钻孔灌注桩施工在灞河特大桥中应用

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摘 要 本文结合灞河特大桥的工程实例，简要介绍了钻孔灌注桩施工过程，从钻孔、清孔、钢筋笼制作安装、灌注水下混凝土等方面进行了详细探讨，旨在提高钻孔灌注桩的施工质量。

关键词 钻孔灌注桩；钢筋笼制安；灌注水下砼；桥梁施工

中图分类号TU753 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）55-0150-02

1 工程概况

灞河特大桥全长13km，共有403跨，桥梁跨越北环铁路、灞河等多处既有道路。连续梁共有12联，连续梁最大跨度为100m，施工技术工艺复杂。本段共有桩基3 273根，除12处特殊结构外，其余地段桩基直径为125cm，桩长总计147 381延米。

2 钻孔灌注桩施工准备

1）上报批复的导线点及水准点用全站仪及水准仪定出桩位，根据设计所提供的控制点，采用全站仪放样桩基中心点，并打入标桩，中心线的放样误差控制在1cm范围内，并设置十字形控制桩，便于校核，桩上标明桩号；

2）场地平整与就位。钻机就位时与平面最大倾角不超过4°，钻机平台处必需碾压密实。进行桩位放样，钻机移到确定的孔位后，通过调整桅杆角度以及对卷扬机操作来调整到孔中心与钻头中心对准；为了有效地让钻杆垂直，主要是调整来钻机的垂直度相关参数来实现；

3）埋设护筒。本工程所采取的护筒直径比桩径大20cm~30cm左右，埋设深度控制在1.5m~2.0m之间，护筒顶高程应高出地面至少0.3m；采取的钢护筒采用3mm厚钢板制作，同时为了有效地增加刚度防止变形，在护筒上、下端和中间的外侧各焊一道加劲肋。上桩护筒埋设采用型钢导架定位，震动击打法使护筒下沉到位，并确保其竖直度。护筒埋设完毕后，再以十字线复测桩位，要求中心偏差不大于5cm；

4）定位钻孔。先对桩位进行复核，确保护筒埋设符合要求，才能进行钻机就位。钻机就位后，通过钻机的控制系统来进行钻机垂直度的调整。就位后的钻机最终要确保其机座平整、而且护筒的十字线与转盘中心对正，然后才能采取钻孔；

5）泥浆的制备与循环净化。本工程在桥墩附近开挖泥浆池，选择和备足良好的膨润土配置优质泥浆，每根桩造浆量约为70m3左右，配好的泥浆经搅拌均匀后可循环应用。

3 钻孔施工

钻机施工前应围堰内积水排干，并在围堰内布设好泥浆系统及排水系统等。本工程的钻孔采取泥浆固壁法施工。本工程采用潜水钻机钻孔，不同的地层采用不同性能指标的泥浆固壁，严禁清水钻孔。钻孔过程中，应随时检查钻机的垂直度，保证钻孔斜率不超过2%。钻孔达到设计深度后，应合同监理、设计代表对孔深、孔位、孔斜进行检查，满足设计要求后，即进行清孔。

同时，在进行钻孔施工时应结合施工场地的地质条件控制进尺的速度，对于的土层由软转换为硬时，则应当减慢钻孔速度；对于土层由硬转换为软时则可增加钻孔速度；对于硬塑层则应当采取快速钻孔方式，以有效地加快钻孔效率。

本工程由于采取了旋挖钻斗，该方法的切削、提升上屑的机理主要是通过钻斗切削孔底原状土成条状然后再通过载入钻斗而提升出土。由于该施工方法的底部面缓，使其钻至设计标高对土造成非常小扰动。但因其没有聚淤漏斗，尤其要重视稳定液的管理，通过控制固相含量以及提高粘度，以有效地避免其快速沉淀，同时控制终孔前两钻斗的旋挖量。当钻孔深度达到设计要求后，需尽快采取钻机移位、终孔验收工作；从清孔停止至混凝土开始浇灌时间应当控制在1.5h~3h内，不得超过4h，否则应重新清孔。

4 钢筋笼骨架的制安

4.1 钢筋骨架的制作

本工程所采用的钢筋笼骨架是在加工场加工成型，并且运到现场分节然后再进行组装，钢筋表面应洁净，不平直钢筋应调直。钢筋骨架利用钻机本身滑轮分节吊放，节间连接采用电焊搭接，搭接长度为10d。为缩短焊接时间，配备二台电焊机同时焊接，尽可能加快钢筋吊放速度，减少孔底回淤。接头要焊平，以免卡挂导管。顶面和底面标高应符合设计要求，误差不大于±5cm。下放钢筋笼骨架应防止碰撞孔壁，下插过程中要随时观察水位变化，当发现下插困难时应查明原因，而不得强行下插，本工程采取正反旋转、试探性逐步下放。

4.2 钢筋骨架的起吊和就位

为了保证骨架起吊时不变形，对于长骨架，起吊前在加强骨架内焊接三角支撑，以加强其刚度。同时采取一台汽车吊两点吊法，在骨架下部内侧临时对称绑扎两根杉木杆以加强其刚度。起吊时，汽车吊的吊钩钩在钢丝绳靠近第一吊点的1/3处，将缓慢骨架提起，随着吊钩的吊点不断上升，钢筋骨架逐渐被提起，直到骨架全部离开地面。

5 导管安装

工程中所选取的导管管径应当根据混凝土的灌注速度以及桩径所决定，本工程的导管采用φ20~30钢管，中间节每节长2m，底节长4m，漏斗下配0.5m~1m的短管。同时所选取的钢导管应确保其圆顺、内壁光滑，而且采取的管径应当一致，确保管间的接口严密。在采用导管前，先对导管进行水密、接头抗拉和承压等试验，对被采用的导管根据从下到上的顺序对导管进行编号，然后再进行组装，组装后的导管要保证偏离轴线不能大于10cm以及钻孔深度的0.5%。

另外，应当根据工作平台高度以及钻孔深度来所选取的导管长度，对于钻孔上口距离漏斗底应不小于1节导管长度。导管采取螺旋丝扣型接头形式，同时应配备有防松装置。安装导管完成后，为防止砼与稳定液混合，在灌注砼前采用充气球胆浮于管内。

6 灌注水下砼

本工程采用泥浆下直升导管法灌注水下混凝土。在导管开浇前，预备好足够数量的混凝土后方可进行开浇。开浇前，导管内放置略小于导管内径的隔离胶球作为隔离体，隔离泥浆与混凝土。

水下砼灌注的开浇和连续浇灌均按规范进行，开浇砼量保证一次排清导管内的泥浆并封底，浇筑中途不得停顿，灌注过程中注意观察管内砼下降和孔内泥浆液面的升降情况，及时测量孔内砼高程，正确指导导管提升和拆除，保证导管埋入砼深度不小于2m，不大于6m。

当灌注的砼面距离钢筋骨架底部大约1m时，采取导管保持大埋深同时降低灌注混凝土速度的措施，以有效地避免钢筋骨架出现上浮现象。当砼顶面上升到钢筋骨架底部4m以上时，通过采取导管提升来确保其低口仍高出钢筋骨架2m以上，然后才恢复灌注混凝土的正常速度。灌注混凝土时，混凝土置换出的泥浆通过泥浆排污水沟排到其它正在施工的桩孔中或沉淀池，以防止泥浆溢出污染环境。

为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上加灌一定高度，增加的高度为1.0m。此段砼灌注完毕及时凿除，并预留20cm待基坑开挖后凿除，凿除时须防止损毁桩身。对于处地面或桩顶以下的井口整体式钢护筒，在灌注混凝土后立即拔出。

鉴于灌注水下砼是钻孔灌注桩施工成桩的关键工序，在钢筋笼沉放结束经检查符合要求且清孔并经验收合格后，即进行水下砼灌注工作，本工程在灌注水下砼施工环节上，特采取以下措施来确保灌注混凝土的施工质量。

1）本工程砼灌注采用直升导管法施工，导管在孔位附近先分段组拼，再逐段起吊，在孔口拼装，沉入钻孔内，导管吊入下沉时，应保持位置居中，防止卡入钢筋笼碰撞孔壁；

2）砼配合比在浇筑前先进行室内试验，并报监理工程师审批，确保现场施工时砼合格率为100%；

3）砼从拌和系统出料后，采用工程车运输至浇筑桩附近，通过料斗导管直接送入桩孔内；

4）为了有效地保证混凝土质量，在桩顶设计标高以上加灌不小于0.5m高度的砼，在桩承台混凝土浇筑前凿除；护筒则采取吊机拔出地面周转使用。

7 结论

本文结合灞河特大桥的工程实例，探讨钻孔灌注桩施工过程，钻孔灌注桩作为建筑物的基础结构形式，以其适应性强、承载力大、施工简便、成本适中的特点，其可广泛应用到公路桥梁及其它工程领域中。

参考文献

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