浅谈庐铜铁路金牛村特大桥钻孔桩施工

郭宪印

摘 要：本文结合新建庐铜铁路金牛村特大桥的具体实践，就铁路长大桥梁钻孔桩施工的关键工序和技术控制进行了简要阐述。

关键词：铁路桥梁；钻孔桩施工；技术控制

由中铁十九局集团第六工程有限公司承建的庐铜铁路LTTL-03标金牛村特大桥全长716.525m，该桥桥桩共计117根，总桩长3233m。现就钻孔桩施工进行介绍。

1.施工准备

1.1场地平整

施工前先对桥址处的场地进行平整，并根据地表、地质情况进行处理，防止钻孔过程中钻机失稳，发生安全事故，影响工程质量。

1.2测设桩位、埋设钢护筒

场地整平后，测放桩位，埋设钢护筒。要求如下：

构造：桩基钢护筒设计内径为D+40（D为桩径）。钢护筒采用单壁结构，壁厚6mm以上，若钢护筒直径较大且较长时，应在外壁按一定间距设置加劲肋以保证足够的刚度，护筒底刃脚处应用钢板加厚以防卷曲。

埋深：护筒顶宜高出地面或平台面0.3～0.5m。

埋设：钢护筒埋设采用振动锤振动下沉，必要时采用钻埋法下沉，直至下沉到预定位置。护筒对位验收合格后，在护筒周围均匀对称回填粘土，分层夯实。

定位：钢护筒沉放必须全过程测量定位，保证护筒偏位不大于50mm，倾斜度偏差小于1%。施工过程中不定期用仪器观测检查护筒偏位情况。

1.3泥浆拌制

泥浆按以下表中参数配制： 比重，1.1～1.15；粘度，10～25s；含砂率，粘性土<8%，砂土<8%，卵石<8%；水：膨润土：碱：CMC，粘性土：100：8：1.8：0.8，砂土：100：18：1.8：0.8，卵石：100：30：1.8：0.8

2.施工工艺

钻孔桩施工工艺流程：施工准备→场平、筑岛→放桩位、埋设护筒→钻机就位、对中→钻进、掏碴→清孔→成孔检测→安放钢筋笼→下导管→灌注混凝土前的准备工作→钻机移位→汽车吊就位→灌注水下混凝土→拆、拔护筒→清理桩头

3.施工方法

挖孔桩采用“跳一挖一”的顺序施工（隔孔开挖），挖孔桩施工时需埋设护筒，钢板壁厚6mm，高度为2m，做成整体圆形，为增加刚度防止变形，在护筒上、下端和中部的外侧各焊一道加劲肋。

采用埋深1.5m，护筒顶高出地面50cm，埋设时将护筒周围0.5m～1.0m范围内土挖除，夯填粘土至护筒底0.5m以下。

钻机就位：旋挖钻机利用行走系统自行就位，就位后钻头和钻杆中心要与桩中心对准，然后调平钻机，使钻架垂直，钻机调平和定位均采用微电脑自动控制系统完成。

注入泥浆：钻机精确就位后，用泥浆泵向护筒内注入泥浆，泥浆注到钻机旋挖时不外溢为止。在旋挖过程中每挖一斗向孔内注一次泥浆，使孔内始终保持一定水头和泥浆质量稳定。

旋挖钻进：在一般土质地层或软岩地层中钻进时，根据地质情况，分别采用相应的合适钻头。开始旋挖时速度要慢，防止扰动护筒。在孔口段5～8m旋挖过程中特别要注意通过控制盘来监控垂直度，如有偏差及时进行纠正。钻进过程中，每进尺2m及在地层变化处捞取渣样，填写钻孔记录表并与地质柱状图核对，根据不同地层调整泥浆指标和旋挖速度。孔内要始终保持一定水头，每挖一斗及时向孔内补充泥浆。钻孔作业过程中，应随时观察主机所在地面和支腿（或履带）支承处地面变化情况，发现下沉现象要及时停机处理。

弃渣外运：钻孔过程中旋挖出的钻渣临时堆放在桩位附近，及时采用自卸汽车外运至指定位置，按有关规定进行处理，减小环境污染。

3.1清孔及检孔

钻孔达到要求深度后采用灌注桩孔径检测系统进行检查，各项指标符合要求后立即进行清孔。采用泥浆置换法进行清孔。

清孔须达到符合设计及规范要求，即：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。严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。

在清孔排渣时注意保持孔内水头，防止坍塌。浇筑水下混凝土前，检查沉渣厚度，进行二次清孔，必要时用高压风冲射孔底沉淀物，立即浇筑水下混凝土，保证孔底沉渣厚度不大于设计要求。

钻孔灌注桩施工时产生的泥浆集中处理，施工期间采用泥浆车外运至泉塘社区内弃土场进行晾晒并掩埋。严禁泥浆直接或简介污染河道。

3.2钢筋笼制作与安装

根据施工图，计算主筋长度、箍筋下料长度、将所需钢筋调直后用切割机成批切好备用。由于切断待焊的主筋、箍筋、绕筋的规格尺寸不尽相同，应注意分别摆放、防止错用。

在钢筋圈操作台上制作箍筋并按要求焊接。

将支撑架按2～3m的间距摆放在同一水平面上对准中心线，然后将配好定长的主筋平直摆放在焊接支撑架上。

将箍筋按设计要求套入主筋（也可将主筋套入箍筋内）并保持与主筋垂直，进行点焊或绑扎。

箍筋与主筋焊好或绑扎后，将绕筋按规定间距绕于其上，用绑扎丝绑扎并间隔点焊固定。

将制作好的钢筋笼稳固放置在平整的地面上，防止变形。

起吊钢筋笼采用扁担起吊法，起吊点设在钢筋笼箍筋与主筋连接处，且吊点对称并一次性起吊。

钢筋笼设置4～6个起吊点，以保证钢筋笼在起吊时不变形。吊放钢筋笼入孔时应对准，保持垂直，轻放、慢放入孔，不得左右旋转。若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制入孔。

下放钢筋笼时，要求有技术人员在场，现场测量护筒标高，准确计算吊筋长度，以控制钢筋的桩顶标高及钢筋笼上浮等问题。

综合接地钢筋布置，在每根桩中应有一根通长接地钢筋，桩中的钢筋在承台中应环接。

钢筋骨架的允许偏差是：钢筋骨架在承台底以下长度，+100mm；钢筋骨架直径，+20mm；主钢筋间距，+0.5d（ d为钢筋直径）；加强筋间距，+20mm；箍筋间距或螺旋筋间距，+20mm；钢筋骨架垂直度，1%。

3.3导管安装

导管采用内径为30cm的钢导管，内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管按自下而上顺序编号和标示尺度。在使用前和使用一个时期后，除应对其规格、质量和拼装构造进行认真检查外，还需做拼装、过球、水密等试验。水密试验时的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应大于导管壁可能承受的最大内压力Pmax。Pmax可按下式计算：

Pmax=1.3（rchcmax-rwHw）

式中：Pmax——导管壁可能承受的最大内压力（kPa）；

rc——混凝土容重（kN/m3）， 取24kN/m3；

hcmax——导管内混凝土柱最大高度（m），采用导管全长；

rw——孔内泥浆的容重（kN/m3），取11kN/m3；

Hw——孔内泥浆的深度（m）。

导管组装后轴线偏差，不超过孔深的0.5%且不大于10cm。

导管长度按孔深和工作平台高度决定。导管接头采用螺旋丝扣连接，并设防松装置。

导管位于钻孔中央，在浇筑混凝土前，进行升降试验。导管吊装升降设备能力，与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应，并有一定的安全储备。

3.4浇筑混凝土

采用直升导管法灌注水下混凝土。导管上设漏斗，漏斗下设隔水栓。开始时漏斗中储备足量的混凝土拌和物，其数量要保证在切断隔水栓首批混凝土灌注下去后，使导管下口埋入混凝土中1～3m。以后尽量采用连续快速灌注，混凝土拌和物通过导管进入已灌好的混凝土中，并始终保证导管口埋在混凝土中（控制在2m～6m范围内）。为使灌注工作顺利进行，应尽量缩短灌注时间，使整个灌注工作在首批混凝土初凝以前的时间内完成。

灌注结束后，用测绳准确测出桩顶的混凝土面标高，并按规范要求考虑超灌余量。

3.5桩基检测

根据设计要求，对桩的完整性采用超声波无破损法或动测法进行检测；并委托有资质的单位，按要求进行静载抗压试验或全长钻孔取样试验。

4.结语

通过对以上关键工序进行了严格的技术控制，中铁十九局集团六公司承建金牛村特大桥已完工的钻孔桩施工合格率100%，完全满足了设计要求。