公路桥梁冲孔桩施工及遇特殊地质条件的施工方法

张 浩

（四川公路桥梁建设集团有限公司， 成都 611130）

0 引言

公路桥梁桩基冲孔桩是一种桥梁桩基的施工方法，冲孔灌注桩是一种深基础，它具有很多优良的性质，比如适应性强，施工噪音相对较小，施工安全系数较高等等，所以在世界范围得到了很广泛的应用。在一些特殊地理位置，只能使用该方法进行施工。但在如遇到特殊地质条件是时，导致该施工方法实施难度大，施工进度缓慢，机具损耗大。本文介绍了冲孔灌注桩的施工方法及遇到特殊地质条件时的施工方法。

1 普通冲孔灌注桩的施工方法

冲孔灌注桩施工的主要工序是：测量放样、埋设护筒、搭设钻孔平台、制备泥浆、冲孔、清孔、钢筋笼制作与吊装以及灌注水下混凝土等。

1.1 测量放样

根据设计资料在施工现场布设测量控制网和施工水准点，用全站仪采用坐标法直接放样至每个桩基的中心，并在每个桩基周围沿横桥向和顺桥向放样四个副桩，每个副桩距桩基中心2m左右。并用混凝土固定，便于施工中对桩基位置的复核。施工中要注意对各个副桩的保护。

1.2 埋设护筒

钢护筒采用4～6mm厚钢板卷制而成，高200cm～400cm，护筒直径比设计桩径大30cm，护筒底部加焊刃脚，护筒顶部加焊法兰。防止护筒变形。埋设护筒时，可采用人工（或挖掘机）开挖方法挖掘一个直径比护筒直径大100cm、深200cm～300cm的桩孔，将钢护筒吊装入孔内后定位，在护筒外侧四周与孔壁间填充粘土夯实，以防止冲进过程中循环液从护筒外串通，造成孔口坍塌。钢护筒顶面高出地面30cm以上（或水面1.5m～2.0m）,以提高孔内水头，增大水压。护筒中心竖直线应与桩中心线重合，平面允许误差为50mm，竖直线倾斜不大于1%。在护筒埋设过程中一定要控制好护筒的中心位置偏差，垂直度偏差，以确保护筒埋设质量。

1.3 设冲孔平台

陆上冲孔桩，在平整施工场地后,在每个桩孔除护筒范围外,纵向每隔50cm铺设一根枕木, 铺设长度要比冲击机长度长200cm, 铺设的枕木的标高误差不得超过2cm。当地质条件差时,可用几层枕木纵向和横向交差铺设。当平台搭好以后,用汽车吊把冲击机吊到平台上,调整水平固定以后再试机。冲孔平台的平整度不超过2cm。临近浅水河滩桩基，应先采用围堰与填筑交替进行的方法筑岛，先用砂卵石土袋沿墩位四周围堰 1米高左右，再在堰内填以粘土，之后再围堰再填筑，交替进行，直至施工水位以上0.5米为止。

1.4 冲孔

冲击机开始冲孔时，应稍提钻头，在护筒内打浆，并开动泥浆循环泵进行循环，待泥浆均匀后开始冲进，要适当控制进尺。在冲进过程中应经常注意土层变化，每进尺2m或在土层变化处捞取渣样，判断土层，记入冲孔桩记录表并与地质柱状图核对。同时在冲击钻进过程还需注意：

a、冲进过程中掌握好冲程，正常可采用1～1.5m的冲程，为正确掌握每次提升的冲程，可在钢丝绳上绑扎红绳标出长度标志；

b、冲进过程中要及时检查泥浆粘度及相对密度；

c、投放粘土自造泥浆时，一次不可投入太多，以免粘锥、卡锥；

d、由于冲锥的振幅较大，在冲进过程中应经常检查冲机门架位置，避免出现偏位的情况；

e、冲击锥起吊应平稳，防止冲撞护筒和孔壁。进出孔口时严禁孔口站人，防止钻锥撞人事故；

f、因故停机时，孔口应加盖保护，严禁冲锥留在孔内，以免埋锥。

冲击机施工时，应有统一的指挥人员，多班作业时，应坚持交接班制度，做好交接班记录。冲进时应仔细观察进尺情况和排水出渣情况，排量减少或出水中含岩渣量较多时，应控制冲进速度。根据不同的地质条件，选择适当的冲进速度和冲锥提升高度，以便达到最佳的进尺效果。

1.5 检孔及清孔

冲孔至设计标高后，采用专用仪器检查孔径、孔形和倾斜度等。一般采用外径等于冲孔桩钢筋笼直径加100mm（但不得大于钻头直径），长度不小于4D～6D的钢筋检孔器吊入钻孔内检测。如经检查发现有缺陷，例如中心线不符、超出垂直线、直径减小、椭圆截面、孔内有飘石等，应立即采取适当措施，妥善处理。采用换浆法清孔。清孔时，孔内水位应保持在地下水位或河流水位以上1.5～2m，以防止孔内的任何塌陷。清孔后，应立即按规范检查泥浆性能指标及孔底沉淀物厚度，该桥嵌岩桩孔内沉淀厚度按规定不大于50mm。

1.6 检孔合格后按照标准水下砼灌注法浇筑水下混凝土。

2 施工案例中特殊地质条件下冲孔桩的施工方法

2.1 工程案例

我公司在2014年四川省绵竹至茂县公路汉旺至牛圈沟段，K28+190.5干沟大桥冲孔桩施工时，由于绵茂公路处于龙门山断裂带，2008年“5.12”特大地震的影响，导致山体比较破碎。桩基位置处于河床堆积体，两山夹一沟，山势陡峭，只能使用冲孔灌注桩进行施工。

2号墩桩基设计桩长为33米，实际测量冲孔孔深为34.2米，地质岩层主要为花岗岩。当冲孔进尺在28米时，孔位内岩层出现分部不均一半较硬，并且硬度很高，一半较软，同一个桩位内硬度差别较大，导致偏锤、冲孔无进尺。锤头损耗大，平均冲孔设备工作 8小时焊锤一次，损坏非常严重，一个锤头焊接一次锤头齿需要十几个小时，导致剩余8.2米桩基施工时间达到6个月才完成。

2.2 施工方法

（1）小进尺多循环转心法

在桩位冲孔机对面搭设一台深井打孔设备，使用直径在10cm深井打孔转头事先在硬度较高的岩层转出深度为30～50cm的孔，梅花状均匀分布，已减小硬度较高岩层的密度，使桩基开放面与锤头的接触面受力更均匀，防止锤头受力不均导致偏锤，以及岩层硬度较高使冲孔没有进尺。小孔完成后，将打孔转头提起转离桩位空口位置。再使用冲孔设备正常冲孔，以成型小孔的深度作为每一次冲孔的循环深度，每一次循环完成后检孔深，出渣，在循浆出渣后，使用大功率电磁铁对孔底进行一次打捞，防止锤头掉落铁屑过多影响冲孔进尺。以及使用检孔器检查桩孔的垂直度及直径等，钻孔同时对冲孔机锤头损坏锤头进行修复焊接，已小进尺多循环的方式冲孔。在冲孔一个循环完成出渣时再次使用深井设备对桩基岩层较硬端再次钻孔，如此循环作业，以达到完成冲孔桩基作业的目的。

（2）小进尺多锤头循环施工法

在搭好冲孔设备后，根据桩基岩层实际硬度，一台设备配备二至三个专用锤头，使用高碳钢合金锤头齿，在桩基冲孔无进尺、锤头齿损耗严重时，就采用小进尺多循环方法进行施工，即第一个锤头工作工作四小时后根据锤头齿损耗情况更换第二个锤头，第二个锤头工作时，第一个锤头更换锤头齿，第二个锤头使用四小时后再更换第三个锤头，同时修复焊接第二个锤头，第三个锤头工作后第一个锤头已可以再次使用，以此作为一个循环交替使用，避免了锤头一直使用造成永久性损伤无法使用，减少人工焊接锤头齿之间的间歇时间，使冲孔设备一直出处于工作状态。这样交替使用一组锤头使用完成作为一个作业循环。

此方法是利用一台设备，多配锤头，在合理使用锤头的情况下，减小锤头损耗，造成严重损耗，采用多循环，合理的使用设备，增加设备使用率，不会导致在修复焊接锤头时导致设备停机状态的出现。虽然增加了设备投入，但在特殊地质环境下，减少了设备循环时间，在小进尺多循环的方法下，保证了施工进度，

以上两种方法是针对特殊地质冲孔灌注桩使用的先对比较有效的冲孔进尺实施方法，其余的施工步骤与普通冲孔灌注一样。随着科学的发展，在以后的施工还会出现更多更好更有效的新的施工方法。

3 结论

（1）介绍了标准冲孔灌注桩基的施工方法，其中已实际施工工程中的实际案例介绍了特殊地质环境下根据实际的地址情况下采用小进尺多循环转心法施工，以及小进尺多锤头循环施工法，推进了冲孔灌注桩的施工进度。

（2）随着科学技术的发展，将不断对施工提出新的要求，也将会出现不同的施工环境以及地址条件，今后将会出现更多的、适应各种不同条件得施工方法。