浅谈张呼客专赛汉塔特大桥钻孔桩施工

刘萍

摘 要：本文结合新建张呼客专赛汉塔拉特大桥的施工实践，就客运专线长大桥梁的钻孔桩施工关键工序的技术控制进行了详细阐述。

关键词：客运专线；长大桥梁；钻孔桩施工；关键工序；技术控制

中铁十九局集团第六工程有限公司承建的新建张家口至呼和浩特客专铁路赛汉塔拉特大桥，位于内蒙古自治区乌兰察布市集宁区东侧，东起印西村，西至南老羊圈村，穿越霸王河和泉玉林河流域，全桥与京藏高速并行，距离最近处间隔35m。线路长度13828.56m，其施工范围内包括钻孔桩基础、承台、墩台身等工程。本文重点就钻孔桩施工关键工序的技术控制进行介绍。

本桥基础采用钻孔灌注桩，桥桩径为1.0m和1.25m，采用旋挖钻机成孔的施工方法施工。首先进行桩位测量放样，埋设护筒，泥浆护壁，钻机钻孔，吊车下钢筋笼，导管灌注水下混凝土。

1 工艺流程

工艺流程为：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→成孔检查→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。

2 准备工作

2.1场地平整：将施工场地平整压实，做为施工用地。

2.2桩位放样：测定桩位和地面标高。桩位放样时，桩的纵横向允许偏差满足验标要求，并在桩的前后左右距中心2m处分别设置护桩，以供随时检测桩中心和标高。

2.3钻孔设备：根据施工图设计所提供的工程地质、水文、桩径、桩长资料，选用旋挖钻机。

2.4护筒： 护筒采用6mm厚钢板制成，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。护筒内径比钻孔桩设计直径加大20～30cm；护筒顶端高度宜高出地面0.5m，以防杂物、地表水进入井孔内。同时，宜高出地下水位2m，以防塌孔；护筒埋置深度视地层情况而定，以穿透表层相对松软沉积层为宜，护筒高2～3m。埋置好的护筒平面位置偏差小于5cm，护筒倾斜度偏差小于1%。

2.5泥浆制备及要求：泥浆是粘土拌合物，由于比重大，静水压力高，泥浆可作用在井孔壁形成一层泥皮，阻隔孔内渗流，保护孔壁免于坍塌。

2.6原材料要求：为便于水下混凝土的浇注，集料宜用卵石或级配良好的碎石；粗集料最大粒径，卵石为40mm，碎石为35mm，且不得大于导管直径的1/6～1/8及钢筋最小净距的1/4；凝土坍落度处于18～22cm之间 ，水灰比宜为0.5～0.6。

3 钻孔施工

3.1钻机就位：钻机就位前，对主要机具进行检查、维修和安装，保证配套设施的就位及水电供应的接通。

3.2钻孔前，根据施工图设计所提供地质、水文资料，绘制钻孔处地质剖面图，挂在钻台上，以供对不同土层选择适当的钻头、钻进压力和速度以及适当的泥浆比重参考数据。钻进过程中，应注意土层变化，在土层变化处均应捞取渣样，判断土层，并记入记录表中。

3.3钻机安装就位后，底座和顶端应平稳，不得产生位移和沉陷。回转钻机顶部的滑轮缘、钻盘中心和桩孔中心三者应在同一铅垂线上，其偏差不得大于2cm。

3.4钻孔作业必须连续进行，不得间断。因故必须停钻时，孔口应加护盖，并严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。

3.5钻孔时应注意排除钻渣，并保持泥浆密度和粘度，避免造成糊钻或由于坍孔造成埋钻。

3.6钻进操作要点：开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下1米后，以正常速度钻进；在砂土中宜选用大泵量，稠泥浆，低档慢速进尺，防止排渣速度跟不上；钻进过程中，每进尺6～8m，应检查钻孔直径和垂直度。

3.7清孔

清孔的目的是抽、换孔内泥浆，清除钻渣沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉淀层而降低桩的承载力。其次，清孔还为浇注水下砼创造良好条件，使测孔准确，浇注顺利。清孔方法采用换浆或抽浆清孔法。

清孔后要对钻孔进行检查，孔的平面位置在各方向的误差均为50mm，钻孔直径应不小于桩的设计直径，倾斜不大于竖孔深的1/100，井底沉淀厚度不超过10cm。清孔后的泥浆性能指标：含砂率小于2%，比重不大于1.1，粘度17～20s，胶体率大于95%，PH值不大于6.5。 3.8钻孔异常情况处理

①钻孔中发生塌孔后，应查明原因和位置，进行分析处理。坍孔不严重者，可加大泥浆比重继续钻进；严重者回填重钻。

②出现流砂现象后，应加大泥浆比重，提高孔内压力或用黏土作成大泥块或泥砖投下。

③弯孔不严重时，可重新调整钻机或卡杆孔继续钻进。发生严重弯孔、梅花孔、探头石时，应回填修孔，必要时应反复修孔。

④出现缩孔时，可提高孔内泥浆面或加大泥浆比重采用上下反复扫孔的方法，恢复孔径。

⑤发生卡钻时，不宜强提，应查明原因和钻头位置，采取晃动大绳或钻头以及其它措施，使钻头松动后再提起。

⑥发生掉钻时，应及时摸清情况，查明原因，采取措施，尽快处理，如钻头被埋住，应首先清除泥砂，再进行打捞。

4 钢筋骨架施工

4.1骨架钢筋在加工场集中加工成形，纵向主筋采用闪光对焊连接，两节钢筋笼之间采用双面搭接焊连接，搭接接头钢筋的端部应预弯，搭接钢筋的轴线应位于同一直线上，搭接长度为5d.同一截面上的钢筋接头不超过钢筋截面积的50%。

4.2钢筋骨架采用25T吊车分节吊放，现场焊接。及时、准确地就位，就位后应牢固定位，待砼浇注完毕并初凝后，方可解除固定设施。

5 设立导管

使用前进行试拼试压，不得漏水，各节应统一编号，在每节上按自下而上标示尺度；导管组装后轴线偏差不宜大于孔深的0.5%，亦不大于10cm；组装时，连接螺帽宜在上；试压的压力宜为静水压力的1.5倍。上下成直线吊装时，应位于孔中央。

6 浇注水下混凝土

6.1浇注水下混凝土是鉆孔桩施工的重要工序，浇注前应探测孔底泥浆沉淀厚度，如超出规范规定厚度，应再次清孔。

6.2混凝土拌合物运至浇注地点时，应检查和易性、坍落度等情况，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和仍不满足时不得使用。

6.3浇注首批砼时注意事项：导管下口至孔底的距离宜为30～50cm；导管埋入混凝土的深度不小于1m；储料槽和漏斗中应有足够数量的砼，以满足砼冲击隔水栓全部下落后，初次埋置导管的深度；砼浇入孔底后，立即测量孔内混凝土面高度，计算出导管埋置深度，如符合要求，即可正常浇注。

6.4浇注开始后，应连续有节奏地进行，尽可能缩短拆除导管的间隔时间，当导管内混凝土不满时，应徐徐进行浇注，防止在导管内形成高压空气囊。

6.5在浇注过程中，应保持井孔水头，防止坍孔，还应经常用测绳探测井孔内砼面的高程，保持导管出口插入混凝土面2～6m，并及时提升和拆除导管。

6.6当井孔混凝土面接近和进入钢筋骨架时，应注意下列事项：.接近钢筋骨架时，宜使导管保持较大埋深，并放慢浇注速度，以减小砼的冲击力；当井孔砼面进入钢筋骨架一定深度后，可适当提升导管，使钢筋骨架在导管下口有一定的埋深。

6.7在桩顶设计标高以上增加浇注0.5～1.0m，以留出破桩头的长度，确保桩顶质量。

6.8在浇注即将结束时，导管内砼柱高度减小，压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大。如果砼顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，使浇注工作顺利进行，泥浆引流至适当地点处理，以防止污染。另外加大料斗至孔口的高差，使砼能顺利灌注，并保证桩顶砼的质量。

6.9在浇注砼时，每根桩制作不少于2组（6块）的混凝土试件。

6.10护筒在浇注砼即时拔出。

7 结语

通过对以上关键环节进行严格的技术控制，中铁十九局集团第六工程有限公司承建的张呼铁路赛汉塔拉特大桥钻孔桩施工合格率为100%，优良率98%，完全满足了设计要求。