中铁二十局集团有限公司 陕西省西安市 710016
摘要：随着我国桥梁建设数量的不断增多，深桩基钻孔灌注桩施工技术也得到了广泛的使用。在进行不良地质条件下特大桥梁施工时该技术起到了重要的作用并得到了较好的效果。随着社会与经济的不断发展对特大桥梁的需求量也不断增多，这也在一定程度上提升了建设过程中的危险，因此应合理的利用深桩基钻孔灌注桩施工技术并对施工过程中的重点难点进行深入的研究，提升施工工艺水平，进而提升不良地质条件下特大桥梁的施工质量，促进我国桥梁事业的发展。
关键词：不良地质条件；特大桥；深桩基钻孔灌注桩施工技术；难点；工艺
1工程简介
泾河特大桥是新建城际铁路阎良至机场线控制性工程，桥梁的全长为2258.94米。钻孔的直径分为了三种形式，分别为1米、1.25米与1.5米，桥梁总长度内共有711根钻孔桩，桩基长度区间在39米至77米之间，其中含有64根直径为1米的桩基，2792延米；200根直径为1.25米的桩基，9568延米；447根直径为1.5米的桩基，29109延米。
2工程重难点分析
2.1工程重难点分析
根据设计图纸提供的地质资料及技术参数要求，本桥梁桩基施工重难点主要有：（1）地质以黄土、粉土、粉砂、圆砾土为主，钻孔难度大，钻孔易塌孔；（2）钻孔桩钢筋笼较长，对接口多；（3）桥址区处于泾河河道范围内，地质条件差。
2.2钻机技术指标比较
选用适合于该地质条件的钻机是顺利成孔的前提。通过各种类型钻机技术指标比较，本桥钻孔桩施工拟选用旋挖钻机与反循环钻机钻孔施工两种形式。选用徐工XR360型旋挖钻机，功率为298KW，底盘为通用底盘，履带底盘为扩展式；旋转动力为双作用驱动箱，既能进行钻进，同时又能安装套箱，最大输出扭矩为360KN.m；钻杆为伸缩式节自锁钻杆；卷扬机提升能力为32t，液压提升能力为22t，液压系统工作压力33Mpa，最大压力24吨；最大钻孔深度为92m；钻孔直径为0.8m-2.5m，钻速6-25r/min。适用于地下水位以上和以下的干湿成孔。
钻机技术指标比较一览表
3关键性施工方法
3.1测量放线
首先在布置测量控制网时应由监理工程师进行检验，检验合格后对测量放样图纸进行严格的审查，并做好内业计算和复核工作，核对数据，保证放线所用数据准确无误。在进行放样工作时应先对高程与桩位进行校正审核并严格的按照测量规章制度进行操作，严格的执行检查与复核制度。利用GPS系统测量出桩基的位置并在孔位中心桩的四角测量出护桩点，以此作为施钻中桩位的控制点与检查点，施工中护桩要妥善看管，不得移位和丢失，确保在钢筋笼安装定位前无缺失。施工过程中严格控制桩顶、桩端标高。
3.2埋设护筒
在本工程中桥护筒的制作材料为厚度6毫米的钢板，在其顶部焊接加强筋与吊耳，并开出浆口，根据该工程的实际地质情况设计桩基护筒，长度在3至4米之间，直径应比桩基直径大0.4米。在进行护筒埋设时确保护筒中心线与桩中心线是重合的，在此基础上确保钻孔过程中钻位的准确性，实现对桩位的固定。可以在护筒周围使用粘土进行填筑，同时做好分层夯实，避免出现泥流、漏水或冒浆的情况，确保孔口不会出现坍塌并可以与地表水进行较好的隔离确保孔内水头的压力。在埋设护筒时应确保其顶部高出地面0.5米，还应高出地下水位或孔外水位2米。应将护筒平面的误差控制在5厘米且中心线斜度在1%以内。在进行钻进时还应对护筒的位置进行检查避免出现下沉或偏移的情况，当出现此种情况时进行及时的纠正。完成护筒埋设后可以使用十字校核法对中心位置进行重新核对，在监理工程师检验合格后再进行开钻处理。
3.3制备泥浆
结合桩基周围地质情况、桩基实际技术参数及设计要求，为保护孔壁、防止塌孔。经试验确定：采用水化快、造浆能力强的泥浆专用优质膨润土，在对泥浆指标进行控制时可以将其比重控制在1.1至1.3之间、粘度控制在16至22s之间，PH值＞6.5，含砂率控制在4%以内，胶体控制在95%以上，在进行泥浆指标控制时应根据实际的地质情况对泥浆的比重进行调整。
3.4钻进成孔
正式钻进前，先启动泥浆泵，使之空转一段时间，待泥浆输入孔口一定数量后方可正式钻进。钻进时的要领是“轻压、慢进”，轻压调节钻杆和钻头对孔底的压力，使钻杆始终处于受压状态，旋转、挤压、切削钻进，以减小钻杆弯曲及钻头偏斜程度，所谓“慢进”是旋转要慢，以减小钻杆离心力，钻头转速不宜大于10r/min。但钻进过程中要随时注意地质情况适当掌握转速。钻进速度不宜过快，过快容易影响泥浆护壁质量，防止塌孔、缩颈。在进行一般土质地层或是砂砾地层钻进工作时应与实际的地质情况相结合并选择合适的钻头。钻机刚开始启动时应控制好旋转的速度，逐渐加快避免护筒出现扰动现象。在进行孔口处5米至8米位置的旋挖时应重点控制孔径与直径，可以使用控制盘来完成控制工作，这样可以对偏差进行及时的纠正。在进行挖掘的过程中应做好钻进记录，并随时根据地质情况的变化调整泥浆指标与钻机的旋转速度。在进行挖掘时应确保孔内水头是固定的，每挖出一斗应及时的补充泥浆。在此还应注意注入的泥浆与挖掘应做好配合，进而保证成孔质量。
3.5清孔
（1）清孔后回於不得大于10cm，不论采用何种清孔方法，都应及时的将泥浆灌入到孔内并确保孔内的水头，以此来避免塌孔情况的出现。（2）在清孔时应严格按照流程进行操作，禁止用加深孔深来代替清孔。（3）清孔工作后应确保孔口、孔中以及孔底所提取出的泥浆平均值与设计相符。（4）清孔后还应将自检结果交由监理工程师进行检查，合格后才可进入到下一道工序中。
3.6声测管安装
在现场分段加工完钢筋笼后，按设计要求绑扎固定声测管，声测管之间通过D70*6mm套管连接，套管上下端与检测管紧密焊接，不允许漏水。声测管采用无缝钢管，直径57mm，壁厚3mm，通长布置，置于加强筋内侧，宜高于地面0.5m。安装前应做承压密闭性检测。混凝土灌注前应注满水并封堵上口，以防堵塞，防漏浆。声测管上部采用橡胶套进行保护，底部焊接D76*10mm的A3钢板，为了保证混凝土浇筑过程中，套管不发生串动，用22#铅丝将缠绕在钢筋上的胶带绑扎固定。连接声测管的钢筋应延长至桩底，并在新增钢筋上每隔2m焊接一根钢筋，与声测管绑扎。
3.7下放钢筋笼
钢筋笼加工工艺已经相对成熟，在此主要介绍深桩基下放钢筋笼所采取的有效措施。措施如下：清孔后，4小时内下放钢筋笼。吊装时先吊入底钢筋笼，采用两点吊，以免变形，严禁摆动碰撞孔壁，下放到搭接位置后在加强筋处穿好通长钢管，把钢筋笼架立在孔口位置处，进行两节钢筋笼（含声测管）机械连接作业，当钢筋笼搭接完成放到设计标高后，在桩孔护筒外侧搭设双排枕木平台，将钢筋笼固定搭设在枕木平台上防止其下落及灌注时上浮。钢筋笼在下放时，注意防止碰撞孔壁，如放入困难须查明原因，不得强行插入。钢筋笼与声测管下放完毕后，报请监理工程师检查，经检查合格后方可进行下道工序施工。
3.8导管安装及灌注混凝土
结合设计要求及实际地质情况，本桥桩基深度在39m-77m之间，考虑到水下混凝土灌注需要有较好的和易性和流动性，现场混凝土塌落度严格控制在180mm-220mm范围内，保证混凝土性能指标。灌注前，测量沉渣厚度，严格控制沉渣厚度。并进行二次清孔，使孔底沉淀层厚度≤10cm，认真做好灌前的各项检查记录，并经监理工程师确认后方可进行灌注。灌注过程中，及时调整导管埋深，控制在2m～6m为宜。为防止钢筋骨架上浮，采取有效措施有：（1）使导管保持稍大的埋深，放慢灌注速度，减小混凝土冲击力；（2）当孔内混凝土面上升到钢筋骨架底口下1m时，放慢灌注速度，当混凝土灌注至钢筋笼内4m时，恢复正常灌注速度，提升导管，减小导管埋置深度。
4结语
在进行复杂地质条件下特大桥梁施工过程中使用深桩基钻孔灌注桩施工技术可以取得非常好的施工效果。但是在实际使用的过程中，还应对其中所产生的问题进行分析，并及时的发现问题，对其进有效的控制，进一步强化此项技术在特大桥梁工程施工过程中的应用质量，推动该项技术的推广与使用。
参考文献
[1]谢荷香．浅谈公路桥梁施工中钻孔灌注桩的质量控制[J]．四川建材，2017，43（7）：153．
[2]陈凯．公路桥梁基础钻孔灌注桩施工分析及其溶洞处理技术应用[J]．住宅与房地产，2017（6）：238．
[3]孙润，吴军．论述道路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用[J]．城市建设理论研究（电子版），2017（6）：213－214．
[4]常晓光.高速公路桥梁钻孔灌注桩施工关键技术与质量控制途径分析[J].甘肃科技纵横，2017，46（6）：48-50.
论文作者:王雷
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/25
标签：钻孔论文; 桩基论文; 钢筋论文; 泥浆论文; 地质论文; 桥梁论文; 钻机论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;