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【摘 要】本文结合某特大桥施工实例，针对桥梁大直径钻孔桩施工技术要点进行了详细地分析与研究，主要从钻孔、清孔、钢筋笼制作与安装、水下混凝土灌注、桩基检测等方面进行了论述，并提出了施工中的质量控制措施。
【关键词】特大桥；大直径；孔钻孔桩；施工技术；质量控制
0、工程概况
金沙江特大桥由公铁合建、分建铁路、分建公路三部分组成。铁路设计范围公铁合建段1213.0m，分建铁路引桥661.9m。跨径组合为：5.8+6×32.7+（48+80+48）连续刚构 +（4×45+4×45）连续梁+（116+120+336+120+116）钢箱系杆拱 +（5×45）连续梁+3×32.7+5.8。公铁合建段主桥跨径布置为：（116+120+336+120+116）＝808m，其中336m主拱为双层桥面钢箱系杆拱桥，主跨拱肋与墩身采用“固结”方式；116m和120m边拱为双层桥面混凝土简支系杆拱桥，两侧公铁合建段铁路部分采用45m混凝土连续箱梁等跨布置，铁路跨高桩桥水库采用（48+80+48）＝176m连续刚构布置，其余引桥铁路部分均采用32.7m混凝土简支箱梁布置。
1、施工方案
2#主墩钻孔桩施工采用8台15T冲击钻机进行施工，通过4个循环完成全部桩基钻孔。2#墩筑岛施工场地布置，钻机循环倒用布置，钻孔桩施工工程数量如下表：
图一：2#墩筑岛施工防护布置图
2.2 钻孔桩施工流程
钻孔桩施工工艺流程如图二所示
3 大直径钻孔桩施工技术
3.1 钻机安装
护筒埋设完成，检查合格后，即可安装钻机。安装时，人工配合吊机安装、对位，安装要求为：底架垫平、保证稳定，不得产生位移和沉陷，安装完毕应根据需要在钻机顶端用缆风绳将其对称拉紧；钻头中心对位要求：与桩位偏差不得大于2cm，检查方法与护筒中心偏差检查方法一致。
3.2 钻孔
⑴钻孔平台上开孔时，直接向护筒内投入粘土，采用小冲程开孔，以钻头冲击造浆，开孔时宜用小冲程（不超过2m）。护筒内泥浆制备：计算出护筒内的水容积，根据泥浆的配比，计算出需要添加的膨润土（优质粘土）数量，然后一边往护筒加入膨润土（优质粘土），一边使用循环系统的排渣管排出的高速液留在护筒内进行自循环搅拌，待膨润土（优质粘土）颗粒充分分散后，再根据配比加入一定数量的纯碱及水解聚丙烯酰胺进行充分搅拌，使泥浆性能达到指标要求⑵如果覆盖层为粘性土，当塑性指数大于15，浮渣能力能满足施工要求时，可利用孔内原土造浆护壁。⑶开孔初期，应用小冲程反复冲砸土层，特别是护筒底口处，如土层较差，应利用小冲程采取冲砸→回填（1：1的粘土与片石）→冲砸的措施，保证护筒底口坚实不漏浆，使初成孔竖直、圆顺，能起导向和防止孔口坍塌作用。钻进深度达到要求后，方可采用正常的冲程进行钻孔。
图二：钻孔桩施工流程图
3.3 清孔
采用换浆法清孔，钻孔深度距设计孔底标高1米左右时，将泥浆池中的泥浆全部放掉，向孔中投入约10m3粘土重新造浆替换原来的泥浆；孔深达到设计孔底标高后，钻头在孔底1.5米范围内上下缓慢活动，泥浆继续循环约2小时，并适当加入清水降低泥浆比重。泥浆指标满足要求：相对密度1.05～1.1、粘度17～20s、含砂率＜2%之后，再将钻头提出，下检孔器，检查合格后，即可下钢筋笼和导管，二次清孔达到图纸及规范要求方可浇筑高性能水下混凝土。
3.4 钢筋笼的制作、安装
钢筋笼分段制作，分段长度根据钢筋笼的全长及吊装能力，可分为4—5段吊装入孔对接，制作时，按设计尺寸做好加强箍筋及支撑型钢，并在加强箍筋上标处主筋的位置；把主筋摆放在制作台座上，标出加强箍筋的位置。然后根据主筋及加强箍筋上的标记两者对应连接，连接方式采用焊接，开始可点焊，形成骨架后加强焊缝，使之牢固，主筋及加强箍筋焊接完成后根据设计要求安装螺旋箍筋。主桥桩基钢筋笼采用∠63×63×10，并采用2个三角形状进行支撑，钢筋之间的连接方式：加强箍筋采用双面搭接焊加工成环，加强箍筋与主筋之间采用焊接；主筋接头采用机械直螺纹套筒连接，应保证同一截面主筋接头数量不超过主筋总数的50﹪，相邻节段钢筋笼在制作时需进行对位组拼，保证现场节段连接时直螺纹位置准确，螺旋箍筋与主筋采用绑扎连接。2#墩一根桩基采用探测管8根φ60mm的钢管，均匀布设钢筋笼周围，探测管与N3钢筋焊接连接，探测管钢管连接可采用丝扣连接或加套筒连接，确保连接强度及密闭性能。钢筋笼制作允许偏差：主筋间距±0.5dmm；加强箍筋间距±20mm：箍筋间距±20mm；骨架直径±20mm，骨架垂直度：1%。
4 水下混凝土灌注
混凝土灌注前应计算和控制首批混凝土数量，保证混凝土下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能使导管下口埋入混凝土中不小于1m。灌注前对孔底沉淀厚度再进行一次测定。
首批混凝土灌注方量计算方法：
首次埋设导管1m时，取首批混凝土的方量为15.04m3。
拔球利用吊机配合，快速拔掉漏斗阀门，灌入首斗混凝土，首批混凝土灌注完成后，立即探测孔内混凝土面高度，计算出导管埋置深度，如埋深大于1m，即可正常灌注，如导管埋深不够或导管内出现进水现象，则应利用空气吸泥机将孔内混凝土清出重新拔球，同时，应调整首批混凝土灌注方量。
首批混凝土灌注合格后，即可正常灌注混凝土，灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工，在灌注过程中要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底；注意观察导管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，计算导管埋置深度，正确指挥导管的提升和拆除，使导管的埋置深度控制在2～6m以内。拆除导管动作要快，时间不超过15分钟，要防止橡胶垫、工具等掉入孔内，注意安全。拆下的导管要立即清洗干净，堆放整齐。
在灌注过程中当导管内混凝土不满、含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，以免在导管内形成高压气囊。为防止钢筋笼因混凝土的冲击力而上浮，要采取措施将钢筋笼与钢护筒固定。
为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上加灌一定高度的混凝土。加灌高度宜为1.0m左右。
混凝土灌注接近设计标高时，工地值班技术人员要及时计算出还需要的混凝土数量，通知搅拌站按需要数量拌制，以免造成浪费。
在灌注接近结束时，由于导管内混凝土柱的高度减小，超压力降低，而孔内的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大，如果在这种情况下混凝土顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土。在拔出最后一段导管时，拔管速度要慢，以防桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
有关混凝土的灌注情况，灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象，要作好详细的记录。
根据首批桩灌注量调整钻头直径，做到护筒底部以下桩身混凝土的充盈系数不小于1，也不宜大于1.15。灌注完毕后，要及时清洗好灌注工具。
5 施工中质量控制措施
桩基是一项复杂的系统工程，特别是超大直径的钻孔桩在施工中要切实贯彻以预防为主的原则，加强对钻孔、清孔、钢筋笼制作与安装、水下混凝土灌注等各各环节的质量控制。
5.1 钻孔质量控制
钻孔桩作业过程中，要随时掌握地质变化情况，及时准确测量，如实填写记录，钻孔过程中发现异常情况要查明原因及时处理。钻孔时应及时补充泥浆，保证水位差，防止坍孔。根据不同的地质情况，严格掌握钻进速度，确保成孔的质量。
5.2 泥浆质量控制
为确保成孔的稳定性，防止坍孔，提高泥浆质量，施工中对泥浆性能要特别引起重视，泥浆质量下降时要及时采取措施，保证孔内泥浆与地下水位差。泥浆制备根据实标情况加入添加剂，以保证泥浆性能，泥浆配合比原料及各项参数（比重、粘度、切力、含砂量、PH值等）要符合实际要求。防止泥浆分层，保证其护壁性能，使泥浆充分发挥其润滑钻头、防坍孔和排渣的作用。
5.3 灌注混凝土质量控制
成孔后及时进行混凝土的灌注，施工采用刚性导管进行灌注。开始灌注混凝土时，应在漏斗底口处设置可靠的隔水设施，在灌注混凝土开始时，导管底部距孔底应有400mm的空间，首批灌注混凝土时数量应满足导管初次埋置深度（1.0m）和填充导管内混凝土的需要。在整个灌注时间内，出料口伸入已灌注混凝土内1m-3m，应经常量测孔内混凝土面的高程，及时调整导管出料口与混凝土表面的相应位置，灌注中要认真如实填写好记录。
参考文献：
[1] 郑健．中国高速铁路桥梁．北京：高等教育出版社，2008.
[2] 颜东煌，刘雪锋，田仲初等．组合体系拱桥的发展与应用综述．世界桥梁，2007（2）.
论文作者:唐祖好
论文发表刊物:《低碳地产》2016年第10期
论文发表时间:2016/8/30
标签：混凝土论文; 导管论文; 泥浆论文; 钻孔论文; 钢筋论文; 首批论文; 粘土论文; 《低碳地产》2016年第10期论文;