铁路桥梁工程超深钻孔灌注桩施工问题分析

2011-08-15伍岭

黑龙江交通科技 2011年7期

关键词：孔底沉渣清孔

伍岭

(中铁五局五公司)

铁路桥梁工程超深钻孔灌注桩施工问题分析

伍岭

(中铁五局五公司)

结合某铁路大桥工程，分析了超深钻孔桩施工中存在的一些技术难点，并针对性的提出了相应的解决对策。实践证明，工程中所采取的措施行之有效，有效解决了施工难题，具有较强的现实指导意义。

超深钻孔灌注桩;桥梁工程;施工质量

1 前言

随着施工技术的不断发展与改进，大直径超深桩在工程用的应用越来越广泛。当前，我国最大的桩径已经达到了5 m，3 m左右直径的桩在桥梁工程、铁道工程、水利工程中比较常见;国内最深的桩已经达到了120 m，多用于河道、近海工程中。相比于普通钻孔灌注桩，大直径超深钻孔灌注桩的成孔、泥浆性能、清渣及水下混凝土灌注等有更高的要求。由于其施工难度很大，必须制定出科学合理的施工方案，确保工程顺利进行。因此，本文将通过工程实践，介绍超深钻孔灌注桩在建筑工程中的应用，并对施工技术进行总结与探讨。

2 工程概况

某铁路大桥，全长为790 m，桥的最大高度为92 m，主桥最大墩高为73 m。主桥1、2#桥墩采用双薄壁空心墩，横桥向宽7 m，顺桥向厚3.5 m。分隔墩采用单薄壁空心墩。主桥桥墩均采用直径2 m的钻孔灌注桩基础，其中1#墩设计桩长为 82.3 m、2#墩为 89.5 m。

3 超深钻孔灌注桩的施工技术难点

(1)本工程中，1#墩设计桩的标高是－89.5 m(桩端已经进入了持力层⑨2灰色粗砂层4 m之多)，成孔后深度达到了90 m，且成孔过程中，遇到的地层土质情况变化非常大，特别是⑦2的灰色粉砂、⑨1的灰色中砂以及⑨2的灰色粗砂，其N值都是大于50的，土质很硬，因而必须采用超常规的钻孔机来成孔。

(2)成孔后的垂直度要求非常严格，需要控制在1/300以内。其一，考虑到成孔深度很深，地层土质情况变化大等因素的影响，造成成孔垂直度要求带来了困难。其二，因为灌注桩中的钢管立柱垂直度(设计要求为1/600)，这就给成孔垂直度提出了更高的要求(按照成孔垂直度1/300来计算，已知基坑底深度为－33.7 m，则基底处将会有100 mm左右的偏差产生，而钢筋笼和钢管之间的间隙为70 mm左右)。

(3)孔壁的稳定性要求非常高:成孔后到混凝土的浇灌之间的时间间隔长(期间还有提钻、钢筋笼下放、导管下放、清孔施工工序)，我们计算后，间隔时间约为9 h，这么长的时间，如何保证孔壁的稳定性显得非常困难。

(4)孔底的沉渣要求很高:本工程中，钻孔灌注桩的孔底沉渣厚度需要达到50 mm，设计要求是很高的。

(5)钢筋笼的制作精度要求高:本工程中钢筋笼的对接采取机械接头连接，钢筋容易产生比较大的变形，这样就给钢筋笼的制作造成了很大麻烦。此外，采用直螺纹连接，其工艺要求主筋间距和位置都非常严(而本工程中钢筋笼的主筋采用了26Φ32钢筋，主筋的间距是非常小的)，这又给工程施工带来了困难。

4 相应的技术创新措施

4.1 保证成孔顺利的技术措施

(1)施工前，我们按照设计规范要求首先在轴线外侧进行了两个试成孔的施工。做试成孔的目的在于:测孔深、孔斜、孔壁稳定性、孔底沉渣、缩孔、坍孔及核对地质资料、水文、检验设备的使用情况、性能和施工工艺是否符合本工程，为工程的顺利开展提供更为详实可靠的技术参数以及不同工序的施工时间，以确保桩基工程施工的顺利进行。试成孔后，拟出48 h内的桩孔孔径检测曲线(每6 h检测一次)，用来确定各地层中钻速、钻压要求、泥浆的比重、粘度等技术参数。

(2)前面两个试成孔后，再做两个试成孔，在充分考虑了先前两个试成孔提供的技术参数后，在进行对桩孔径、垂直度，孔壁稳定性、孔底沉淤厚度等技术指标的检验，这里我们特别需要注意第一次清孔结束到混凝土灌注的间隙时间，到在此时间区间内，一定要加强对孔径曲线以及孔壁稳定性的监测。此外，在第二次进行清孔检测之前，需要再进行一次模拟的二次清孔，二次清孔的检测时间要求间隙时间为8 h。通过这四个试成孔的施工、检验，充分了解地层的分布、机械设备的选用、施工工艺中的各技术参数等情况，也是今后成孔能顺利完成的基础。

4.2 成孔垂直度的技术控制措施

由于本次成孔的深度深，且地质条件较为复杂，为了有效保证孔的垂直度达到设计、规范要求，我们选用了的钻孔机具必须是底盘稳定型的，并且在成孔过程中选用了“控制钻速、减压钻进”的施工工艺。

4.3 有效保证成孔壁的稳定的措施

由于成孔结束后到混凝土浇灌需要一段时间间(其中主要包括了提钻、钢筋笼的下放、导管下放、清孔等施工工艺)，这就要求必须在试成孔的时候获取工程施工参数，制作好48 h内桩孔的孔径曲线(每6 h检测一次)后，再据此给定各土层的钻速、钻压大小、泥浆的比重以及粘度等相关参数。

4.4 成孔后底部沉渣的控制措施

本工程对于钻孔灌注桩孔底的沉渣厚度要求较为严格，必须控制在45 mm以内，为了达到这一要求，我们在施工中采用了6BS型泵进行吸反循环的操作，同时拆使用了除砂器来进行除渣。清孔的时候，我们对入孔口处的泥浆比重指标进行严格的控制，设计值为1.20，在钻进的过程中，使用除砂器以确保泥浆的含砂率控制在3.5%以内。泵吸反循环进行清孔时，需要保证补浆供应充足以及孔内泥浆的液面稳定，在具体操作过程中还需要防止清孔压力过大导致孔底坍塌事故发生。