浅谈厦深铁路韩江特大桥钻孔桩施工

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摘 要：本文结合新建厦深铁路（广东段）4标韩江特大桥的施工实践，就特大桥钻孔桩施工的关键工序及其技术控制进行了简要阐述。

关键词：特大桥；钻孔桩施工；技术控制。

由中国铁建十九局集团第二工程有限公司四工区承建的厦深铁路（广东段）4标韩江特大桥　（DK197+445.48～DK200+461.58）工程，线路全长3.016Km，位于潮安县龙湖镇及江东镇管区内。主要施工内容为：桩基础、承台、墩身、墩帽等下部结构及管段内现浇连续梁。

一、工程概况

1、地形、地貌、地质特征

厦深铁路韩江特大桥属于潮汕平原区，海拔一般在0.5～15米之间，地势平坦，相对高差1～3米。堆积平原区为冲积、海积或混合型成因，岩性以淤泥、淤泥质黏性土、黏土、粉质黏土、粉细纱、中粗砂、卵砾石为主。具有高压缩性和欠固结性、低承载力等特点，土层工程地质条件差。

2、气象特征

沿线属南亚热带海洋性季风气候。年平均气温在21～23　℃之间。沿线冬春季风风向主要为北东东向，每年5～10月常有台风，风力在8级以上。

沿线地区年平均降水量在1300～2100毫米之间，地区差别颇大，降水量的年内分配很不均匀，主要集中在汛期4～9月，占全年降水量的81.7％。降雨特点是春夏以峰面雨为主，7～9月多台风雨。

3、地震

结合本段工程地质与水文地质条件及工程设置的实际情况，本区段地震动峰值加速度值采用0.2g，相当于地震基本烈度八度。

4、水文地质特征

韩江特大桥西溪段横跨西溪，常水位3.2m，河宽750m；2007年该区域最高水位8m，最低水位2.3m。

二、钻孔桩施工

经过对地质情况进行充分分析研究后，桩基础采用回旋钻机和旋挖钻机钻孔。水中钻孔灌注桩钢平台方式。灌注水下混凝土采用导管法灌注，导管直径为250mm。混凝土由搅拌站统一供应，砼运输车运至施工现场。

1、施工准备

（1）地质核查

在施工过程中，要核对实际地质是否与设计资料相符，若地质资料与设计图不符，及时与设计单位联系并修改设计。

（2）钻孔平台及护筒的埋设

人工配合机械平整出钻孔平台，以便钻机安装和移位，水中钻孔平台施工采用钢平台方法。陆上采用在两墩之间就地安排泥浆池、沉淀池，沉淀池的容积满足两个孔以上排渣量的需要。

根据钻孔的地质资料，陆上护筒直径比钻孔直径大30cm，陆上护筒的长度采用4m，厚度采用12mm钢板制作，为确保钻孔时不塌孔，护筒埋设时，　周围用黏土填筑并夯实，严防护筒倾斜、漏水、变形。护筒顶面标高比施工作业面高0.5m。

水中墩的钻孔工作平台分别为18×24（344#～351#墩）、为21×26m（352#～354#墩）两种形式。基础形式为打入钢管桩，钢管桩外径为600m，壁厚为10mm。纵向4排，每排3根。桩顶采用贝雷片桁梁作为承重梁，沿平台纵向按1.5m～2m间距摆放17片贝雷梁，每片梁分别由6或7片贝雷片组合而成。为均匀分布车辆荷载，在承重梁上横向密排I25工字钢做为分配梁，间距40cm；平台两侧各4m采用10mm厚钢板做为桥面板，其它采用2cm厚木板做为桥面板，且避开钢护筒位置。桩位留孔尺寸为2×2m。

根据钻孔的地质资料，水上护筒直径比钻孔直径大30cm，钢护筒厚度采用14mm钢板制作，护筒埋深要穿过淤泥层，护筒长度采用25m。采用振动锤进行下沉施工。

（3）钢筋笼制作

钢筋笼半成品均在钢筋加工车间内制作，仅在现场进行笼体对接。

按照设计图纸及施工规范要求进行钢筋笼的制作，并在钢筋笼周围对称焊接耳筋，保证钢筋笼有足够的保护层，并在顶节钢筋笼上焊接4根加长钢筋，以备固定钢筋笼。钢筋笼的绑扎及焊接工艺，施工中严格按设计要求、施工指南及施工规范执行。

（4）泥浆制作

泥浆原料选用优质粘土，为了保证泥浆的粘度和胶体率，可在泥浆中投入适量的外掺剂，掺量根据试验和外掺剂的特性确定。泥浆指标：泥浆比重砂黏土、大漂石、卵石层钻孔时选1.1～1.3，岩石为1.1～1.2；黏度：一般地层16～22s，松散地层19～28s；含砂率新制泥浆不大于4%；胶体率不小于95%；ph值大于6.5。

（5）泥浆的排放处理

泥浆池设在征地界内两墩之间。钻孔时上层泥浆可重复利用，钻孔沉碴则用汽车运至当地环保部门制指定地点，妥善处理。

2、钻机成孔

钻孔作业主要包括钻机选型、钻机定位、钻进、清孔、验孔等过程。

本桥采用回旋钻及旋挖钻成孔。钻机就位前所有零部件须检查及整修，钻头直径必须满足钻孔要求，钻机底座平整牢固，钻机安装稳定可靠。开钻前钻头准确对中，偏差满足设计和规范要求，控制在5cm以内。。

开钻时采用低转速变进程原则，确保成孔质量，水中桩总钻进量大，是主要控制桥梁下部结构工期的关键，确保成孔率100%，钻进过程中要勤排渣清孔，加快钻进速度。护筒底口位置回填优质粘土，以促使护筒底口形成“硬壳”，避免漏浆。

3、第一次清孔

终孔检查后，如孔深不小于设计孔深且孔斜率小于1%，迅速清孔，清孔方法采用换浆法。清孔达到的标准：孔内排出的泥浆用手摸无2～3mm　颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度17～20s；沉渣厚度：柱桩不大于5cm；摩擦桩不大于10cm。

4、吊放钢筋笼与超声波检测管

钢筋笼在钢筋加工厂制作成半成品，运到现场，清孔后分节绑扎，将钻具提出孔外，测量孔深、孔径及垂直度，并作好记录。可利用钻架及时吊放钢筋笼也可移开钻机用吊车放钢筋笼。笼体对接采用单面搭接焊。

按图纸及规范要求，桩基础内要预埋超声波检测钢管。桩径Φ1.25m的桩要预埋3根检测管，桩径Φ1.5m的桩要预埋4根检测管，检测管沿桩身箍筋内侧等间距布设，并焊于加强骨架上，检测管长度为桩长加350mm，检测管高于设计桩头300mm。在上下两节对接时，做到钢筋笼与钢管同时连接好。钢管相连采用焊接。注意将接头位置定在两个加强箍筋之间，这样现场容易操作，而且在上下端头部均用钢板焊好保证密封，上端的钢板须后焊，在浇筑混凝土前向管内注满水（洁净）以免所浇混凝土进入声测管影响检测。

5、导管安装

导管用Φ200～300mm无缝钢管制作，内壁光滑、圆顺、内径一致，接口严密。导管管节长度，中间节宜为2.0m等长，底节可为4.0m，配1～2节长0.5～1.5m短管。使用前对导管进行试拼和试压，导管组装后轴线偏差，不宜超过钻孔深的0.5%并不宜大于10cm；试压压力宜为孔底静水压力的1.5倍。导管安装后，其底部距孔底留250～400mm的空间。砼浇筑支架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置砼漏斗。

6、第二次清孔

第一次清孔达到要求后，由于安放钢筋笼及导管，这段时间内，孔底又会产生沉渣，所以钢筋笼及导管就位后，利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管置换沉渣。复测沉渣厚度，符合要求后立即灌注水下混凝土。

7、灌注混凝土

（1）安装导管时使其置放孔中，轴线顺直，平稳沉放。导管上口设漏斗和储料斗，下口距孔底约0.4m。

（2）灌注水下混凝土，在导管内设置橡皮球，封底时在导管上方设置料斗，料斗容量要能满足最大桩径封底混凝土用量。封底砼量按下式计算：最小封底量（m3）=HπD2/4+πd2/4（γ1H1-γ2H2）

（3）灌注开始后，必须一次灌注完成，严禁中途停灌。

（4）为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距离钢筋骨架底部1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上时，即可恢复正常灌注速度。

（5）导管提升时，要保持位置居中，提升后保持导管埋深在1～3m范围。

（6）桩顶灌注标高比设计标高超灌1m以上，多余部分接桩前必须凿除清理，清理后的桩头无松散层。

8、桩基检测

根据设计要求，委托有资质的单位，在监理工程师在场的情况下，对桩的完整性采用超声波无破损法进行检测；并按要求进行静载抗压试验或全长钻孔取样试验。

三、结束语

通过对以上关键施工工序进行了严格的技术控制，厦深铁路（广东段）4标韩江特大桥　（DK197+445.48～DK200+461.58）段的钻孔桩施工合格率100%，完全满足设计要求。