浅覆盖及裸露基岩下的钢管桩植桩施工

朱 晨 鹤

(铁道战备舟桥处轮渡段，安徽 马鞍山 243041)

0 引言

植桩是在坚硬的裸岩上钻孔，再将管桩插入孔内，浇筑混凝土，使钢管桩有足够的锚固长度。这类桩施工时通常使用钻机钻孔，孔深深入基岩3 m以上，再将桩放入孔内，同时在孔内注入混凝土，待混凝土凝固后，桩身则牢固的固定在基岩上，在此桩身上搭设便桥或者平台的上部结构。由于在施工时，钻机的稳定性不能有效控制，同时直接在基岩上钻孔，难以造浆，导致钻孔难度较大，周期长，在实际施工中往往根据实际情况选用固定法和浮体法钻孔，两种方法各有优缺点，下面按照顺序进行阐述。

1 浮体法

浮体法首先要选择合适的浮体，满足钻孔需要，一般选用的钻机为冲击钻,重量14 t左右,可以考虑利用船只或者其他合适的浮体进行拼组，图1，图2是在浙江丽水水蜡项目瓯江大桥施工

时使用的浮体结构,采用四个标准舟节,浮力可以承受120 t的荷载，使用8.1 m公路栈桥梁进行连接，中间宽度2.4 m，可以灵活的满足各种钻孔需要。

浮体法最重要的环节是对浮体的定位，这对成孔位置起决定性作用，直接影响最终的植桩效果。浮体上通常采用锚机或者卷扬机对钢丝绳进行收紧或者放松，固定端往往根据实际情况选择，在既有构筑物上绑栓，埋设地锚，抛水中锚的方式。但不论那种方法都需要对水位流速进行跟踪，实时调整钢丝绳的松紧以确保浮体的位置固定。

钻孔是植桩作业的难点，这种难度在浮体法和固定法体现都比较强烈，裸露基岩或者少量覆盖层，在冲击作用下，造浆难度大，钻机又在浮体上操作，浮体本身的晃动也增加钻孔的难度，往往需要反复加入造浆材料，并对护筒进行跟进，方能成孔。目前也有一种反循环的冲击钻，可以不用造浆，直接进行清水清孔，降低了钻孔的难度和周期，但钻机重量较大，成本也较高。

最后一步是植桩。植桩通常有三种方法，第一种方法，在钢管桩内钻孔，并随着钻孔的深入同时把钢管桩(如上部结构已安装的,则不跟进)跟进一段距离，在孔深达到深度后，下钢筋笼，浇筑混凝土，将管桩通过其内部的钢筋混凝土柱进行锚固。第二类是首先使用护筒钻孔，待孔深达到设计深度后，将管桩放入孔内，然后在管桩周围浇筑混凝土。第三类也使用护筒钻孔，待成孔后，先浇筑混凝土，然后将管桩放入孔位处，通过振动锤振动，将钢管桩埋入到钻孔的底部位置,从而有较好的锚固作用，如图3所示。

浮体法植桩的工艺已经比较成熟，现在已经应用在超深水下无覆盖层的植桩施工，2017年仙师务田到永定公路工程的龙湖大桥的施工，水深60 m左右，仅有少量覆盖层，河床面倾斜度30°～45°，采用浮体法植桩工艺施工已经取得了成功。浮体的结构，此工程从浮体的拼组，吊装的构造，抛锚定位以及钻孔都有较大的难度，在这里不做详述。

2 固定法施工

固定法施工与浮体法比较主要区别在钻机停放的位置在固定结构上，这对钻孔是有利的，植桩的方法相同，常见的固定基础方式，有以下几种：

第一种是在结构本身上考虑，在结构搭设时，预留洞口，供钻孔需要，这种施工工艺在贵州舞阳河大桥施工时成功采用，如图4，图5所示，这种结构首先在有少量覆盖层的或管桩的长度不长的情况下，利用群桩的自我稳定性，首先进行结构的安装，然后在预先留有的洞口上开孔进行钻孔，这种方法由于群桩的稳定性，可以使用旋挖钻进行钻孔，大大提高了钻孔的效率，但是这种工艺受吊装的设备，管桩的口径，稳定性等因素限制，不宜做大跨度，同时结构较为复杂，制作安装难度大。但是施工周期相对较短，钻孔可以在搭设栈桥上部结构时进行，也可以根据栈桥搭设时的稳定情况考虑贯通后一次钻孔，同时不需要对所有钢管桩都

进行植桩，植桩的办法采用图3第一类方法。

第二种方法是采用冲击钻植桩。如图6所示，由于冲击钻重达14 t，不能够直接放置到贝雷的前端，现通过一根导梁，将钻头送到需要植桩的部位，仅让悬挑的贝雷支撑钻头的重量。在护筒内钻孔，成孔后按照图3的第二种或第三种工艺进行植桩，依次向前施工。护筒可以在贝雷前端进行固定，也可以考虑在水面部位使用浮体进行固定。

第三种方法由第二种办法的改进。首先把前一排桩进行冲孔，或者前一排桩有较好的稳定性，利用这种稳定性，向前再埋设一跨管桩，后边这排管桩可以有一定的埋深，也可以少量埋深，因为前排桩是稳定的，所以这跨的稳定可以满足把钻机放到前端进行冲孔。使用钻机在前端进行钻孔1根～2根，植桩后通过连接系与后排进行连接，这样这一跨就是一个稳定结构，植桩的方法与第二种固定法相同。循环此过程，依次向前推进。

以上是植桩法的几种常用工艺，相比较而言，浮体法使用较多的水上设备，钻孔难度大，钻孔的周期较长，导致结构安装时间较长，但是钻孔的位置较为灵活，可以做成大跨度，节省材料。固定法由于都是在固定的结构上进行钻孔，减小了钻孔的难度，但是由于设备和结构本身的限制，不能做成大跨度，尤其第一种方法，结构复杂，不利于节省材料，但可以大幅度降低工期，在较短的时间内形成作业能力，同时不受水上施工设备的限制。在实际的施工中，根据项目工期要求，水文地质，以及作业环境，综合考虑两种方案进行比选，在施工中可做到事半功倍，实现良好的技术效益和经济效益。