摘要：桩基工程列于公路桥梁中属于尤为重要的分部分项工程，任何一道施工工序都承担着上部结构种种责任，承受着巨大的使命。本文按照施工现场以及相关技术规范，对于桩基工程冲击钻成孔施工技术进行详细描述。
关键词：公路桥梁；地质岩层；灌注桩；冲击钻成孔；检孔吊笼；泥浆稠度；泥浆比重；含砂率；钢筋笼；导管；水下砼浇筑
1 工程概况
桥梁位置区域处于地震基本烈度为VI度，地震动峰值加速度0.05g，冻土层深度为1.4m，按照相关资料叙述，位于桩号K0+365区域存在断层F202，断层产状为：NE25°、SE∠48°，宽度0.2-0.5米，断层主要由呈强风化状态的花岗岩组成，挤压呈2-5cm碎块状，局部风华强烈，冲击ZK03揭露断层破碎带；K0+576m区域存在断层F203，断层产状为：NE55°、SE∠68°，宽度0.2-0.5米，断层主要由花岗岩组曾，挤压密实。
2 重点难点分析
（1）冲击桩施工准备
（2）冲击施工
（3）垂直度检测
（4）第一次清孔
（5）钢筋笼施工
（6）安装导管
（7）第二次清孔
（8）浇筑桩基混凝土
3 主要施工方案
3.1 冲击桩施工准备
3.1.1测量定位
平整场地后采用全站仪按设计桩位进行放样，每个桩位同时设置4根护桩，方便以后校核桩位保证桩位准确。护桩采用Ф18钢筋，埋土深度至少500mm，地面采用水泥砂浆硬化，防止移动。待埋设钢护筒结束以后，复测桩位，方可开钻。
3.1.2钢护筒埋设
开挖前将桩基中心点采用十字交叉拉线引出护筒开挖区域外后进行护筒安置。钢护筒安置后检查钢护筒顶面标高，确保水平、未存在倾斜，确准无误后将钢护筒四周采用黏性质土分层进行填实，确保钢护筒四周排水通畅。最后在进行桩位复测，确保引线未出现偏差，保证桩位准确性。钢护筒埋置深度应符合下列要求：
3.1.3安放钻机
为确保冲击钻冲击过程中不发生位移，不发生倾斜现场，因严格要求安置过程中稳定性控制，钻头与桩位水平垂直，钻机本身保持水平，可采用经纬仪检测垂直度，采用水准仪观测钻机是否水平后方可进行下一工序施工。
3.1.4泥浆制备
冲击施工中填写泥浆测试记录表。加强观察冲击深度内的岩层情况，根据不同的岩层地质情况进行泥浆配比，确保成孔质量、成孔进度、成孔安全性，按照孔深增加泥浆，确保施工水头与溢浆口处于水平状态。
3.2冲击施工
冲击过程中结合设计施工图纸及现场实际情况考虑孔内泥土可否能够满足泥浆护壁各项指标要求，如不能达到理想砂浆状态，可考虑添加优质的造浆材料，造浆材料应采用优质的黏性质土，必须满足泥浆护壁技术指标要求。如果保护桶内有水，则可以直接放入粘土中。冲击锤是一种用小冲程、高频率反复制浆，使孔壁坚固、漏水。冲击过程中发现倾斜岩层时可采用回灌黏性质土、片石进行填平后进行冲击，以防止发生斜孔、坍孔、卡钻等事故。冲击过程中泥浆与破碎岩石共同溢出孔内，进行沉淀后应单独存放。
渣样的抽取至少应满足每次进尺1m进行一次取样留存，对于岩层变化阶段因加大取样留存次数。渣样装于密闭的塑料袋内，因明确标注项目名称、里程桩号、冲孔深度、取样时间以及取样人员。渣样需留有必要的影像记录资料，统一进行留存。
在施工过程中，对实际地质条件和设计地质条件进行了及时的对比分析。实际地质条件和设计地质条件向监理设计单位报告。桩底地质情况、嵌岩深度必须仔细核查，并由监理单位、设计单位等对地质情况进行现场确认。
冲击施工中，必须采用有效的方法检查孔的质量。现场装有笼孔检测器，检查冲击孔和倾角。保持架孔检测器的外径不小于设计孔径，长度大于6m。检测时，孔检测器被吊起，孔中心与提升钢丝绳保持一致，慢慢放入孔中，孔直径和孔径符合设计和规范要求。同时，通过测量绳索和锤子测量孔深和沉积物厚度，要求校准精度为2cm，无收缩。圆柱平面直径不小于10cm，质量为4～6kg。
3.3 垂直度检测
冲击深度达到设计高程后，应检查孔神、孔径、倾角和沉降厚度。通过孔检测孔、槽和倾斜度。孔径检测器可采用钢筋制成，外径与设计桩径相同，长度是冲击桩直径的4-6倍。
测试时，吊起孔检测器，将测量绳的零点系在孔检测器的顶部，使孔检测器的中心、孔中心和钢丝绳的中心在同一条垂直线上，慢慢放入孔中。通过测量绳的刻度和孔检测器的长度来判断孔的下落位置。如果在孔底上下没有障碍物，则表明冲击桩的质量是合格的。如果中间有阻塞，表明阻塞部分有收缩或孔倾斜，需要再次处理。
当冲击深度满足设计要求，并经监理工程师验收后，应立即进行第一次清孔，以避免长时间间隔的钻孔渣和沉积物沉积，造成清孔困难。
3.4 第一次清孔
冲击达到设计深度后，为确保冲击质量，要对孔径、孔深、倾斜度及孔位中心进行检查，满足要求，检查后检查孔。疏浚孔用于收集压载鼓的碎片，并及时提供足够的泥浆以防止坍塌。井底厚度不应超过5cm，否则将再次清洗孔。清孔后泥浆的比重、稠度、含砂量应符合技术要求：出孔泥浆不含2~3mm颗粒，泥浆比重不超过1.1，含砂量小于2%，瓶体厚度。OM镇流器不超过5厘米。严禁采用增加冲击深度的方法来代替清洗孔。
3.5 钢筋笼施工
3.5.1钢筋笼的制作
钢筋场加工时，先按照设计图纸制作加强箍筋，然后在加强箍筋上用石笔标记出纵向主筋的位置间距，在胎具上按照图纸间距固定加强箍筋，胎具由8mm钢板制作，通过锚筋锚固在地下砼内。胎具的间距与设计加强筋一致。胎具的内径与钢筋笼外径一致，放置主筋的凹槽间距和大小应与设计主筋的间距、直径相适应。电焊工把纵向主筋与加强箍筋电焊链接，由于桩径达到Φ1.5m较大，较低的部位用力工辅助电焊工把纵向主筋抬到加强箍筋上，然后电焊连接，等较低的部位焊接结束，把较高的位置滚动至较低的位置，同样，J506用于焊接焊条。焊接钢筋时，电流不宜过大，以免烧坏主梁。焊缝应完整、光滑、无气泡。
3.5.2钢筋笼的存放、运输和吊装
装配的钢骨架放置在平坦干燥的地方。在存放时，应遵循“上盖、下垫”的原则。每一个加强箍筋应该放置在木材与地面接触，并保持在同一高度。至少离地20cm高。钢骨架上的标志有桥墩数量、桩号和钢筋笼长度。无标志钢筋骨架不得混合存放，半成品应分开存放。存放钢骨架时，应注意防水、防雨、防潮。
钢骨架吊装采用25t汽车起重机，吊装有三个吊点和吊钩。第一提升点位于第二加强箍筋。第二吊点设在钢筋笼中部加劲箍筋处，第三吊点设在倒树弟三层加劲箍筋处（或根据钢筋骨架长度和施工现场具体情况确定）。
提起时，大钩首先提起第一和第二吊点，使骨架稍微提起，小钩同时开始第三吊点提起。当骨架离地时，第二和第三停止点的提升点举起并继续提升第一点。当第一悬挂点上升时，第二和第三悬挂点缓慢地放松，直到骨架垂直于地面并且提升停止。当骨架进入节流孔时，应将其降低，墙不应摆动。然后，将临时吊钩逐个从底部吊到顶部，直到桩的钢框架完成到设计高度为止。在放低钢筋笼后，利用全站仪检查钢筋笼的中心位置和涂漆保护桩的标志，固定横线，检查钢筋笼与桩中心是否有偏差。如偏差超出范围，立即调整钢筋笼位置，
钢筋笼安装到位后采用活吊筋固定，即利用4根φ20mm钢筋一端与主筋焊接，顶端设置套环，将钢杆插入孔内，防止钢筋笼浮起。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.5.3声测管安装
按照设计图纸，钢筋笼内部安装有声测管，带有声测管的钢筋笼每个钢筋笼安装3根Ф57声测管，检测管每6米一节，最后一节长度L可根据桩长调整。声测管在制作钢筋笼的时候一同安装，2节及以上的钢筋笼，声测管，现场安装。声波管的接头和底部应密封良好，顶部应用木塞密封，以防止灰浆和杂质堵塞管道，并确保密封严密，没有浆液泄漏和水。
3.6 安装导管
3.6.1导管制备与安装
水下混凝土现浇钢管应采用螺旋螺纹紧固连接管道。管道壁厚不应小于3 mm，直径应为200~250mm。管道内壁应光滑、圆、直径均匀、接头紧密。根据孔的深度，导管长度为2.65米。底节4m，同时，还设置了长度为0.3m~1m的多根导管，使导管组装完毕后，导管孔与孔底的距离不大于50cm，以30-50cm为宜。
管的长度由孔的深度和工作平台的高度决定。该机械没有钻杆，所以用测绳测量："护筒顶至孔底高度"增加漏斗和保护管的高度，减少从机器到保护管嘴的距离。检查导管的清洁度和光滑度，并在导管下降前密封环的完整性。安顺的管道被吊起并吊下。注意应保持与孔中心线对齐。
3.6.2导管水密性试验
管道使用前必须进行水密性围压、接头拉力试验，严禁大气压试验。根据规定，水密试验的水压不得小于孔内水深压力的1.3倍，也不得小于管道壁和管道间隙承受浇注混凝土时的最大内压的1.3倍。每个管道都应该进行测试。
水密性试验方法是先将组装好的管道注满水，封闭两端，将出口管接头的一端与进口管接头的另一端焊接，再与泵出口管连接。启动泵将压力水注入管道。当泵的压力表压力达到管道必须承受的计算压力时，在压力稳定10分钟后，接头和接头不会泄漏就是合格的
3.7 第二次清孔
由于钢筋笼吊装时间长，孔底泥沙多，管道安装完毕后采用泥浆泵进行二次清孔。确保桩基完工后沉降减到最小。用泥浆代替泥浆，注入泥浆以代替含矿渣泥浆。消除孔底加深的方法，而不是清洗孔。在清洗孔时，注意保持泥浆在孔内的高度，以及泥浆的比重是否合适，以防止坍塌和收缩。
在浇筑水下混凝土之前，检查孔底压载物的厚度<5cm，排出或抽出的泥浆中没有2-3毫米颗粒。同时，用Na-1泥浆砂浆含量测定仪、NB-1泥浆比重计和1006泥浆粘度计测试了泥浆中的泥浆指数：砂浆含量不大于2%，泥浆比重不大于1.1。粘度17～20s，满足要求后即可安装混凝土进料斗进行混凝土浇筑，否则再次清孔至符合规范、设计要求为止。
3.8 浇筑桩基混凝土
灌注混凝土前，操作工人将站在钢制施工平台上进行操作，该平台和刚护筒进行可靠性焊接，保证操作工人有足够安全的操作空间，和可靠稳定的操作平台。
混凝土通过集中搅拌在中央混合站浇注。混凝土由输送机输送到现场，并直接由混凝土输送机输送到倾倒漏斗，经导管进行水下混凝土灌注。
水下混凝土采用止水板法密封。混凝土初始储备必须满足第一批混凝土中埋设管道的深度不小于1.0m，从而保证混凝土的连续浇注。
在满足管道底泥厚度和浆液指标时，先安装管道，然后进行水下混凝土浇筑。混凝土通过集中搅拌在中央混合站浇注。混凝土由输送机输送到现场，并直接由混凝土输送机输送到倾倒漏斗，经导管进行水下混凝土灌注。
3.8.1开始浇筑阶段
混凝土通过混凝土罐车运送到施工现场。搅拌一分钟后，直接放入大集料料斗，并用滚珠压制法充填料斗的第一次充填。管在管下后，在管道中放置隔离球，以隔离泥浆和混凝土，其比管道的内径略小。然后在储藏管上设置一个储存漏斗。在漏斗的出口处放置一个盖子，并在浇注混凝土之前填满混凝土料斗（料斗的体积应满足管道的体积和密封管的体积不小于1米深），这样管道底部埋在混凝土表面以下1米以上。料斗初始充填的具体储存时间可以计算如下：
V=ΠD2（H1+H2）/4+Πd2h1/4，试中
V-灌注首批混凝土所需要数量
D-桩孔直径
H1-桩孔底到导管底间距，一般为0.3m～0.5m
H2-导管初次埋入深度（m）
d-导管内径（m）
h1-桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需要的高度（m）
h1=HwΥw/Υc
Hw-桩孔内水或泥浆的深度（m）
Υw-桩孔内水或泥浆的重度（KN/m3）
Υc-混凝土拌合物的重度，取24KN/m3
当料斗内的混凝土梁满足初始注浆要求时，拉出料斗出口盖板，同时打开料斗上的卸料阀，使混凝土连续进入管道，将管道内的水塞和泥浆压出管道。同时，将混凝土搅拌车中的混凝土在桩孔旁连续地灌注到桩孔中。当内部浆液迅速溢出时，证明混凝土已通过管子进入孔内。如果管内没有返浆，则浇注成功。
3.8.2灌注阶段
在浇注过程中，应密切注意孔板的情况。如果发现钢筋笼是浮动的，我们应该停止浇注轻微。同时，应将重物压在钢筋笼上，并在规定的中断时间内继续浇注。如果发现孔口不返浆，应立即找出原因，并采取相应措施加以处理。三。当提起导管时，轴应保持直立和中心。
每30分钟测量一次桩孔内混凝土表面的深度，及时填写冲击桩水下混凝土浇筑施工记录，指导管道的拆除。当浇注量与混凝土表面位置不匹配时，应及时分析原因并采取处理措施。混凝土应连续浇筑，整个浇筑时间不得超过第一批混凝土的初始凝结时间。
浇筑时，应设置覆盖物以避免混凝土落入孔内。应适当处理混凝土置换后的泥浆。不得随意排放。
3.8.3终浇阶段
当混凝土浇注到桩顶时，应采取措施保持管道中的混凝土压力，以避免由于泥浆密度过大而导致桩顶出现泥块或混凝土松散的现象。在浇筑结束时，应检查混凝土浇筑量，以确定所测量的混凝土浇筑高度是否正确，以及是否浇筑了桩顶。标高应比设计标高高出0.5~1.0m。在盖的施工之前，应将多余的部分填满。凿岩后，桩头应紧凑，无松散层。最后一根长管被拔出，速度较慢，阻止了沉积在桩顶的泥浆进入管道并形成泥芯。
桩体混凝土浇筑后，应严密、连续地进行。孔内混凝土表面的高度应经常用锤子测量，管道埋深应精确调整，控制在2~6M范围内。孔中心应缓慢抬起导管，防止导管夹紧和悬挂加强笼。如果卡、挂钢筋笼，则应立即下降导管，并来回转动或锤击导管，再缓慢提升，重复作业直至解除卡、挂。
桩基混凝土浇灌前，应事先计算每米桩长应灌混凝土量，现场技术员应根据所灌入孔内的混凝土量及时量测，计算和预测所需混凝土体积，并提前通知混凝土供应商。桩身混凝土即将完成前，应勤量测，严格将桩顶混凝土超灌控制在0.5m，桩顶混凝土强度在去除泥浆后达到设计要求。为了保护当地环境，废液必须经过泥浆分离器处理，并输送到指定的废泥浆储存场所进行适当的处理。
为了防止相邻孔壁因冲击振动而坍塌或影响相邻孔灌注混凝土的强度，相邻孔混凝土的抗压强度达到2.5MPa后应进行下一桩的冲击。
在浇筑混凝土时，应在现场生产不少于2组（6块）的混凝土砌块，一组为标准养护，一组为同条件养护。
4 结语
基于该项目所处地理位置地质属于花岗岩地质，采用冲击钻成孔施工工艺，整体有效的提高了桩基工程施工效率，超出一般工艺在进入强风化坚硬岩层后无法掘进或不能满足设计孔深要求，对于同类地质类型工程值得考虑采用冲击成孔工艺。
参考文献：
[1]中国建筑工业出版社.《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）.中国建筑工业出版社.北京.
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）中国建筑工业出版社.北京市.
论文作者:贺晋阳,彭桃锋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/5
标签：混凝土论文; 泥浆论文; 钢筋论文; 导管论文; 管道论文; 深度论文; 桩基论文; 《基层建设》2019年第4期论文;