浅谈牵索式斜拉桥前支点挂篮钻孔桩施工技术

2011-12-31张硕锋张理双

中国新技术新产品 2011年13期

张硕锋张理双

（1、许昌广莅公路工程建设有限责任公司，河南许昌 461000 2、河南省公路工程局集团有限公司，河南郑州 450052）

钻孔桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。

按桩径大小分可分为如下几种：小桩，由于桩径小，施工机械、施工场地、施工方法较为简单，多用于基础加固和复合桩基础中；中桩，成桩方法和施工工艺繁多，工业与民用建筑物中大量使用，是目前使用最多的一类桩；大桩，桩径大且桩端不可扩大，单桩承载力高，近20年发展快，多用于重型建筑物、构筑物、港口码头、公路铁路桥涵等工程。以下就牵索式斜拉桥前支点挂篮钻孔桩施工技术作以简要阐述。

1 钢护筒

钢护筒用厚6mm的厚钢板制成，内径按设计桩径加大20cm，平均长2m；护筒制成整体。护筒顶端留有高0.4m，宽0.2m的出浆口，底节护筒下端设刃脚，拼缝处加垫橡皮防止漏水。护筒接头处要求内部无突出物，能耐拉耐压。护筒埋深不得小于1.5米，并应将护筒周围0.5～1.0米范围内的松散土挖除，夯填粘性土至护筒底0.5米以下。

1.1 泥浆采用合格的粘土悬浮泥浆作为钻孔泥浆。胶泥应用清水彻底拌和成悬浮体，使在灌注砼时及至施工完成保持钻孔的稳定。

1.2 在施工前，对泥浆的循环和净化结合施工场地作适当布置，均设置在靠山沟一侧。

1.3 调制泥浆时，应先将粘土加水浸透，然后用人工拌制。冲击钻进时，可在钻孔内直接投放粘土，以钻锥冲击制成泥浆。

2 钻孔

钻孔桩选用锤重7.5T的冲击钻机。钻机就位前，应对钻机的各项准备工作进行检查，包括场地布置与钻机座落处的平整和加固，主要机具的检查与安装，配套设备的就位及水电供应的接通等。钻孔前应认真核实钻孔地质剖面图，以便按不同土层选用适当的钻头、钻进压力、钻孔进度和泥浆。桩的钻孔，应在中距5m内的任何砼灌注桩完成24小时后才能开始，以避免干扰邻桩砼的凝固，钻孔应连续进行，不得中断。

表层至砂砾层采用三翼钻头，宜用I、II档转速严格控制进尺。如遇大量的松散破碎地质时，宜低档慢速钻进，减少对粉细砂土的搅动，同时提高水头，加大泥浆比重，以加强护壁，防止坍孔。钻孔时要察看钢丝绳回弹和回转情况。耳听冲击声音，借以判别孔底情况。要掌握少松绳的原则。松多了会减低冲程，过于松少了犹如落空锤，损坏机具。松软地层夹有较多石块时.一般每次松绳3～5cm，均匀密实地层5～8cm。冲击过程中，要勤冲孔排渣，勤检查钢丝绳和钻头磨损情况，及转向装置是否灵活，预防发生安全质量事故。钻头直径磨耗不应超过1.5cm。应经常检查，及时用耐磨焊条补焊。并常备两个钻头轮换使用、修补。为防止卡钻，一次补焊不宜过多，且补焊后在原孔使用时，宜先用低冲程冲击一段时间，方可用较高冲程钻进。

为保证孔型正直，更换钻头前，必须经过检孔，将检孔器沉到孔底方可放入新钻头。如检孔器不能沉到原来已钻到的深度，或钢丝绳（拉紧时）的位置偏移护筒中心时，则考虑发生了弯孔，斜孔、或缩孔等情况，应及时采取补救措施。为控制泥浆比重，须及时用取样罐放到需测深度，取泥浆进行检查，及时向孔内灌注泥浆或投碎粘土。冲击钻进，孔底泥浆比重以1.4～1.6为宜。排碴后应测一次，再分批投碎粘土，直到泥浆比重达到正常为止。冲孔时，每隔3～5小时，将钻头在孔内上下提放几次，把下面的泥浆拉上来护壁。

钻孔时必须及时填写钻孔施工记录，在土层变化处捞取渣样判别土层，以便与地质剖面图相核对。要确保桩身嵌入微风化岩层不小于10m，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意的事项。应保存每根桩的全部施工记录，当需要时，记录应报送监理工程师作为检查之用。

3 第一次清孔

达到孔底时，要根据钻杆长度核算孔底高程，确认无误，把钻头略微提起，转速由高变低，空转5～20min，立即进行清孔，清孔时，应及时向孔内注入清水或纯泥浆，保持孔内水位在地下水位或湖面水位1.5～1.2m以上，以防止塌孔。清孔应认真操作，不得用加深孔深来代替清孔。钻孔底沉淀物厚度不得大于5cm。并用手摸泥浆无2mm～3mm大的颗粒且其比重在规定指标之内时为止。清孔后的泥浆指标为：相对密度1.03～1.10；粘度17～20（s）；含砂率<2%，胶体率>98%。监理工程师认可后，再安放钢筋笼。

4 钢筋笼制作与安装

钢筋笼严格按照设计图制作，焊接牢固，采用汽车吊分节吊装，吊装前制定方案，保证在吊运过程中钢筋笼不发生变形，固定钢筋时注意超声波探测管按等边三角形设置，钢管内径Φ50，壁厚不小于3.5mm,钢管离孔底100cm,高出桩顶30cm.预埋的检测管随钢筋笼一次就位，钢筋笼就位后应予以固定，避免灌注砼时，钢筋笼上浮。调入钢筋笼时，应对准孔位轻放、慢放。若遇阻碍，可徐徐下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。下放过程中，要注意观察孔内水位情况，如发生异常，马上停止，检查是否塌落。钢筋笼入孔接长时要使上下轴线在同一直线上。钢筋笼入孔后，周围应有足够的砼保护层，顶端与护筒牢固定位，以防止在灌注混凝土过程中下落或被混凝土顶托上升。

5 灌注水下混凝土

采用导管法灌注砼，导管采用直径300mm的丝杠式导管,该导管连接顺直，密闭、不漏水，拆装方便，灌注水下混凝土采用竖向导管法。导管使用前均应调直、试拼组装、试压、编号及自下而上标示尺度。罐车和储料斗需有足够的容量，即砼的初存量，应保证首批砼灌注后，使导管埋入砼的深度不小于1.0米。水下混凝土的坍落度以18～22cm为宜，并宜有一定的流动度，灌注水下混凝土的工作应迅速，防止坍孔和泥浆沉淀过厚。每根桩灌注时间不应太长，尽量在8h内灌注完毕，以防止顶层砼流动性减小，提升导管困难，增加事故的可能性。导管埋入砼的深度一般应控制在2～6m内。灌注标高应高出桩顶设计标高0.5～1.0m，以便清除浮浆和消除测量误差，保证截断面以下的全部混凝土具有满意的质量。高出部分待基坑开挖后凿除，凿除时须防止损坏桩身。