摘要：新建哈尔滨至佳木斯铁路工程是黑龙江省、铁路总公司重点项目，设计时速200km/h，为客货共线有砟铁路。五节地特大桥位于哈尔滨宾县境内。五节地特大桥12-22号墩为承压水地质特征，承压水顶底板埋深12.6-20.6m。为满足承压水范围内钻孔桩顺利成孔及成桩质量，项目部组织人员开展攻关，采取筑岛平台、钢护筒跟进、注浆封水措施进行承压水地质条件下钻孔桩施工。
关键词：承压水地质；钻孔桩；施工技术
1、特点
1.1较泥浆平衡法相比，成孔更有保证，旋挖机钻孔速度提高近一倍。
1.2由于钢护筒有效地将承压水隔离，消除了承压水对水下桩身混凝土浇筑时的冲刷影响，确保了桩身质量。
1.3顶部钢护筒周边注浆封水防止承压水从钢护筒外壁流出，顶部钢护筒拔出确保混凝土与地基土结合紧密，防止钻孔桩摩擦力损失。
2、适用范围
本工法适用于承压水地质条件下钻孔桩施工，常用于铁路及市政施工领域。
3、施工工艺原理
钻孔桩钻至承压水地层时，承压水涌出孔口，承压水层内泥、砂、砾石流入孔内，随着涌水量越来越大，造成塌孔现象，以致无法成孔。灌注混凝土时，当混凝土面高于承压水层后，随着混凝土浇筑面的逐渐上升，承压水不断沿桩身四周将混凝土中水泥砂浆冲走或顺着上提的灌注导管上行，将导管周围水泥砂浆冲走而形成过水通道，过水通道带走的水泥砂浆会使桩身周围或桩心混凝土严重离析，而导致承压水渗入的桩体严重受损，成为废桩。常规施工方法有围堰填高法、泥浆柱平衡法、综合平衡法、降水井和钢护筒跟进方法。在确定筑岛平台、钢护筒跟进、注浆封水施工工法前，我们分别对上述五种方法进行工艺试验，由于承压水头2.72m，孔口出水量 达到796.25L/h，单一方法均未成功，通过对试验过程分析，改进施工方法，采用筑岛平台和钢护筒跟进相结合的方法，获得成功。
4、施工工艺流程
4.1工艺流程
4.1.1筑岛平台、测量定位
采用筑岛方式尽量抵消承压水头，桩基外侧3m范围内，按照1：1.5的坡比进行筑岛，筑岛标高高出承压水头0.5-1m；采用全站仪进行放样。放样完成后采用换复测和拉距（纵、横向）检查的办法反复定测，确保正确无误，然后设置十字型护桩。注意在埋设护桩时必须用水泥砂浆（或砼）包裹，并标识明确，钻机就位前认真核对桩位。
4.1.2钢护筒制作、安装
钢护筒采用厚度为12mm以上的A3钢板卷制，内径比桩径大0.15m；钢护筒分节制造，长度宜在2.5-4m之间；钢护筒在拼接检查合格后，要在护筒上留有十字线；根据施工图纸地质资料情况，护筒要打入不透水层不少于2.5m；桩顶以下4m处护筒为可活动连接，便于拔出；埋设钢护筒时应垂直定位准确，其顶面位置偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。实测定位后，使护筒中心与桩中心重合；钢护筒焊接连接时保证接头圆顺，接缝处焊20cm宽的加强钢带，焊缝宽度不得小于8mm，焊缝高度不得小于4mm。护筒水平接缝所成平面与护筒竖向垂直，同时满足刚度、强度及防漏的要求；振动锤与护筒连接牢固，无松动；并要求各节下沉的护筒必须严格控制垂直度；必须按照地质断面严格控制护筒底面标高。
4.1.3钻孔施工
钻进过程中，经常抽取渣样并检查泥浆指标，针对土层变化调整钻速、钻进压力、泥浆比重；钻孔时，孔内泥浆水位宜高于承压水头0.5m以上。在取渣和停钻后，应及时向孔内补泥浆，保持孔内水头高度和泥浆比重及黏度。
4.1.4清孔施工
当钻孔达到设计标高孔位后，应对孔径、孔深、孔位和孔形情况进行检查。经成孔验收合格后，进行清孔施工。要求桩底沉渣厚度满足摩擦桩不大于30cm；采用换浆法清孔，开始保持原泥浆的比重进行循环，随着沉渣不断被返出，再适当降低泥浆比重，直到孔底沉渣达到设计规范要求为止。
4.1.5安放钢筋笼、导管施工
钢筋笼制作完毕，经监理检查合格后，方可下放到桩孔内。下放钢筋笼时，控制钢筋笼中心位置与孔中心一致。钢筋笼标高严格控制，顶端高程允许误差+2cm；在导管使用前，首先检查其是否损坏，密封圈、卡口是否完好，进行抗拉力和防渗漏试验，试验合格后方可使用。在灌注前进行升降试验，位置居中，防止卡挂钢筋骨架和孔壁碰撞，导管下口距孔底控制在25-40cm之间。
4.1.6灌注混凝土施工
首批混凝土的数量必须保证导管初次埋深≥1m和填充导管底部的需要，首批混凝土拌和物下落后，混凝土应连续灌注，导管的埋深控制在2-6m；尽量缩短混凝土的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时，混凝土的流动性过小。当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时（1m左右），应保持较深埋管，并徐徐灌入，以减少混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；待混凝土抗压强度达到5Mpa后拔出顶部活动节钢护筒。
5、质量控制
5.1混凝土的拌和与运输：混凝土拌和过程中按要求测定砂、石料的含水率，及时调整配合比。混凝土运输过程中不能使其离析、漏浆、严重泌水和过多降低坍落度的现象。
5.2钢材使用前必须分批抽样进行检查，其性能应符合设计及规范要求。钢筋笼加工的形状尺寸符合设计或规范要求，其保护层采用同标号的预制水泥混凝土块。焊接质量必须满足搭接焊的施工设计及规范要求，焊接好后按要求截取一定比例数量的接头进行常规试验，符合规范要求后才能用于现场施工，如有一不合格要加倍取样试验。
5.3钢护筒的加工尺寸必须严格控制，护筒上下节的连接缝除焊接外，还需在接缝处焊20cm宽的加强钢带，护筒水平接缝所成平面与护筒竖向垂直，使整个钢护筒的垂直度符合要求。
5.4成孔质量检验应包括：孔深、孔径、垂直度、孔底沉渣厚度等。
5.5混凝土灌注后，混凝土终凝前及时拔出顶部钢护筒，拔出速度要缓慢且垂直，减少对桩身混凝土的扰动。
5.6 顶部桩身周围注浆的范围，深度及注浆量必须按照设计要求施工，确保封水效果。
6、安全控制措施
6.1施工机械在施工前要进行安全检查，严禁施工机械带故障施工。
6.2在起吊钢护筒部件过程中，严禁边焊边吊，严禁在带电工件上焊接。
6.3施工地点泥浆池周边设置安全防护栏杆，防止施工人员不慎掉进坑中，造成人员伤亡。
6.4吊装区域无闲散人员，吊索具无缺陷，捆绑正确牢固，被吊物与其他物件无连接。确认安全后方可作业。
6.5大雨、大雪、大雾及六级以上（含六级）等恶劣天气，必须停止露天起重吊装作业。
6.6施工现场的一切电源、电路的安装和拆卸必须遵守现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46的规定。
本方法在哈尔滨至佳木斯铁路HJZQ-2标五节地特大桥工程中首次成功应用，降低了施工难度，缩短了施工工期，节省了施工成本。该方法用于承压水钻孔施工，工艺先进，施工操作简单，施工周期短，施工造价低，施工质量满足设计要求。为哈佳铁路项目攻克了一个重难点工程，使得此项工程得以安全、保质、顺利完工，取得了良好的经济及社会效益，在承压水地质条件下钻孔施工中极具推广价值。
结语
铁路是交通运输系统中的重要组成部分，在我国社会经济和交通运输业的发展中扮演着不行代替的人物。铁路管理部门与施工单位应该充分重视承压水地质施工技能的研讨力度，需求投入很多精力对该技术进行研讨，并要不断完善施工技能监督方法，不断优化工程质量等级与减小不必要的浪费，然后促进我国铁路事业不断向前发展。
参考文献：
[1]屈涛.铁路施工中大孔径钻孔桩技术在软土地区应用[J].建材与装饰，2015，48：253-254.
[2]张铮.铁路施工中大孔径钻孔桩技术在软土地区的应用[J].科技创新与应用，2015，09：145.
论文作者:蒋海景
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/16
标签：混凝土论文; 钻孔论文; 泥浆论文; 水地论文; 导管论文; 钢筋论文; 铁路论文; 《基层建设》2018年第2期论文;