率控制在0.5‰以下。

2.1.3 环保、水保、节能目标

环境污染控制有效，土地资源节约利用，工程绿化完善美观，节能、节材和水保措施落实到位，努力建成一流的资源节约型、环境友好型客专铁路。

2.2 管理组织机构

组织机构：根据项目部施工任务划分，设置作业队分别负责不同方向的施工，对日常工作进行全面管理和日常的工作安排和施工进度的控制。

2.3 总体施工安排和主要阶段工期

遵循“高标准起步，严施工组织，强过程控制，创精品工程”的建设方针，贯彻“统筹安排、科学组织，重点先行、分段展开、均衡生产、有序推进”的组织原则，桥梁施工前做好征地拆迁工作、系统策划合理布局，统筹安排。

3 某大桥钻孔桩基础施工方案

钻孔桩的施工做到合理组织，即成即灌注的原则。

钻孔桩施工前需平整场地，挖设泥浆池等后进行施工。

钢筋笼由钢筋加工厂集中制作，现场吊装。混凝土由拌和站集中搅拌，混凝土输送车运输，导管法灌注混凝土。

3.1 施工准备

1）定位

场地在旱地时，按要求将施工场地整平，清除杂物，换除软土夯打密实。现场放线定出桩位，做好桩位的轴线标记和桩位的测量放样，并进行复核报验，作出复核记录，经复核确认桩位的轴线正确无误，开挖探槽探明无管线埋在地下时，方可埋设护筒。

2）护筒埋设

埋设的钢护筒内径比桩径大40cm，护筒顶面在旱地或筑岛时高出施工地面0.5m。护筒埋置深度符合下列规定：粘性土不小于1m，砂类土不小于2m。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，坑底应整平，护筒中心与钻孔中心位置重合，在护筒四周回填粘土并分层夯实，夯填时要防止护筒偏斜护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。

3）泥浆制拌

泥浆性能指标，应按钻孔方法和地质情况确定并应符合下列规定：

泥浆比重：冲击钻机使用管形钻头钻孔时，入孔泥浆比重为1.1～1.3；冲击钻机使用实心钻头钻孔时，孔底泥浆比重砂粘土不宜大于1.3，大漂石、卵石层不宜大于1.4，岩石不宜大于1.2。反循环旋转钻机入孔泥浆比重可为1.05～1.15。

4）钻孔

①安装钻机前，底架垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷。钻机顶端用缆风绳对称拉紧，钻头或钻杆中心与护筒中心偏差不得大于5cm。

②开孔的孔位必须准确，使初成孔壁竖直、圆顺、坚实。

③钻孔时，孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.5～2.0m。在冲击钻进中取渣和停钻后，及时向孔内补水或泥浆，保持孔内水头高度好泥浆比重及粘度。

④钻孔时，起、落钻头速度宜均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出土不得堆积在钻孔周围。

⑤钻孔作业连续进行，因故停钻时，将钻头提离孔底5m 以上，将钻头提出孔外，孔口加护盖。钻孔过程中每进尺1m检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对。钻孔到达设计深度后，对孔位、孔径、孔深和孔形进行检验，并填写钻孔记录表。孔位偏差不得大于10cm。

⑥在碎石类土、岩层中采用十字形钻头；在砂粘土、砂和砂砾石层中采用管形钻头。冲击法钻孔，钻头重量考虑泥浆的吸附作用好钢丝绳及吊具的重量，使总重不超过卷扬机的起重能力。

⑦开始钻孔时采用小冲程开孔，待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后方可进行正常冲击钻孔。钻进过程中，勤松绳和适量松绳，不得打空锤；勤抽渣，使钻头经常冲击新鲜地层。每次松绳量应按地质情况、钻头形式、钻头重量决定。

⑧吊钻头的钢丝绳必须选用同向捻制、柔软优质、无死弯和无断丝者，安全系数不少于12。钢丝绳与钻头间需设转向装置并连接牢固，钻孔过程中经常检查其状态及转动是否正常、灵活。主绳与钻头的钢丝绳搭接时，两根绳径相同，捻扭方向必须一致。

⑨钻孔工地设备用十字形钻头和管形钻头各一个，检查发现钻孔钻头直径磨耗超过15mm 时及时更换修补。更换新钻头前，先检孔到孔底，确认钻孔正常时方可放入新钻头。

5）清孔及安装钢筋笼应符合下列规定

钻孔至设计高程，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后，应即进行清孔。浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应满足设计要求，设计无要求时：柱桩不大于5cm；摩擦桩不大于20cm。

清孔时及时向孔内加注清水或新鲜泥浆，保持孔内水位。

清孔应达到以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm 颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度，本桥桩基均为摩擦桩，沉渣厚度不大于20cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。

清孔达标后应抓紧安装钢筋笼和浇筑水下混凝土。

柱桩在浇筑水下混凝土前，应用射水或射风冲射钻孔孔底3～5min，将孔底沉淀物翻动上浮，射水或射风压力应比孔底压力大0.05MPa。

6）水下混凝土灌注

①钢筋笼制作、安装

钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊，每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和安装，符合规范要求。钢筋骨架的保护层厚度由耳朵形钢筋来保证，按竖向每隔2m 设一道，每一道沿圆周设4个呈梅花型布置。

制好的钢筋笼必须放在平整、干燥的场地上，存放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的方木，每个钢筋笼节段上都要挂上标示牌，写明墩号、桩号、节号。在运输的过程中避免使钢筋笼变形，必要时采用人工抬运。

钢筋笼的材料、加工、接头和安装，符合《客运专线铁路桥涵工程质量验收标准》，钢筋笼主筋与加强箍筋必须全部焊接。钢筋笼吊装入孔后不影响清孔时，在清孔前进行吊放。吊装时，严防孔壁坍塌。钢筋笼入孔后位置准确、牢固定位，平面位置偏差不大于10cm，底面高程偏差不大于±10cm。

②安装导管

导管采用φ300 钢管，每节2～3m,配1～2 节1～1.5m的短管。导管吊装前先试拼，并进行水密性试验，试验压力不小于孔底静水压力的1.5 倍也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1.3 倍。

导管接口应连接牢固，封闭严密，导管接头应清洁无杂物，密封胶圈无破损老化，同时检查拼装后的垂直情况与密封性，根据桩孔的深度，确定导管的拼装长度，吊装时导管位于桩孔中央，并在浇筑前进行升降实验。

③灌注水下混凝土

混凝土拌和物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不得使用。混凝土的初存量应满足首批混凝土入孔后导管埋至深度大于1m。漏斗底口处必须设置严密、可靠的隔水装置，该装置必须有良好的隔水性能并能顺利排出。

水下混凝土应连续浇筑，中途不得停顿。并尽量缩短拆除导管的间断时间，每根桩的浇筑时间在8h 内浇筑完成。混凝土浇筑完毕，位于地面以下及桩顶以下的孔口护筒在混凝土初凝前拔出。

在浇筑混凝土过程中，测量孔内混凝土顶面位置，保持导管埋深在1～3m 范围。当混凝土浇筑面接近设计高程时，用取样盒等容器直接取样确定混凝土的顶面位置，保证混凝土顶面浇筑到桩顶设计高程1m 以上。

7）泥浆清理

钻孔桩施工中，产生大量废弃的泥浆，为防止对周围环境造成不利影响，这些废弃的泥浆，经沉淀处理后，运往指定的废弃泥浆的堆放场地，并做妥善处理。

8）凿桩头及质量检测

凿桩头采用空压机及风镐配合施工，先在桩头外露的钢筋上放出桩顶标高，然后用风镐将桩头以上的部分凿除；凿除后，桩头必须平整密实，如出现松散的部分，应充分凿去，随后按设计要求采用低应变或超声波检测，对质量有疑问的桩，采用混凝土钻取芯样检验。

4 结论

钻孔桩基础是目前铁路混凝土桥梁施工中的一项重要技术，如何安排合理的施工方案，对于施工过程的优化和施工质量的保证具有重要的意义。本文结合了某大桥工程，对该桥梁钻孔桩基础施工方案做出了详细的分析，希望本文能为以后该方面的工作起到一定的指导作用。

[1]铁道部.铁路桥涵工程施工安全技术规程.北京.中国铁道出版社.2009

[2]铁道部.客运专线铁路桥涵工程施工技术指南.北京.中国铁道出版社.2005