摘要：宝兰客运专线是国家铁路“四纵四横”快速客运网的重要组成部分，横贯西北地区黄土地段。文章从宝兰客专华尖川特大桥钻孔桩施工的钻机选择、施工过程、混凝土质量控制等方面总结施工经验，为后续湿陷性黄土地区桥梁钻孔桩施工提供经验和和依据。
关键词：湿陷性；黄土地区；钻孔桩；施工技术
1.前言
随着人们科学技术进步和施工工艺、施工水平的日殝成熟，交通运输产业快速发展，铁路工程如雨后春笋般层出不穷，当建筑物荷载较大，软弱地基土、浅埋扩大，已不能满足安全、稳定的基础和变形的要求，通常采用钻孔桩桩基础。
2.工程概况：
华尖川特大桥全长4578.92m，起讫里程DK916+068.46～DK920+064.38。基础均为钻孔灌注桩，桥台采用双线矩形空心台，桥墩有实体桥墩和空心桥墩，箱梁均为双线简支梁，集中预制架设。
桥址区地层主要为第四系全新统冲积砂质黄土中、黏质黄土、粉土、中砂、砾砂、细圆砾土，基底为上第三系泥岩。其中第四系全新统冲积砂质黄土层具有IV级自重湿陷性。华尖川特大桥DK916+050～DK917+010段湿陷土层厚度14～17m，DK917+120～DK920+250段湿陷土层厚度16～18m，DK920+370～DK920+635段湿陷土层厚度18～23m，上第三系泥岩居弱膨胀性，华尖川特大桥桩基基本长度为40m，穿越湿陷性黄土层。
3.施工过程
3.1钻机选型
通过华尖川特大桥的地质地层、施工场地，冲击钻、旋挖钻的工作原理、施工效率等进行比较、研究，选定旋挖钻进行华尖川特大桥桩基施工。
3.2施工流程
工艺流程：场地平整放线→护筒埋设→钻机就位→钻孔→清孔及验收→下钢筋笼→二次验收→混凝土浇筑。
场地平整及测量放线：施工前首先进行场地平整，以便于测量放线和钻机就位。测量放线完成后用木桩埋设护桩，以便施工中检查桩位。
护筒埋设：采用钢护筒，长4m。在护筒周围用粘土夯实，并且保证粘土达到护筒底部。埋设时，保证护筒中心与桩位中心的一致性，尽量减少偏差。
泥浆：施工之前，根据钻孔桩工艺试验确定合理的泥浆配比，根据不同的地层合理调整泥浆的配比，确保泥浆的护壁作用，同时合理布置泥浆的循环和净化池，保证泥浆的合理倾倒，为整个施工创造良好的环境和便利的条件。
钻孔：钻进前，应对机具进行检查、维修。就位后，底座和顶端应平稳，不得产生位移和沉陷，放置钻机的起吊滑轮线、钻头（钻杆）和钻孔中心三者应在同一个铅垂线上，其偏差不得大于2cm，竖直向倾斜不大于0.5%。
当钻孔深度达到设计要求时，应对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确保钻孔的直径和深度，检孔器不小于设计桩径，确认满足设计要求后，立即填写终孔验收表，并经监理工程师合格后方可进行下道工序。
钢筋笼施工：钢筋笼在钢筋场进行分节加工，钢筋笼应具有足够的刚度和稳定性，以便运送、吊装和灌注混凝土时不致松散、变形。制作时每隔2m增设一道加固筋，在骨架上端合理设置吊环。钢筋骨架保护层采用混凝土垫块，其直径14cm（保护层厚度7cm）。沿钻孔竖向每隔2m设置一道，每道沿圆周对称设置4块。
导管安装及下设：用装有垫圈的法兰盘连接管节，导管应进行水密、承压和接头抗拉试验。导管连接牢固，接头封闭严密，上下成直线吊装，位于井孔中央，并在混凝土灌注前进行升降试验，防止导管卡住。
3.3混凝土水下灌注
混凝土由拌合站集中搅拌，罐车运输到现场。混凝土拌和物应检查和易性，坍落度等指标，导管用直径250mm的钢管，壁厚3mm，每节长2.0～2.5m，配1～2节长1～1.5m短管。水下混凝土施工采用混凝土搅拌运输车自卸至漏斗中。混凝土坍落度控制在18～22cm之间，并有很好的和易性。首批混凝土，其数量必须经过计算，使其有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并保证把导管下口埋入混凝土不少于1m。
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4.桩基基础混凝土灌注的技术要点
4.1钻孔桩水下混凝土施工的隐蔽性强，很容易产生松散、离析、缩颈等质量问题，因此，必须着重控制水下混凝土的浇注质量，包括原材料的选择、做好比例调控、严格按操作流程施工。
4.2钻孔到混凝土浇灌过程的施工时间要连贯，施工时间不易太长；混凝土的浆体浓度要适当，浇灌的容量不得低于工程设计值。
4.3导管口距孔底要保持400mm左右的距离，旋转时必须精确测量，反复验检。如果球塞被压出导管并已经灌下一定数量的混凝土，应将导管徐徐下降100～200mm，使灌注开始阶段导管被混凝土埋入的深度尽可能加大，保证底层的混凝土质量。
4.4灌注过程中，要严把灌注速度，经常提升导管高度，保障混凝土均匀注入。
5特殊情况处理
5.1护筒下沉
护筒设计长4m，直径1.65m，壁厚0.8cm。钻孔时出现护筒下沉现象，立即分析原因采取措施。
⑴原因：由于护筒周边被水和泥浆浸泡，黄土遇水后出现周边下陷和护筒下部出现塌孔及陷穴造成。
⑵措施：浸泡引起护筒下沉时，可排除护筒周边的水及泥浆，做好护筒周边的排水，护筒加长（2～4m），护筒周边用粘土夯实，重新钻孔成桩。塌孔引起护筒下沉时，回填粘土，护筒加长（4～8m），加大泥浆比重，重新进行钻孔成桩。
5.2泥浆面下沉
钻孔过程中出现泥浆面突然下沉和泥浆流失现象时，分析原因和采取措施。
⑴原因：钻进过程中突然遇到暗穴和裂隙，泥浆进入，造成泥浆面下沉和流失。
⑵措施：用泥浆泵清除孔内泥浆，查明暗穴出口，采用三七灰土进行封堵处理，并用粘土对出口做防水处理，自地表向陷穴内钻孔压注黄土泥浆充填密实，加大泥浆比重，重新进行钻孔成桩。
5.3塌孔
在钻孔过程中，出现塌孔现象时，分析原因和采取措施。
⑴原因：钻进过程中泥浆护壁效果不好或者是护壁破坏造成泥浆对黄土的侵泡，造成土体遇水湿陷坍塌。
⑵措施：回填粘土，加大泥浆比重，必要时加长护筒，重新进行钻孔成桩。
6.防排水
针对华尖川特大桥处于湿陷性黄土地段，土体遇水下陷等现象，做好防排水工作。
6.1根据天气预报、气象条件，合理地安排和指导施工。
6.2施工便道修筑时，做到中间高，两边低，在便道两侧修筑排水沟和排水涵管，以便于雨水的排泄。
6.3设置专职人员对施工便道和排水沟进行管理，定时进行施工便道和排水系统的维护工作，确保排水顺畅。
6.4雨天时，停止钻孔施工，用雨布将孔口封闭，杜绝雨水直接落入钻孔内。并做好周边低洼地区的排水工作，杜绝雨水浸泡。并每隔4小时对其检查一次。
结束语
钻孔桩是桥梁结构的基础，其质量的好坏在很大程度上决定了桥梁的承载能力和使用年限的高低。因此，通过华尖川特大桥钻孔桩的施工，总结湿陷性黄土地段桥梁钻孔桩的施工经验、保障高速铁路桥梁钻孔桩施工质量和铁路的安全运行。
参考文献：
[1] 《基础工程施工手册》编写者 基础工程施工手册 北京 中国计划出版社 2002年
[2] 吕志强.旋挖钻机在铁路桥梁桩基施工中的应用[J].山西建筑.2013（26）
论文作者:王虎林
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/12
标签：钻孔论文; 泥浆论文; 混凝土论文; 导管论文; 黄土论文; 大桥论文; 钻机论文; 《基层建设》2017年第30期论文;