高填方边坡钢护筒跟进施工技术及质量控制分析

上官于谦

山西路桥建设集团有限公司 山西太原 030006

1 项目背景

此高速公路工程项目的全线长度是27.55km，采用的是双向四车道，设计的行车速度是100km/h。此项目中包含了一座匝道大桥桩基工程，确定采用的结构类型是钢筋混凝土结构，此桩基工程施工使用的是钻孔灌注桩。其中位于高填方上的桩基数量是20根（边坡桩根是12根），施工时间是2018年11月至2019年7月，桩径分别是150cm与180cm，桩长范围是30m至37m。由于高填方路基边坡采用钻孔桩施工技术，受限于路基结构的稳定性可能会引发漏浆、孔壁受力不均匀以及塌孔等问题，所以通过分析、讨论之后确定选择钢护筒跟进施工技术，其具备的技术优势如下：①成孔率比较高，有效解决了孔壁受力不均、塌孔以及漏浆等问题，提升了施工效率；②保证了施工效果，通过防止钢护筒能够提升桩基断面的规整性，提升桩基垂直度以及灌注效果；③安全可靠，选择钢护筒能够增强孔壁的稳定性，以免出现塌孔与断桩等现象，保证了施工安全[1]。

2 施工技术与质量控制

2.1 施工原理

桩基钻机施工阶段，每钻进1.5m就需要焊接放置钢护筒，以达到孔壁的稳固支撑（详见图1），借助于钢护筒具有的刚度与强度有效抵抗外界变形，从而实现边坡的均匀受力[1]。

图1 焊接放置钢护筒

2.2 施工要点

高填方边坡钢护筒跟进施工技术流程详见图2所示。

图2 高填方边坡钢护筒跟进施工技术流程

（1）场地整平。正式施工之前，必须完成桩基现场边坡的整平与拓宽处理，同时采用压路机进行压实作业，保证压实度≥99%。

（2）冲击钻孔。首先选择的钻头必须保证和孔径的直径一致，同时从钻头的外侧焊接耐磨块，以实现扩孔处理，从而有效放置钢护筒。此外，选用的钻头必须能够穿过钢护筒，以免发生卡钻现象。

其次考虑到不同类项的钻头，其钻进施工速度有所泣别，所以需要按照规定要求实施验孔与跟进钢护筒。以高填方段为例，若是采用1.5m的钻头，应保证每6h钻进深度控制在3m至4m之间；若是选择1.8m的钻头，应保证每6h钻进深度控制在1.5m至2.5m之间[2]。

（3）放置护筒。此项目钢护筒是以厚度为10mm的钢材为原材料制作而后才能，而钢护筒的内径＞50mm，以保证钻头能够有效上拉。同时，钢护筒采用焊缝的方式进行有效连接。在正式进行钢护筒下放之前，必须从施工现场指定位置安装限位器，且和定位桩实施严格校核，以免出现偏移现象。而钢护筒焊接阶段，需要对各节护筒下放错位现象加以控制，确保位移量≤2mm[3]。若是位移量＞2mm，就难以使钢护筒垂直度符合规定要求，从而不利于进行钢护筒放置与钻头上拉，所以就必须切割以及重新焊接钢护筒。

（4）放置钢筋笼。具体如下：①为了能够保证钢筋笼起吊施工时的刚度，需要从其加强圈位置焊接十字撑。同时，钢筋吊点位置以φ25mm圆钢为材料进行加固处理；②钢筋笼放置操作之前，必须确保清孔与换浆施工符合工程规定要求，尤其是孔底沉淀、含砂率与泥浆比重等满足设计规范基本要求[4]；③在钢筋笼焊接过程中必须确保焊缝的长度符合设计规范基本要求，同时焊缝达到饱满，无任何漏焊现象，而钢筋的连接部位必须错开，使接头连接同一段范围中的主筋焊接面积≤50%；④钢筋笼放置施工中，必须根据规定要求认真对钢筋笼中心及保护桩实施校对，以免钢筋笼发生偏位问题。

（5）灌注混凝土。混凝土灌注施工之前，导管底口与孔底之间的距离≤30cm；运输到施工现场的混凝土量必须达到首批混凝土计算量要求，否则禁止进行灌注施工；在混凝土灌注阶段，需要使混凝土的埋深达到2m到6m，并按照规定及时对导管的埋深进行准确测量，以免埋管偏深或者是偏浅，从而影响混凝土灌注效果[5]。此外，应认真、仔细观察混凝土的质量，以免混凝土发生离析等问题，若是出现问题则必须立即与拌和站沟通，然后结合实际情况对混凝土配合比进行优化调整。

2.3 质量控制要点

2.3.1 钻孔施工质量控制

钻机安装区域的地基必须牢固、稳定，否则在钻进施工阶段容易出现机体倾斜现象，从而就会对钻孔施工效果造成严重影响。所以需要结合现场勘察与调研报告，选择地基结构稳定的位置进行钻机安装，而且精准测放中心位置，然后按照规范要求正确安装钻机。在钻孔施工阶段，必须及时将影响钻头性能的物质清理出孔外，以最大程度上降低钻头的破损程度，从而提升钻进施工效率与成孔质量。此外，钻机需要根据规定要求采取有效措施进行保养，以保证钻机性能处于最佳状态。

2.3.2 护筒质量控制

根据设计方案内容及要求合理地设置护筒，采用的护筒材料是钢板。同时在护筒埋设施工阶段，需要提前对护筒的各项基本参数进行检查与确定，其中护筒中心与桩中心之间的偏差必须保证≤50mm，护筒应处于垂直状态（倾斜度≤1%），而护筒顶部应比地面大约高0.3m[6]。

2.3.3 清孔质量控制

待钻孔施工完成之后，需要把钻头提升至与孔底相距80mm至100mm位置并进行空转，以保证孔壁安全为前提，实施泥浆的初步稀释，接着进行泥浆二次循环灌注，持续的时间控制为40min至60min，经过循环灌注处理后能够将孔底泥渣、石屑等相关杂质清理干净。而钢筋笼下沉与导管安装施工结束之后，也要按照规定要求对孔洞清理，以免桩底沉渣比较多出现软层，从而对桩端承载力造成不利影响。项目施工单位需要安排专业技术人员清理孔洞内的沉渣，确保清孔处理之后的孔底沉渣度符合规定要求，才可以正式进行混凝土灌注施工。

2.3.4 钢筋笼质量控制

钢筋笼采用分段方式进行制作，钢筋的接头位置以错开方式实施焊接，并采取一系列措施保证钢筋笼焊接效果。在钢筋笼放置阶段应严格贯彻“垂直”、“轻缓”的基本原则，以免钢筋笼出现变形或者是引发孔壁坍塌现象。此外，钢筋笼放置后应对上端与护筒以焊接的方式实施加固处理，以防止混凝土灌注时受到底部托力的影响而出现上升。

2.3.5 混凝土灌注质量控制

待成孔与钢筋笼防止检查达标之后，接着就要实施混凝土灌注作业。但是进行混凝土灌注之前，必须重点检验混凝土原材料性能以及配合比，将混凝土坍落度控制为180mm至220mm。而混凝土灌注阶段，需要全面检查孔中导管的长度以及其与孔底之间的距离，主要采用压力平衡等方式计算得出具体混凝土灌注量，同时灌注施工应确保均匀性、连续性。为了能够防止出现导管拔空现象，混凝土灌注的埋深应控制为2m至6m，实际施工时还需要结合具体状况测量而定。

3 结语

文章结合高速公路匝道大桥桩基工程项目实际情况，重点研究了高填方边坡钢护筒跟进施工技术与质量控制。实践表明，此项目采用钢护筒跟进施工技术有效保证了高填方边坡施工质量，其为类似项目施工提供了参考与借鉴。