四平市紫气大路立交桥基桩施工关键技术

杨 波，李维生，肖开军

(1. 四平市规划局;2. 中交二公局第二工程有限公司)

1 工程概况

四平市紫气大路立交桥工程为沟通紫气大路和东盛大街的一座全互通立交。桥梁基础设计采用为24 根φ1.5 m和352 根φ1.2 m 钻孔灌注桩。最大桩长为32 m，最小桩长为25 m，均为摩擦桩。

2 水文地质

工程位于四平市铁东区紫气大路，地貌单元为山前台地，第四系地层为洪冲积、坡积地层，下伏白垩纪泥岩、砂岩。地势较平坦，开阔。

(1)耕土:黑色、稍湿、松散，主要由扰动粉质黏土等组成，该层场地分布普遍。埋深一般在0. 00 ～1. 0 m，最浅0.00 ～0.90 m，最深0.00 ～1.30 m，厚度0.9 ～1.3 m。

(2)粉质粘土:黄褐色、饱和、软塑－可塑、中高压缩性。该层场区普遍分布，埋深一般在1.0 ～11.8 m，最浅0.90 ～3.40 m，最深1.0 ～12.3 m，厚度2.5 ～11.3 m。起伏较大。

(3)泥岩夹砂岩:棕红色，灰白色，全风化，节里裂隙发育，呈可塑－硬塑状态，碎块状，该层场区普遍分布，埋深一般在6.8 ～12.5 m，最浅3.40 ～12.6 m，最深12.3 ～13.8 m，厚度9.2 ～1.5 m。起伏较大。

(4)砂岩夹泥岩:褐色、棕红色，灰白色，强风化，节里裂隙发育，呈硬塑－坚硬状态，小块状，该层场区普遍分布，埋深一般在12.5 ～19.0 m，最浅11.0 ～20.1 m，最深13.8 ～19.6 m，厚度9.10 ～5.80 m。起伏较大。

地下水靠大气降水补给，向下游排泄，地下水位随季节变化。通过拌和站建设中打井，地面以下80 m 出现地下水。

3 施工方法选择

根据以往类似地质情况施工经验，针对泥岩的地层，选择采用冲击钻和旋挖钻施工比较合适。

根据工地建设中打水井的情况，在地面以下80 m 才出现地下水的情况，采用旋挖钻比较合理。旋挖钻可以直接干挖，避免采用泥浆护壁，而且施工速度快，不需要泥浆。从成本方面相比较，采用旋挖钻更加合理。故采用旋挖钻施工相对是合理方案。

4 施工机械选择

施工方法选择旋挖钻施工，根据其他工地施工经验及现有资源，选择徐工XR280 钻机。XR280 钻机具体参数见表1。

表1 XR280 旋挖钻机主要技术参数

续表1

根据XR280 钻机参数完全满足本工程施工需要。

5 施工工艺流程

桩基施工主要内容为:场地平整、埋设钢护筒、钻孔施工、检孔、钢筋笼和导管的安装、混凝土灌注。工艺流程图见1。

图1 钻孔灌注桩施工工艺流程图

5.1 护筒埋设

测量放样后，采用挖坑埋设法埋设护筒，护筒底部和外侧四周应采用黏质土回填分层夯实。护筒的埋设标准:护筒中心竖直线与桩中心线重合，平面允许误差为50 mm，竖直线倾斜不大于1%，护筒顶面应高出地面30 cm。

5.2 钻孔

(1)首先进行钻头对中孔位，人工依据桩位十字线，使钻头中心与十字线中心对中，调整桅杆竖直度及钻机机身水平。

(2)旋挖筒升降速度要均匀，不要过猛，以免碰撞孔壁，造成塌孔。

(3)成孔前必须检查钻头保护装置，钻头直径、磨损情况，施工过程对钻头磨损超标的及时更换。

(4)钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:在耕土及粉质粘土中钻进时，采用快转速钻进，以提高钻进效率;在泥岩及粉砂岩中钻进时，要减慢钻进速度。

(5)在钻进过程，对于耕土及粉质粘土，直接用旋挖筒钻进、取渣，遇到泥岩及粉砂岩时，先用螺旋钻头将其搅拌，再用旋挖筒取渣。

(6)钻孔过程中，及时填写钻孔施工记录，交接班时由当班钻机班长交待接班钻机班长钻进情况及下一班应注意事项。

(7)钻孔作业应分班连续进行，随时捞取渣样，检查土层是否有变化，当土层变化时及时报监理工程师并记入记录表中，且与地质剖面图核对。

(8)因故停止钻进，孔口加护盖。严禁钻头留在孔内，以防埋钻。

(9)成孔达到设计深度时，监理工程师验收合格后，方可进行下一步施工。

5.3 成孔质量检查

钻孔至设计深度后，进行成孔质量检查，内容包括:孔径、孔深、垂直度、孔底沉渣。沉渣厚度不得大于10 cm。如表2 所示。

表2 钻孔成孔质量标准

5.4 钢筋施工

基桩钢筋笼均在我部钢筋加工场地内集中采用分节段加劲筋成型法制作。钢笼主筋为φ25 和φ28，制作搭接采用焊接，箍筋与主筋梅花点焊，主筋与加筋箍100 %点焊牢固。由于钢筋笼直径比较大，拟采用在钢筋笼内加焊十字撑，以加强钢筋笼结构的整体性，防止钢筋笼在吊装过程中变形。钢筋笼制作时注意安装声测管，声测管上下管口用木塞封口。钢筋笼保护层用7 cm 厚混凝土垫块在每个加筋箍四周各垫一块。桩基钢筋笼采用桩基与汽车吊进行台吊安放，钢筋笼节段对接采用机械连接，两段钢筋笼的主筋须错开搭接，焊接对接，搭接长度应符合设计要求，十字撑在钢筋笼下放过程中割除。

5.5 基桩混凝土浇注

基桩混凝土灌注采用刚性导管法结合振捣棒方式。

导管在下方时因为采用干浇方式，注意导管的连接安全。虽然采用干浇方式，为了混凝土的密室性，和水下浇注程序相同，导管埋入混凝土中的深度一般控制在2 ～6 m 范围之内。每次拆卸导管后，导管埋入混凝土的深度应不小于2 m。混凝土上升到离孔口8 ～10 m 范围内，因为混凝土的压力越来越小，采用振捣棒振捣使混凝土更加密实。

导管提升过程中要注意居中缓慢提升，防止挂卡钢筋骨架。灌注的桩顶高程应高出设计高程0.5 ～1.0 m，以保证凿除后的桩头混凝土强度。

5.6 桩身完整性检测

全桥的φ1.2 m 钻孔灌注桩采用小应变检测，φ1.5 m 钻孔灌注桩采用超声波检测。经检测全部为I 类桩。

5.7 钻孔灌注桩注意事项

(1)塌孔

①原因分析。挖埋式护筒的底部和四周未填实。成孔速度过快。吊放钢筋笼时碰撞了孔壁。

②预防措施。埋设护筒时，宜在护筒底部夯填50 cm 厚粘土，并且必须夯打密实。放置护筒后，在护筒四周对称均衡地夯填粘土，防止护筒变形或移位，应夯填密实不渗水。施工通道的布置应离孔位一定距离，防止孔顶有动载时引起坍塌。钢筋笼的吊放、接长均应注意不碰撞孔壁。

(2)钢筋笼上浮

①原因分析。混凝土在进入钢筋笼底部时灌注速度太快。钢筋笼未采取固定措施，或固定措施不合理。

②预防措施。为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1 m 左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土上升到骨架底口4 m 以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2 m 以上，即可恢复正常灌注速度。灌注混凝土前，应将钢筋笼固定在孔位护筒上，可防止上浮。

6 结束语

本工程基桩施工从2011 年9 月1 日开始，到2011 年11月23 日结束，工程非常顺利结束，所有基桩均为I 类桩。通过本工程基桩施工，针对相似工程提供一个很好施工范例。

［1］ 城市桥梁工程施工与质量验收规范(CJJ2－2008)［S］. 北京:中国建筑工业出版社，2008.

［2］ 桥涵(上册)［M］. 北京:人民交通出版社，2000.