1、工程概述

 

　　白马特大桥全长5916.70（171-32m简支箱梁）+（3-24m简支箱梁）+（1-（32+48+32m）连续梁）+（1-（40+56+40m）连续梁）米的后张法简支箱梁，位于DK1190+794.56～DK1196+711.56处。地质大部分为各类风化的砂岩、泥岩，黏土和粉质粘土，局部为淤泥。其设计主力在3800～4400KN之间，设计应力在350～450KPa之间。下部桩基础结构，其中钻孔桩有嵌岩桩和磨擦桩两种。桥台基础采用12根Ф1.25桩、连续梁主墩采用8根Ф1.5桩，其余桥墩均采用8或9根Ф1.0桩。最深桩长50米，最浅桩长28米。

 

　　2、施工机械的选择

 

　　施工钻孔桩基础常用的机械有：手动式冲击钻、自动式冲击钻、反循环式钻机及旋挖钻等等几种类型。旋挖钻具有如下优越性。

 

　　进度比较：一台旋挖钻正常工作状态下每天出4根桩，一个月120根，除机械维修等一些不可见因素影响，每月可出100根桩。而手动冲击钻每月4-5根桩，自动式冲击钻每月5-7根桩，反循环式每月5-7根桩，在任务量较大时，旋挖转优势明显。

 

　　经济比较：按直径1米桩综合单价分析：手动式冲击钻300元/米，自动式冲击钻330元/米，旋挖钻240元/米。其施工单价远低于冲击钻。但每月完成的产值却是冲击钻的20-30倍。

 

　　旋挖钻扩孔系数非常小，基本控制在1.05以下，所产生的混凝土超方量非常小，而冲击钻扩孔系数在1.2-1.3，有的甚至超过1.5，由此产生的混凝土超方成本数倍增加。

 

　　质量比较：旋挖钻钻进取土，可直观的观测到地层情况，渣样留取准确。钻进上有进尺读数显示，可准确控制钻进深度。钻进角度调好后，可保证成孔倾斜度，防止偏钻。施工产生泥浆非常少，节约成本，净化施工环境。

 

　　3、旋挖钻施工技术要点

 

　　旋挖钻施工技术一般按如下顺序进行。

 

　　施工顺序：施工准备(包括场地平整等)→埋设护筒→泥浆制备→对位开钻→钻进成孔→清孔→吊装钢筋笼→二次清孔→下导管→水下混凝土灌注→桩头处理。

 

　　施工准备：先进行场地整平，清除杂物、软土，保证施工平台。

 

　　全站仪利用坐标法定出桩位，并经两次换手测量放样和监理校核后及时埋设护筒，方可开钻。护筒用厚4mm钢板制作。钻机挖埋安放护筒，并监控中心位置和高程。

 

　　埋设护筒：埋设护筒时，护筒中心轴线对正测定的桩位中心，严格保持护筒的垂直度。护筒固定在正确位置后用粘土分层回填夯实，以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落。护筒上口应绑扎木方对称吊紧，防止下窜。

 

　　泥浆准备：在两个桥墩之间设置泥浆池，泥浆选用优质膨润土、胶泥或粘土制备，根据泥浆多少加入火碱，调节水中酸碱性，使泥浆水为偏碱性，用挖掘机、泥浆泵搅拌均匀，制作出具有粘度和比重并且含沙率低的泥浆。桩基施工完后，将泥浆池回填，满足环境保护的要求。

 

　　开钻：在施工第一根桩时要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数。在钻进过程中不可进尺太快，一定要保持泥浆面不得低于护筒顶40cm。在提钻时，须及时向孔内补浆，以保证泥浆高度。

 

　　清孔：在钻进到设计深度时应立即清孔，常采用磨盘式捞渣钻头捞渣法，可一次或多次进行捞渣。终孔检查合格后，换浆法进行第一次清孔。孔底沉碴要≤10cm。安放钢筋笼及导管后，在灌注水下混凝土前，进行二次清孔。保持孔内水位，避免坍孔，直到测试出浆口的泥浆满足有关规定为止。

 

　　钢筋笼安装：钢筋笼为桩基中间和三节焊接两种设计，从加工厂加工后，利用自制拖车运至施工平台上用25t吊车吊放钢筋笼；钢筋笼主筋对接使用钢套管丝扣联结钢筋接头工艺，加快钢筋笼的安装速度。当需要焊接时，先将第一节钢筋笼吊至孔口，用钢管住其中的加强筋的位置，然后再吊装下一节，吊至孔口与上节进行对接焊，焊好后，再将钢筋笼一直放入孔入。为确保钢筋笼吊装时不变形，钢筋骨架在加工时设置强劲的内撑架，防止钢筋骨架在运输和就位时变形，并设置孔口拼接平台。

 

　　导管安装：导管用内径Ф300钢管，标准每节长3m，底节长6m，配1m～2m的辅助节。均为丝扣连接，接头设置密封胶条。导管使用前和使用一个时期后，除对其规格、质量和拼接构造进行认真检查外，还作拼接、过球、承压、接头和抗压等试验，确保导管的良好状态。下放导管时小心操作，避免挂碰钢筋笼。导管安装长度建立复核和检查制度，避免因误装而造成断桩。混凝土浇注架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置混凝土漏斗，桩孔底距导管底间距为0.3m。

 

　　混凝土灌注：混凝土采用拌和站集中拌和混凝土。首批混凝土数量要经过计算控制，使混凝土埋入导管下口1.5m以上。导管内首批水下混凝土使用软球式隔水栓防止与泥浆接触，它是塑料布包新鲜混凝土制成的软球，已在多个工地使用过，效果很好。软球式隔水栓预先用8号铁丝悬吊在混凝土漏斗下口，当混凝土装满与软球式隔水栓完全接触后，剪断铁丝，混凝土即在重力作用下顶着软球式隔水栓下沉至孔底，排开泥浆，埋住导管口，完成封底。随着浇注连续进行，及时提拔导管，拔管前需仔细探测混凝土面深度。水下混凝土要连续浇筑，中途不得停顿，并应尽量缩短拆除导管的间断时间。施工安排专人负责测量导管埋置深度及管内外混凝土面的高差，及时填写水下混凝土灌注记录。为确保桩顶质量在桩顶设计标高以上加灌一定高度，一般在1.0m左右。灌注将近结束时由于导管内砼柱高度减少，超压力降低，如砼顶升困难可适当减小导管埋深使灌注工作顺利进行。在拔出最后一节长导管时速度要慢，避免孔内上部泥浆压入桩中。灌注砼时每班组应制作不少于3组砼试件。

 

　　4、桩基成孔事故预防及处理

 

　　坍孔：保证钻孔时泥浆质量的各项指标满足规范要求；保证钻孔时有足够的水头差，不同土层选用不同的转速和进尺；起落钻头时对准钻孔中心插入；回填砂和粘土的混合物到坍孔处以上1～2m，静置一定时间后重钻；吊入钢筋笼骨架时对准钻孔竖直中心插入，严防触及孔壁。

 

　　钻孔偏斜和缩孔：钻机就位时时使底座水平，钻杆、钻头中心和孔位中心三者在一条直线上，并经常检查校正；倾斜的软硬地层钻进时，采取减压钻进；钻杆、接头逐个检查，及时调整。遇有斜孔、偏孔时，在偏孔、缩孔处上下反复扫孔。偏孔、缩孔严重时回填砂粘土重钻；全过程减压钻进。

 

　　掉钻落物：小铁件可用电磁铁打捞。钻头的打捞应视具体情况而定，主要有采用打捞叉、打捞钩、打捞活套、偏钩、打捞钳和钻锥平钩等器具。

 

　　5、结束语

 

　　鉴于旋挖钻在武广客运专线白马特大桥的施工中，发挥的重大作用。在今后的桩基础施工中，可根据地质情况优先选用旋挖钻进行施工。

 

　　参考文献：

 

　　[1]侯再民.旋挖钻机卡钻原因及对策.探矿工程，2001.1.