刘哲
陕西华山路桥集团有限公司 陕西西安 710016
摘要：钻孔灌注桩技术在高速公路及城市建设基础工程中得到越来越广泛的应用。钻孔灌注桩对于一般粘性土、填土及砂性土等具有穿越方便、成孔效果较高之特点，而对于卵砾石层则不宜采用回转钻机钻进施工。本文中阐述的桥梁主塔桩基长度较长、数量大，区段地质情况复杂，该主塔桩基工程施工工期紧，施工正值秋冬季，施工质量要求高，自然环境差。须穿越20米厚卵石层，到达中风化片岩，施工难度大。在主塔桩基施工时，若采用冲击钻成孔，速度较慢，无法在枯水期完成本桩基工程，制约承台及上部结构施工。旋挖成孔虽然速度较快，但遇到卵石层时则易塌孔。卵石层的稳定性是影响成桩的最主要因素。本文就钻孔灌注桩施工时穿越卵石层的工程实例加以阐述，从而为以后类似地层施工方案的决策提供参考。
关键字：主塔桩基；护 筒；泥浆性能；钻孔灌注桩；钢筋笼安装
【正 文】
一、工程简介
某跨江特大桥主桥为（97+232+97m）椭圆形双塔双索面混凝土梁斜拉桥，采用半漂浮体系，边中跨比0.418。基础均采用钻孔灌注桩群桩基础，桩径2.2米，平均深度73米。
桥址区及附近出露地层主要为第四系全新统人工填土、冲洪积粉质黏土、粗砂、细角砾、卵石及第三系石泉组砂岩和志留系梅子垭组片岩。针对这种特殊地质情况，采用徐工XR400旋挖钻机，大小护筒相结合，配制泥浆，确保孔壁稳定。
二、影响因素调查
针对引桥50根桩的成桩过程进行了分析，一次成孔率仅为80%。我们对未能一次成孔的成桩过程进行了整理分析，找出了影响一次成孔率的主要原因，调查结果统计见下表：
序号检查项目频数频率（%）累计频率（%）
将调查统计的数据做成排列图，钻进时塌孔和护筒周围塌陷两项累计频率为80%，是影响成孔率的主要问题。经过分析讨论、现场验证，找出以下几条主要因素：护筒过短；
泥浆性能不良；泥浆性能不良卵石粒径大，粗砂含量高。
四、制定对策
（1）解决护筒过短问题：
①先下一个DN2800*6000的护筒，紧接着再下一个DN2500*11000的长护筒；长短护筒相结合。
②原地面以下6米范围内进行水泥土换填。
③完善现场桩基施工管理制度，制定激励制度，奖惩分明，提高大家的集体意识。经过增加护筒长度，对原地面进行换填后，提高了桩基护筒周围土方的稳定性。通过完善激励制度，奖罚分明，提高了集体意识。桩基护筒周围土方的稳定性大幅提高。
（2）解决泥浆性能不良问题：
①片碱使用前用温水化开；
②纤维素和膨润土按照及时交底的要求进行添加；
③ 按照作业指导书，进行泥浆性能试验；
④每日班前进行泥浆性能试验，使其制度化。
通过严格按照作业指导书进行拌浆作业，定期检查泥浆性能。所有拌制的泥浆均能满足施工要求。
（2）解决卵石粒径大，粗砂含量高问题：
①降低旋挖钻机钻头转速。
②在已拌制好的泥浆的基础上，适时往孔中直接添加片碱和纤维素。
③对人员进行书面交底，定期培训。
在落实以上措施后，桩基孔壁稳定性得到大幅提升。
五、实施过程中的措施
（1）钢护筒埋设顶宜出地面0.3m，在施工期间采取稳定孔内水头的措施；护筒中心与桩中心的平面位置偏差应控制在2cm 以内，并保证护筒的垂直度，倾斜度不大于筒顶应离L％(L为护筒的全长)。加强对埋设护筒时，钻机钻杆的垂直度（从两个方向控制），保证护筒埋设所钻孔位的垂直度。
（2）孔径不小于设计桩径，倾斜度小于1%。旋挖钻机钻孔时，根据不同的地质条件选用相应的钻斗，严格控制钻进速度，避免进尺过快造成塌孔埋钻事故。钻斗的升降速度控制在0.75-0.80m/s，进入不同地层时，钻机钻孔速度及升降速度应更加缓慢，不因岩面倾斜钻孔发生倾斜。每班4次，由协作队管理人员及项目管理人员对钻杆的垂直度进行观测（吊线坠法），必要时由测量队进行钻杆垂直度观测。桩基成孔后，按规范要求100%采用检孔器检孔，由监理工程师在场见证。
（3）孔的中心位置群桩100mm，单排桩50mm。钢筋笼安装时，必须控制钢筋笼位置中心群桩50cm，单排桩20mm。严格控制钢筋笼的安装位置准确性：
①在钢筋笼主筋上，每隔一定距离设置一组垫块，以控制混凝土的保护层厚度，使钢筋笼的平面位置对准孔轴线；钢筋笼应在垂直状态时吊放入笼。
②在虚桩超过3时，将吊筋方案改变为钢筋辅助笼方案来控制钢筋笼的平面位置（为考虑检桩的及时性，可考虑声测管利用辅助笼加长至地面以下50cm 处）。
（4）按规范要求及技术交底要求，控制好主筋机械连接的施工质量，按实验频率进行试件的检测。对滚轧直螺纹连接接头，标准型接头连接套筒外应有有效螺纹外露，正反丝扣型接头套筒单边外露有效螺纹不得超过2倍螺距。丝头按要求切头、打磨、过丝、打磨、检验的工序加工，保证丝头断面的垂直平整、丝头有效长度、丝头螺距、丝头直径等参数符合要求。主筋的间距必须至少采用两个间距定型固定架来进行固定，禁止工人手扶固定间距，保证其主筋和箍筋的轴线、平顺度和间距符合设计和规范误差要求。箍筋间距必须在钢筋笼同一圈箍筋上有4点以上定位标记，先进行标记点的绑扎复核间距无误后按梅花状进行绑扎固定。钢筋笼采用与桩体混凝土同标号的砼垫块或钢筋定位筋。垫块厚5cm，在中心预留圆孔，在圆孔中穿8～10mm 钢筋焊接固定在主筋上。垫块或定位筋竖向每2m 对称布置一圈，上下层梅花形错开，每圈不少于4个，保证主筋净保护层满足设计标准。钢筋骨架临时存放的场地必须保证平整、干燥，钢筋笼必须下垫枕木，上盖篷布，以免受潮或沾上泥土。钢筋骨架在转运至墩位的过程中必须保证骨架不变形。加强骨架内焊接三角支撑，以加强其刚度。声测管在钢筋笼制造场预先安装在已成型的钢筋笼上，声测管必须下端封闭，上端加盖，确保管内无异物；声测管固定按2m 间距采用U型筋及绑扎双保险的固定措施与钢筋笼连接牢固（不得焊接）；声测管连接要积极采取外加套筒焊接方式进行，严防连接处断裂或堵管现象；连接处要光滑过渡，不漏水；管口要高出桩顶100mm 以上，且各声测管管口高度要一致。
（5）缩短钢筋笼安装至砼灌注的时间：钢筋笼连接及安装时间控制在3小时以内，导管安装及灌注准备时间控制在1小时以内。建议钢筋笼现场制作加工长度按20m 以内控制，整体钢筋笼按三节安装，减少孔口接笼时间。导管在场地拼装为两节一根整体安装，减少导管安装时间。为有效的减少钢筋笼安装时碰撞孔壁，加快安装速度，钢筋底口可进行预弯处理。吊放钢筋笼入孔时要对准孔径，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后要徐徐下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁。若遇阻碍要停止下放，查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下放。
【结束语】我们通过解决深水桩基穿越卵石层旋挖成孔难题，积累了深水大直径桩基穿越砂卵石层桩基施工经验，确保了在水上作业时高质量高效率地完成桩基施工，确保了在汛期来临前，完成汛期水位以下施工任务，极大地推动了整个工程项目的工期提前，同时也成功的节约了施工成本，获得了较好地社会评价和经济效益。
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论文作者:刘哲
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/10/22
标签：钢筋论文; 桩基论文; 卵石论文; 钻孔论文; 泥浆论文; 钻机论文; 间距论文; 《防护工程》2018年第12期论文;