一、工程概况

 

　　某项目大桥全长约4200m。桩基础全部采用钻孔灌注桩，桩径为1m，桩基共计40474m、1048根，按摩擦桩设计，桩长在34.5～47.5m之间。根据该桥址处地质情况，施工工期要求紧、施工场地受到限制、环保等因素，选用旋挖钻机成孔。为了确保桩基施工连续、均衡、有节奏地进行，在严格施工工艺和管理的同时，共投入旋挖钻机6台，配备泥浆泵、装载机、汽车吊等配套设备。

 

　　二、施工工艺及其过程

 

　　1、泥浆配备

 

　　采用泥浆搅拌机制浆，原材料选用优质粘土，为提高泥浆粘度和胶体率，在泥浆中掺一定比例的膨润土，以保证泥浆自始至终达到性能稳定、沉淀极少、护壁效果好和成孔质量高的要求，其各项性能指标见表1。造浆后检测全部性能指标，钻孔过程中要随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表。

 

　　在施工过程中，使用简易泥沙分离器过滤将细砂过滤，很好的保证了泥浆质量，确保了桩基成桩质量，并且多次重复使用，一般地段四个桥墩32根钻孔桩只开挖一个泥浆池，节约资源减少污染。

 

　　2、钻机就位、护筒埋设

 

　　施工场地平整处理，保证旋挖钻机底座场地应平整、夯实，避免在钻进过程中钻机产生沉陷。桩位确定后，利用十字线放出四个控制桩位，并以四个控制桩为基准进行埋设护筒。

 

　　护筒埋设：护筒由厚度4～6mm钢板制成，护筒直径比桩基孔径大100～150mm，每节护筒长度1.5～3.0m，护筒至少高出地面30cm。以防止杂物、泥水流入孔内。旋挖钻机在埋设护筒时，应由人工进行辅助配合，护筒埋设利用旋挖机的钻斗挤压作用做相应的调整。护筒顶面中心与设计桩位偏差小于5cm，倾斜度小于1%。

 

　　3、旋挖钻机钻孔

 

　　旋挖钻机采用筒式钻斗。钻机就位后，调整钻杆垂直度，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。当钻头下降到预定深度后，旋转钻斗并施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示筒满时，钻斗底部关闭，提升钻斗将土卸于堆放地点。钻机施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。

 

　　4、成孔检查

 

　　41孔径和孔形检测

 

　　将制作好的检孔器吊起，孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径满足规范要求。

 

　　4.2孔深和孔底沉碴检测

 

　　孔深和孔底沉碴采用标准锤检测，测绳必须用检校过的钢尺进行校核。

 

　　5、清孔

 

　　孔径、孔深检查合格后，进行清孔工作。清孔的目的是使孔底沉碴、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量和孔壁厚度等指标符合规范要求。灌注水下混凝土前沉碴厚度要满足设计要求，严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。在抽碴或吸泥时要及时向孔内加注清水或新鲜泥浆保持孔内水头高度。清孔达到以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s。

 

　　6、钢筋笼骨架的制作安装

 

　　本段桥梁钻孔桩钢筋笼骨架长度均为12m，在钢筋加工场一次制作成型，采用专用运输车辆运输至施工现场，汽车式吊机吊装入孔。

 

　　6.1钢筋骨架制作

 

　　钢筋笼主筋接长时采用上面搭接焊的焊接方式，搭接长度不小于5倍的钢筋直径。接头焊接时，两钢筋搭接端部预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致。钢筋端头每相邻两根错开0.5m。在主筋外侧设置与保护层同厚的焊接钢筋“耳筋”：耳筋使用断头钢筋弯制而成，长度不小于15cm，高度不小于7cm，等同于钢筋笼保护层厚度，耳筋焊在骨架主筋外侧。沿钢筋笼竖向每隔2m设置一圈，每圈沿圆周对称设置4个。

 

　　62钢筋骨架现场吊装

 

　　钢筋笼入孔时，由吊车吊装。吊放钢筋笼入孔时应对准孔径，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁。若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下放。钢筋笼的定位采用螺纹钢筋固定在钢护筒上。钢筋笼中心与桩的设计中心位置对正，反复核对无误后再焊接定位于钢护筒上，完成钢筋笼的安装。钢筋笼定位后，在4h内浇注混凝土，防止坍孔。

 

　　7、导管安装

 

　　导管采用Ф30的钢导管，导管内壁必须光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管管节长度，中间节为2.52m等长，底节为3.8m，漏斗下为1m长导管。导管使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验，按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm，连接时连接螺栓的螺帽在上；试压压力为孔底静水压力的1.5倍。吊放导管时，应使位置居孔中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁。混凝土浇筑支架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置混凝土漏斗。导管安装后其底部距孔底有40～50cm的空间。

 

　　8、浇注混凝土

 

　　采用直升导管法进行水下混凝土的灌注。导管用直径300mm的钢管，壁厚3mm，每节长2.0m，底管长4.0m，配1～2节长1～0.5m短管，由管端粗丝扣、法兰螺栓连接，接头处用橡胶圈密封防水。导管使用前，应进行接长密闭试验。下导管时应防止碰撞钢筋笼，导管支撑架用型钢制作，支撑架支垫在钻孔平台上，用于支撑悬吊导管。混凝土灌注期间时用钻架吊放拆卸导管。使用拔球法灌注第一批混凝土。混凝土运到灌注地点时，检查均匀性和塌落度，施工坍落度控制在18～22cm。三辆罐车就位后开始灌注。灌注过程应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。在整个灌注过程中，导管埋入混凝土的深度不得少于2.0m。灌注过程要经常探测井孔内混凝土面位置，及时调整导管埋深，并作好灌注记录。导管根据混凝土埋深逐节拆除，埋深始终控制在2～6m之间，严禁导管埋深过大或过小。拆除导管动作要快，拆装一次时间一般不宜超过15min。已拆下的导管要立即清洗干净，堆放整齐。最终灌注高度应比设计桩顶高出1.0m为宜。最后一节导管拔出时，要缓慢进行，防止造成桩顶泥芯。

 

　　9、凿桩头施工

 

　　当混凝土强度达到70～80%时，即可凿去桩头的废弃物，凿桩头用风镐人工凿除。在设计桩顶标高处要大致平整，残余桩应无松散物，作业时注意不得凿坏桩内主筋和箍筋，直至桩头凿至设计标高，露出新鲜混凝土。

 

　　试验检测

 

　　桩身完整性检测采用低应变检测，在桩身顶部中心位置进行垂直激振，弹性波沿桩身向下传播，当桩身内存在明显密度差异或桩身截面积变化时，将产生反射波，经接收、放大、滤波和资料处理，即可识别桩身不同部位的反射信息，据此计算桩体波速，评价桩身完整性和混凝土质量。

 

　　通过采取以上措施，该大桥钻孔桩共计11260根，经低应变检测Ⅰ类桩11069根，比例98.3%，其它均为Ⅱ类桩，未发现缺陷桩和断桩事故。

 

　　三、结语

 

　　项目实践证明，在施工桥梁桩基数量大，工期要求紧时采用旋挖钻机，施工适应性强、成孔速度快、成桩质量好、方便快捷并节约成本，收到了很好的经济效益和社会效益。桩基础施工技术控制在今天铁路建设的热潮中已基本形成了一套较完整的管控经验，施工工艺应结合当前施工环境二次优化，过程控制重点在于坚持施工中的全过程监控，必须坚持全过程值班签认制度，以确保桩基工程不留隐患。