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摘要：在桥梁施工过程中，钻孔灌注桩被广泛地运用到各个施工现场，且施工工艺非常成熟。但在实际施工过程中，钻孔灌注桩护筒的选取方式往往存在很大的差异。在护筒方案的选取上，工程成本，工程效率，施工的难易性，以及在地质条件较差的情况下，桩基的工程质量等方面都是影响护筒选取的重要因素。本文提出并详细介绍了一种砂浆护筒与钢护筒结合运用的施工工艺，以确保钻孔桩施工质量，节约成本，这对后续水中和淤泥滩地钻孔桩的施工具有重要的指导意义。
关键词：钻孔灌注桩；砂浆护筒；软弱土层
引言
随着我国交通基础设施建设的快速发展，钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。钻孔桩施工所用钢护筒一般长度为1m～2m，在地质情况较好的地区，可以循环利用，使用方便且节约成本。但在海相淤泥地进行钻孔桩施工时，因上层土多为粉土夹粉质黏土或淤泥质粉土，土质松散，使用1m～2m钢护筒容易坍孔，采用加长钢护筒，因护筒与土体间的摩擦力很大，难以拔出循环使用，将大大增加施工成本，造成经济损失。本文着重对地质情况差的钻孔桩施工工艺做出分析，接合本项目的实际施工特点，提出砂浆护筒在海相淤泥滩地灌注桩施工中的运用，以解决钢护筒围护工艺中出现的成本较高，施工效率低等问题。
1.工程概况
港城中通道公路工程位于江苏省南通市如东县境内，线路全长15.106Km，桥梁11座，其中大桥1座，中桥2座，小桥8座，桥梁基础全部为钻孔桩基础，钻孔桩共计312根，共长13236m。
本工程地处长江三角洲北翼，路线经过区地貌属滨海海积平原区，项目区域位于扬子地层区东部，基地由中远古界海州群及张八岭群区域变质岩系组成，震旦系至三叠系底层发育较齐全，第四系以海陆过渡相及海相为主，上部为海陆过渡相及海相层沉积层。地层主要为粉质黏土层；地表数米余为粉质粘土、粉土，粉砂；深部以粉土、粉砂、粘土为主。具体浅层地层如下：
①粉质粘土：层底标高-0.5～+3m，平均+0.94m，厚度0.5～3.8m，平均2.5m。
②层粉土：层底标高+0.5～-7.7m，平均-1.92m，厚度0.6～8.9m，平均2.74m。
③1层淤泥质粉质粘土：层底标高-1.1～+0.32m，平均-0.33m，厚度1.2～1.9m，平均1.50m。
④层粉砂：层底标高-28.9～-16.48m，平均-22.43m，厚度0.8～10.8m，平均5.6m。
2.钻孔桩施工存在问题
根据地质报告揭示的土层可见，浅层土层主要为淤泥、粉砂和粉土，灰、黑灰色，流塑状态，含云母、大量有机质，饱和。该位置由于淤泥工程性质极差，所以不能采用常规的灌注桩施工方法。
针对此特殊情况，结合以往实际经验，利用振锤打设6m长直径为1.8m的长护筒，对1.5m桩径的灌注桩进行桩基施工。桩基施工完毕后出现了以下情况：
（1）在混凝土初凝前利用振锤拔护筒时，由于淤泥粘性大，随着钢护筒往上面卷，由混凝土来填充，在桩头位置，淤泥与混凝土参合在一起，在护筒拔出后，混凝土面下沉。
（2）由于混凝土还达不到强度，利用振锤拔护筒时，混凝土密度比淤泥密度大，混泥土向外扩充，造成灌注好的桩头降低[1]。
（3）由于混凝土强度还不够，在拔护筒的时候，护筒的单向受力使护筒不能保证垂直，从而可能扰动灌注桩，造成保护层不够，钢筋笼偏位，且对混凝土造成损伤等问题。
（4）待混凝土初凝后拔护筒，由于桩头以上部分混凝土是和护筒直接接触的，一旦混凝土强度达到，钢护筒将难以拔出，造成经济损失。
3.解决方案
考虑到上述各种因素，通过多次研讨，并与现场实际情况结合，本着确保质量第一，施工方便，经济可行的原则，研究确定如下施工方案：在测量定位桩基位置后，在周围搭建刚性平台[2]，采用加长钢护筒和砂浆护筒双护筒进行钻孔桩施工，即桩基放样定位后，采用振动锤插打加长大直径外围钢护筒，钻机采用大直径钻头钻孔，钻孔施工至淤泥质粉质粘土层以下，提出钻头，下放砂浆护筒，改用小直径钻头钻孔成型。
3.1砂浆护筒的制作
3.1.1钢筋骨架的构造和制作
砂浆护筒的长度取决于钢护筒的长度与地质情况，钢护筒的长度选用6m，砂浆护筒的长度选用8m。桩基设计桩径1.5m，钢筋骨架内直径略大于设计桩径，采用1.8cm。
护筒竖向骨架钢筋采用Φ16螺纹筋，每20cm设置一道，内侧使用横向定位加强筋固定，使护筒不易变形。横向定位加强筋采用Φ12沿护筒长度2m布置，采用双面搭接焊，搭接长度符合规范要求。在钢筋笼顶的任意直径方向焊接两根纵向钢筋吊环，如图1。砂浆护筒的钢筋一般在钢筋预制场地加工。
钢护筒在打插过程中，需通过钢平台上的引线纠正钢护筒的偏位，一般情况下钢护筒每插打0.5m进行纠正一次，钢护筒的安装高度高于设计桩顶70cm。
钢护筒安装完成后，钻机就位。
3.2.2砂浆护筒的吊装
钢护筒安装完成后，对钻孔桩的点位进行复核，钻机就位后，选用Φ1.7m的钻头，开始钻孔。钻进至钢护筒下2m，安装砂浆护筒，砂浆护筒顶面低于钢护筒顶面10cm，即高于设计桩顶60cm；防止混凝土灌注时外溢，钢护筒难以拔出如图7。
砂浆护筒安装前，在预留15cm骨架钢筋位置采用草绳缠绕包裹，增强砂浆护筒与淤泥面之间的阻力，砂浆护筒上端采用Φ16mm钢筋与外护筒焊接定位。
砂浆护筒安装完毕后，采用小直径钻头进行钻孔作业，直至钻孔成型；钻孔结束后，提取钻头。
3.3混凝土灌注
钻孔成型后，下放导管清孔，泥浆各项指标达到规范要求后开始桩基混凝土灌注。灌注混凝土高度至设计桩顶以上50cm，即砂浆护筒以下10cm左右，防止混凝土外溢。
3.4钢护筒拔除
桩基混凝土达到一定强度后，对钢护筒进行拔除。进行下一桩基施工，钢护筒循环使用。
图8 振动锤拔钢护筒
4.实用性对比
目前，较为普遍使用的护筒方式有钢护筒，双钢护筒。我们从施工难易程度，工程质量以及施工成本，施工效率这四方面进行分析可知，单钢护筒在施工过程中，难度相对不大，只需锤打安放单个钢护筒。但从工程质量上考虑，单护筒对质量影响较大，在施工过程中，若钢护筒在施工过程中出现错误，会导致反穿孔，管涌等一系列质量问题。其次，单钢护筒在拆除上存在极大难度，强行拆除则会影响桩基质量，若不予拆除，则大大增加施工成本。
对于双护筒的运用，虽然在施工质量上能够得到一定的保证，但是因为涉及到两次钢护筒的埋设以及两次钢护筒的拆除，再加上两护筒之间的填充处理，在施工难易程度上较为繁琐，施工效率较低，大大增加施工工期，在一定程度上也增加了施工成本，所以，双护筒围护方式也不是最优。
而对于本文提到的砂浆护筒方式。首先外钢护筒安装难易程度简单，其次砂浆护筒的制作与安装相对较为简便快捷，并不会消耗太多时间，能够跟上施工进度的需求，没有增加施工周期。其次在施工质量上看，采用了双护筒的理念，再结合了实际地质情况，砂浆护筒方式能够很好的保证桩基的质量。最后，砂浆护筒因为制作简单，耗材少，在经济方面也占一定的优势。所以，经过了四个层面的比较，砂浆护筒具有一定的优越性，能够作为一项较好的围护方案。
5.结语
本文从砂浆护筒的选取、制作、安装以及整个砂浆护筒的施工工艺流程进行了详细的介绍。采用对比的方式，从施工难易程度，工程质量，施工成本，施工效率等四个方面，对砂浆护筒，单钢护筒，双钢护筒进行对比。最终发现，在实际施工过程中，盲目的选取护筒方式会造成一定施工成本的浪费；在不了解实际地质条件的情况下，根据经验选取护筒方式也会造成坍孔，管涌甚至更严重的质量后果。在认真获取并分析了实际地质条件的情况下，港城中通道项目部结合项目施工所在地的海相淤泥滩地地质条件，采用了钢护筒接合砂浆护筒的施工方案，在一定程度上节省了施工成本，保证了工程质量，也保证了施工工期，是一项切合实际的优越施工方案。本次施工工艺的选取为今后的施工提供了一个新的项，在临海，湿地，江河等较恶劣的地质条件下，砂浆护筒的施工工艺也会是一个较好的选择，对同类工程有借鉴作用。
参考文献：
[1] 刘金山.浅谈双护筒在海相淤泥滩地灌注桩施工中的运用.《城市建设理论研究》2012年第31期.
[2] 任回兴.苏通大桥5号主墩桩基施工钢护筒定位技术[J].华中科技大学学报（城市科学版）.2005（S1）
[3] 罗利芳，黄和平，罗鸿伟.关于钻孔灌注桩护筒埋设的讨论.《江西建材》第114期.1/2011.
[4] 陈献哲.营口北海地区钻孔灌注桩施工研究.沈阳建筑大学硕士论文.2013.
论文作者:李海峰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
标签：砂浆论文; 钻孔论文; 淤泥论文; 桩基论文; 混凝土论文; 海相论文; 钢筋论文; 《基层建设》2018年第22期论文;