大直径钻孔灌注桩施工技术控制

2014-12-22马辉杰MAHuijie

价值工程 2014年36期

关键词：主墩清孔吊车

马辉杰 MA Hui-jie

（中铁十二局集团第一工程有限公司，西安 710038）

（The 1st Engineering Co.，Ltd.of China Railway 12th Bureau Group，Xi'an 710038，China）

0 引言

本文以广佛环城际铁路东平水道特大桥钻孔施工为背景，结合现场地质条件的变化，从钻机钻孔的平台、泥浆控制、钻孔、成孔、清孔、灌注砼等方面对钻孔控制技术进行了研究，结果表明通过一系列质量控制措施，钻孔灌注桩能够满足各项技术指标的要求。

1 工程概况

东平水道特大桥施工里程为DK9+714.82～DK14+583.7，桥梁全长4868.88米，主桥设计为双塔双索面预应力混凝土梁部分斜拉桥，孔跨布置为（96+176+96）米，起始里程DK10+095.89～DK10+463.89，桥长368米，承台尺寸19.3×14.0×4.0米，主墩基础采用36根（每个主墩18根）直径Φ2.5米的钻孔桩，桩长68米。

主墩桩基地质情况从上到下依次为素填土层、淤泥层、全风化泥岩砂岩层、强风化泥岩砂岩层、弱风化泥岩砂岩层，选用冲击钻进行施工。

主墩基础18根桩按梅花型布置，6台钻机分3个循环完成桩基施工，18个护筒全部一次安装到位，将18根桩每3根分成1组，每组3个护筒用半圆管连结，形成1个钻孔、1个泥浆沉淀池及1个泥浆循环池的布置。

主墩桩基平台，先施作三边钢板桩围堰，回填砂黏土，护筒施工完成后，用C30砼全部硬化30cm。

2 钻孔过程中关键工序控制

2.1 钢护筒 ①淤泥层在钻孔平台以下8米处，为确保钻孔过程中的安全，钻孔施工前先安装9米长护筒。钢护筒每节3.0米，壁厚12mm，为减少变形，钢护筒上下口用12mm 厚的钢板包边加固，对每节护筒的两端平整性、直径、焊缝要检查控制。②钻孔桩直径2.5米，钢护筒直径2.9米，孔深84米，护筒安装过程中对垂直度要严格控制，用120D 液压锤下压护筒时，要通过纵横向挂锤球吊线对护筒垂直度进行控制。③钢护筒的连接焊缝要加强检查和控制，避免后续钻孔时漏水。

2.2 桩位控制测量放样桩中心点后，在护筒上及场地硬化砼面上同时做十字控制桩，钻孔在40米以内时每3天检查1次，过40米后1周检查1次，平台发生塌陷、护筒变形时要立即进行检查。

2.3 钻孔 ①钻机钻头重12T，施工中桩中心易向前偏移，钻孔过程中钻机尾部用槽刚连在护筒上进行固定，确保施工中钻机不移动。钻孔过程中技术人员根据放样的十字桩每天检查，发生偏移及时调整。②在钻孔到弱风化砂岩后，每日进尺仅1.5米左右，每日早晚对钻孔深度进行测量，对钻孔过程中不能连续施工的因素进行合理调整，但是在工作中要有人监控，避免卡锤及粘锤时发生问题。③钻头处钢丝绳每天检查，避免断丝掉锤情况发生；钻头下放、提出时速度要慢，避免破坏护壁及碰撞护筒；钻头磨损及时检查和补焊，确保直径满足要求。

2.4 相关要素配置 ①泥浆船。桩位在河道附近，现场配备1艘船配合排浆，钻机过程中及时排出浓浆，便于加快钻孔进度。②120型挖掘机。对不能排走的沉淀的钻渣用挖掘机进行挖除，再由运输车运出场地。③吊车。配备25T 吊车1台，钻孔过程中进行各种吊装作业。④造浆材料：膨润土、羧甲基纤维素纳。及时调浆，保证泥浆指标符合要求。⑤片石。对钻孔过程中发生的地质斜层、梅花桩等及时填充处理。⑥储料斗。首灌砼要求大于9.5方，提前做好14方的储料斗，配合3.5方的料斗进行封底。⑦导管。及时到场并做好水密性试验。⑧滤砂器。清孔时使用。⑨90T 大吊车。在成孔前一周左右进场组装，全面做好下钢筋笼的准备工作。

3 清孔

①因地层为泥岩和砂岩，成孔后泥浆含砂率高达20%，第一次清孔降低砂率就是关键工序。现场清孔降低砂滤方法采用小型滤砂器、大型黑旋风滤砂器两种设备。黑旋风清孔时需要空压机配合，清孔滤砂速度快，且滤出的砂偏干，易挖除运走。②要降低砂率，让砂从孔底悬浮起来，泥浆比重就不能太低，清孔时泥浆损失必须用水与膨润土拌和浆进行补充，不能直接加水除低比重；清孔工作要连续进行，避免砂沉淀。

4 钢筋笼加工及安装

4.1 钢筋笼加工钢筋笼主筋为Φ32，共120根，2根并排与3根并排间隔设计，数量多，主筋间距中到中为15.1cm，为保证质量、节约时间，钢筋采用套筒连接进行施工。钢筋笼长69.7米，孔深84米，中间设8根12米钢筋做吊笼，然后用4根ψ32的圆钢做吊筋在孔口双排25I 字钢上固定，全部采用套筒连接。

①钢筋两端切割后套丝，丝头质量用通规和止规检查；对套丝后的端头不平整处要打磨后才能安装套筒；加工好的丝头要用塑料套或套筒保护。②加劲圈提前做好。为保证运输及安装过程不变形。③声测管用铁丝每2米固定1处；间距严格控制，避免安装时错位；接头质量认真检查，避免漏水；底部要固定牢固，避免固定不牢发生掉管。

4.2 钢筋笼安装每节钢筋笼重达10T，90T 履带吊起吊时大勾用扁担梁，与小勾配合一起起吊；为避免变形，大勾吊点在第一道的加劲圈上，小勾吊点在倒数第二道加劲圈上；与第一道加劲圈相连的主筋，在加劲圈的上方主筋上焊接短钢筋阻挡起吊及孔中固定时加劲圈与主筋脱离。

①每节钢筋笼下放过程中，对声测管的接头要再次检查，把接头拧开，将上面的管下放到底后再将接头拧紧，缠胶带密封；钢筋笼下放在孔口固定后，对管道先注水没有问题后才能开始连接钢筋。②钢筋笼中的声测管布设均匀，孔口固定时声测管顶部低于孔口2.5米以上，防止挖掘机掏渣时破坏声测管。③在有几根桩同时成孔时，用90T 吊车将一个孔的钢筋笼安装完成后，用25T 吊车安装导管及配合灌桩工作，用90T 吊车连续安装另一个孔的钢筋笼，这样就能减少间隔时间。

5 灌桩

①因场地小，且有6台钻机同时钻孔，护筒距离小且呈梅花型布置，砼罐车进出不方便也不安全；每根桩设计方量达344方，数量较大；为保证安全及加快灌桩速度，灌桩时安排两台砼泵车、1台吊车配合灌桩作业。②泵车、砼到场后，停止泥浆循环，拆除2节导管后将导管下放，除去导管内负压，开始安装小料斗，准备灌桩。③封底时，大小料斗都要装满砼，在大储料斗砼开始流入小料斗时才能剪球，避免提前剪球后大储料斗中的料流不出来发生砼不连续造成断桩。④根据拌和站的生产能力，要求每盘按最大方量进行生产，每台罐车装料必须是最大方量的整数倍，罐车的数量在正常情况下以拌和站不能停工等车为标准，通过各项控制后，每根桩灌注时间能控制在7小时之内。⑤其他工序不累述。