谈桥梁钻孔灌注桩施工工艺

张新

(晋中万华路桥建设有限公司，山西晋中 030600)

1 工程概况及施工工艺的选择

司徒洼特大桥为太阳高速公路全线的控制工程之一。该桥跨径组合为(21×35+3×40+9×35)m，桥梁全长1 141 m，大桥基础采用灌注桩基础。特大桥桩基共计384根。其中φ1.5 m桩基312根，共计11 742延米;φ1.8 m桩基36根，共计1 461延米，采用C30混凝土。在实际施工中，由于该大桥的红线征地比预期短7个月，项目部根据地质柱状图及工期的要求，采用旋挖钻的施工工艺。

2 施工准备

2.1 技术准备

1)组织有关人员认真学习并熟悉场地岩土工程勘察资料和工程设计文件，收集地下障碍物等资料。2)全体职工在项目总工的带领下，对图纸进行会审，并同时编制和报审施工组织设计或施工方案。3)向项目管理人员和施工人员进行工程施工质量技术交底和安全技术、环境保护、文明施工交底。4)准备好施工用的各种报表和规范。

2.2 现场准备

1)平整场地、清除杂物和障碍物、换除软土，从而达到“三通一平”。确保在实际操作时钻机底座直接置于坚实的地基上，以免产生不均匀沉陷，并同时将泥浆池挖好备用。2)对进场设备和机具进行检查和调试，并在平时加强对其保养，确保工程顺利进行。3)做好桩位的控制工作，妥善保护好控制基线和水准点，施工中应经常复测。4)桩基采用的混凝土配合比需委托有资历的试验室根据所用的原材料作好混凝土的配合比试验;保证配制的混凝土强度满足设计要求，并应具备良好的和易性。实际施工前须对配合比进行验证，经监理校验并批准后方可使用。施工中要控制各种原材质量，经常对所进场的原材料进行抽检。5)根据设计要求加工钢筋笼。钢筋笼制作时均按设计、图纸和相关规范要求。钢筋笼要在业主或监理验收合格后方可使用。6)对导管的密封性能进行试验，合格后方可使用。7)由于该大桥存在有较厚的卵石土，所以采用膨润土进行造浆。在制浆前，按照工程进度计划准备充足的膨润土。在桩位旁预先挖好的泥浆坑中，用造浆设备进行制浆，待泥浆符合相关要求后便可以进行钻孔。为了有效利用泥浆并减少对环境的污染，在实际施工时泥浆要循环使用。8)按照设计桩径的大小，制作验孔器，验孔器直径和钻孔孔直径相符，长度为8 m。9)储料斗采用3 ram厚钢板及加劲肋制作，底部做成斜坡，出口设闸门。在实际制作储料斗时，一定要保证储料斗的容积可以将最下节导管的底面埋入混凝土下0.8 m以上。

3 施工工艺流程和施工方法

3.1 施工工艺流程

钻机就位开孔→放置护筒并注入泥浆→旋挖钻进→清孔→下放钢筋笼→插入混凝土导管→灌注混凝土成桩→清理桩头。

3.2 施工工艺要点

3.2.1 钻机开孔就位

1)钻孔前用全站仪进行桩位放样，放样后四周(十字方向)设护桩，桩位及护桩待甲方或监理验收合格后方可进行成孔作业。2)利用旋挖钻机的自动整平装置，将钻机就位。使钻机机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合一，误差控制在2 cm内。钻机就位应保证其平稳，不发生倾斜及位移。

3.2.2 放置护筒并注入泥浆

1)护筒的设置：根据桩位点设置护筒，护筒的内径应大于桩径200 mm，护筒位置应埋设正确稳定，护筒中心和桩位中心偏差不得大于30 mm，倾斜度的偏差不大于1%，护筒与坑壁之间应夯实。施工中，护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成。首先正确就位钻机，然后在钻杆底部带好筒式钻头并挖够护筒深度时，再用吊车吊起护筒并正确就位，用旋挖钻杆将其垂直压入土体中，找出护筒的中心位置与已有的护桩进行对比，然后根据十字线移动护筒，使护筒中心与护桩中心重合，同时用水平尺或垂球检查，使护筒垂直。此后即在护筒周围对称、均匀地回填最佳含水量的粘土，要分层夯实，达到最佳密实度。夯填时要防止护筒偏斜。该特大桥在实际施工时，均采用2 m长的护筒，护筒面应高出地面30 cm左右，随即注入泥浆，并应保证孔内泥浆面低于护筒顶部20 cm左右。2)标高的确定：根据附近已经引测好的水准点，确定护筒标高，并做好标记，以便施工时可以很好的丈量孔深。

3.2.3 旋挖钻进

1)当钻机准确就位并将护筒内注入泥浆后开始钻进，每次钻进应控制在50 cm左右。由于该桥桩基多数处于多年前既有河槽，所以表面几米都是泥土，刚开始的2 m～5 m要放慢钻进速度，并注意放斗要稳，提斗要慢。注意观察护筒及周边土体是否有异常，若无异常通过泥层后方可转入正常钻进。在钻进的过程中要用测绳随时检查孔深，用垂球随时观察钻杆的垂直度，做到早发现，早纠偏。2)旋挖钻孔灌注桩在钻孔过程中，根据钻进进度要及时补充泥浆，以确保孔内水头压力并防止塌孔。施工过程中应记录好桩位成孔记录，并根据出渣情况判断土层结构及时地调整泥浆性能指标，遇松散地层时适当增大泥浆相对密度和粘度，保持孔内水头高度，尽量减轻浆液对孔壁的冲刷。

3.2.4 清孔

当钻进至设计标高后，将钻斗留在原处机械旋转数圈，尽量将孔底渣装入斗内，起钻后仍需对孔底残渣进行清理。当钻机提出孔内时，将预先准备好的泥浆泵放入孔底，同时将预先挖好的泥浆池中注入一定比例的清水，使泥浆的比例符合相关要求后，随即开始清孔。清孔后在粘性土中的孔底附近泥浆比重控制在1.1左右，在砂土、碎石土中孔底附近泥浆比重控制在1.15～1.25。符合要求后经监理验证合格后，方可进行下一道工序。

3.2.5 下放钢筋笼

本特大桥由于所用钢筋笼较长，均分成3段进行制作并安装。钢筋笼制作应符合设计及规范要求，钢筋笼存放场地应平整。

1)钢筋笼在制作完成后，要根据实际情况，计算好吊筋的长度，并将其牢固的焊于最上面一节钢筋笼上，吊筋的粗细选择要根据实际施工情况及每节钢筋笼的重量来确定。2)钢筋笼吊装之前，应先对钻孔进行检测。检测使用的验孔器的直径和设计孔径直径相等，实际施工时主要检测钻孔的垂直度、孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋安装的障碍物，如突石、树根等，以确保钢筋笼的顺利安装。3)钢筋笼吊装时应对准孔位竖直轻放、慢放，遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落，无效时，立即停止下落查明原因后再安装。不允许高起猛落，强行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。4)若实际施工时，吊筋的长度较长，且泥浆面离护筒顶较近，钢筋笼的位置不好确定时，则在放置最后一节钢筋笼时，通过吊钩的中心、护筒上护桩(油漆位置)和钢筋笼实际的中心三点用工程线连接起来，待钢筋笼进入水中后，保证工程线绷紧的情况下，三点成一条直线后，说明该桩基钢筋笼放置正确。5)钢筋笼放置正确后，将吊筋牢固定位，并使钢筋笼处于悬吊状。

3.2.6 插入混凝土导管

钢筋笼下放至设计深度后，立即下放混凝土输送导管，导管在下放过程中避免其与钢筋笼碰撞，遇导管下放困难时应及时查明原因。导管由直径为300 mm的钢管制作，内壁表面应光滑并有足够的强度和刚度，管节的接头应密封良好和便于装拆。下放导管的节数应由领工员实际计算确定，导管每节2 m，但最下面一节的导管长度为4 m～6 m。导管底部至孔底的距离宜为30 cm～50 cm，以保证隔水塞能顺利排出。

3.2.7 灌注混凝土成桩

1)桩基混凝土在实际浇筑时，首罐混凝土尤为重要。必须确保首罐混凝土将最下节导管底一次埋入混凝土面下0.8 m以上。

2)初罐混凝土完成后就可以进入正常灌注，混凝土必须连续灌注至设计标高，在灌注过程中，一定要保证导管埋入混凝土中2 m～6 m。严禁导管提出混凝土面，应设专人测量导管埋深及管内外混凝土液面高差。

3)桩基在实际灌注时，由于混凝土浇筑到顶时残留泥浆会与混凝土混合，为了保证桩顶混凝土的强度，则实际施工时，实际灌注桩顶标高应比设计标高高0.7 m。

4)在实际施工时，必须控制好配合比、浇筑速度以确保混凝土的质量，随时检查混凝土的坍落度。

3.2.8 清理桩头

当桩头的强度达到设计强度的25%时，立即拆除护筒并开挖至桩基顶高程，将高出设计标高的混凝土凿除。达到桩顶设计标高，桩头采用人工手工凿除，不能采用爆破或其他影响桩身质量的方法进行破桩。

司徒洼特大桥通过采用旋挖钻机进行桩基施工，实测各项指标均满足设计和相关规范要求。以上是本人对旋挖钻施工工艺的一点体会，不足之处望广大同仁及专家指教。

［1］ 张世雄，扈其勇.浅谈钻孔灌注桩施工控制［J］.山西建筑，2010，36(9)：121-122.