摘要：橋梁施工中鉆孔灌注樁施工受地質(zhì)條件影響大，為保證施工質(zhì)量，必須制定好適合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件的施工方案和設(shè)備選型，加強(qiáng)施工過(guò)程控制，保證鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量達(dá)到要求。特別是高鐵設(shè)計(jì)中以橋代路的大背景下，橋隧比例大約占據(jù)線路總長(zhǎng)的80%～95%，長(zhǎng)大橋梁的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn)。為提高橋梁樁基效率、降低施工成本、減少環(huán)境污染，旋挖鉆孔灌注施工工藝已經(jīng)得到普及。旋挖鉆機(jī)以其安裝簡(jiǎn)單，鉆頭拆卸方便，機(jī)械化程度高，成孔速度快、對(duì)環(huán)境影響小是旋挖鉆施工的最大特點(diǎn)。但在砂層地質(zhì)及地下水豐富地段施工難度大，就非常容易造成塌孔；硬質(zhì)巖層地質(zhì)施工效率低，對(duì)鉆頭磨損嚴(yán)重，施工成本高。

關(guān)鍵詞：旋挖鉆；護(hù)筒跟進(jìn)；鉆孔灌注樁；質(zhì)量控制

1橋梁鉆孔灌注樁的施工特點(diǎn)

橋梁鉆孔灌注樁施工經(jīng)常會(huì)遇到因地質(zhì)條件復(fù)雜引起的施工困難、質(zhì)量不容易保證等問(wèn)題，如地質(zhì)不穩(wěn)定、流動(dòng)性大、涌水嚴(yán)重等。為了避免不良地質(zhì)環(huán)境對(duì)鐵路橋梁建設(shè)的影響，只能改變施工工藝，采用輔助措施來(lái)彌補(bǔ)地質(zhì)環(huán)境帶來(lái)的不足，如調(diào)整泥漿比重、改變?cè)鞚{方法、選用合適的造漿材料、采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)等措施，從而提高橋梁樁基成樁質(zhì)量。鉆孔灌注樁施工根據(jù)不同的地質(zhì)環(huán)境情況、施工進(jìn)度要求、施工質(zhì)量要求，綜合比選采用合理的鉆孔工藝，而不同的鉆進(jìn)工藝將直接決定鉆機(jī)的設(shè)備選型。

2砂層+砂巖地質(zhì)鉆孔灌注樁施工技術(shù)

太焦鐵路涅河特大橋（DK120+878.37），全橋420根鉆孔樁，橋址區(qū)地質(zhì)復(fù)雜，不良地質(zhì)和特殊地質(zhì)區(qū)多，底層為素填土及堆積砂土；第四系全新統(tǒng)沖積層新黃土、粉土、粉質(zhì)黏土、黏土、粉砂、細(xì)砂、中砂；第四系上更新統(tǒng)坡沖積層粉土、粉質(zhì)黏土、粉砂，第三系上新統(tǒng)黏土、粉質(zhì)黏土、粉砂、細(xì)砂、中砂及膠結(jié)層，下伏三疊系中統(tǒng)二馬營(yíng)組第二亞組砂巖，泥巖，泥質(zhì)砂巖。橋址區(qū)地下水位豐富，水位埋深0.7m～4m。

針對(duì)本橋地質(zhì)顯示3.8m～10 m均為不同類別的砂層，砂層底部為砂巖地質(zhì)，地下水深度為3.5m。正式施工前，需選用不同的鉆孔工藝進(jìn)行方案比選，進(jìn)行試鉆施工。

對(duì)于砂層地質(zhì)，常規(guī)鉆孔樁護(hù)壁主要依靠泥漿與地下水壓力差在孔壁上形成泥皮，形成護(hù)壁的作用。優(yōu)先考慮沖擊鉆放工，能夠?qū)⒉糠謽缎就翑D壓到外部，對(duì)既有地層起到擠密加固作用，正循環(huán)造漿有利于泥漿護(hù)壁的形成。但沖擊鉆鉆進(jìn)施工進(jìn)度慢，對(duì)富水流砂層施工效率極低，相對(duì)而言，該設(shè)備更適用于堅(jiān)硬巖層鉆孔施工。我們經(jīng)分析采用沖擊鉆鉆進(jìn)，因地層流砂層過(guò)厚，切地下水位高，成孔困難，清孔及灌注過(guò)程很容易產(chǎn)生塌孔，施工鉆進(jìn)速度慢，現(xiàn)場(chǎng)用電負(fù)荷大問(wèn)題等諸多困難因素，綜合以上因素，采用旋挖鉆施工成孔。但如采用常規(guī)方法旋挖鉆很難成孔，只能通過(guò)加長(zhǎng)護(hù)筒以作護(hù)壁的方法。我部經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，首先采用旋挖鉆，干作業(yè)鉆進(jìn)。針對(duì)流砂層地質(zhì)，采用長(zhǎng)護(hù)筒埋深4m，造泥漿濕作業(yè)施工鉆孔，鉆進(jìn)到6m時(shí)塌孔，回填后采用打拔機(jī)振沉6m再接長(zhǎng)6m長(zhǎng)護(hù)筒穿透砂層，使長(zhǎng)護(hù)筒鑲嵌泥質(zhì)砂巖下30cm，阻斷砂巖上地下水回流攜帶流沙進(jìn)入孔內(nèi)，割斷高出地面1m部分，干作業(yè)成孔。由于部份樁基砂層下砂巖存在膠結(jié)層及斜巖情況，且砂巖強(qiáng)度高（≥800KPa），護(hù)筒很難鑲嵌進(jìn)砂巖，達(dá)到完全隔斷地下水的效果，造成干作業(yè)成孔后由護(hù)筒底部向孔內(nèi)回流大量泥沙，現(xiàn)場(chǎng)改用振沉12m長(zhǎng)護(hù)筒鑲嵌到泥質(zhì)砂巖，造漿濕作業(yè)成孔。水下灌注混凝土后因護(hù)筒埋深過(guò)深采用吊車配合打拔機(jī)拔出鋼護(hù)筒。

3旋挖鉆施工砂層、砂巖地質(zhì)鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的施工重點(diǎn)

3.1旋挖鉆孔施工技術(shù)要點(diǎn)

樁孔施工流程：測(cè)量放樣、埋置護(hù)筒、長(zhǎng)護(hù)筒振動(dòng)下沉、制備泥漿、開(kāi)鉆制孔等。正式施工前需對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行清理和平整，確保施工場(chǎng)地的穩(wěn)定性和空曠，不影響施工過(guò)程中設(shè)備的正常作業(yè)。樁位的測(cè)量放樣工序中，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定樁位點(diǎn)，在不影響設(shè)備作業(yè)前提下確保護(hù)樁不被損壞；埋置護(hù)筒時(shí)，護(hù)筒中心偏移<5cm，傾斜度<1%，規(guī)格是內(nèi)徑>樁徑的0.2～0.4m，依據(jù)設(shè)計(jì)砂巖頂面標(biāo)高與地面標(biāo)高的高差增加1m，確定護(hù)筒長(zhǎng)度；采用打拔機(jī)振動(dòng)下沉護(hù)筒；制備泥漿時(shí)，對(duì)于特殊地質(zhì)情況結(jié)合實(shí)際合理調(diào)整加大泥漿比重到1.3，使泥漿適用于砂層與砂巖不同地質(zhì)；開(kāi)始鉆孔前認(rèn)真檢查鉆機(jī)鉆頭位置，確認(rèn)與樁中心處于一條豎直線上，允許偏差<20mm；正式開(kāi)鉆時(shí)采用低速鉆進(jìn)，結(jié)合實(shí)際土壤地質(zhì)情況選擇合理鉆進(jìn)方式和鉆速，鉆進(jìn)到護(hù)筒底部時(shí)，需適當(dāng)減速，還應(yīng)適當(dāng)增大泥漿比重。鉆孔深度達(dá)到設(shè)定數(shù)值時(shí)，提離鉆頭5～10cm勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，使泥漿無(wú)渣滓后停止鉆機(jī)，檢查鉆孔。

3.2鋼筋籠制作安裝技術(shù)要點(diǎn)

鋼筋籠的制作過(guò)程嚴(yán)格按照《鐵路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中設(shè)定的鋼筋籠制備誤差進(jìn)行，在廠區(qū)集中加工。吊筋焊接前，需反復(fù)檢查吊筋長(zhǎng)度是否需求，核查鋼筋籠中心和樁中心偏差是否小于20mm，確保骨架頂端高度偏差在±20mm內(nèi)。為避免鋼筋籠損壞孔壁，在四周每2m設(shè)置墊塊四個(gè)墊塊來(lái)緩解鋼筋籠對(duì)孔壁的損壞程度及使鋼筋籠保護(hù)層更勻稱。

3.3成孔后清空

鉆孔樁清空作為鉆孔灌注樁質(zhì)量控制關(guān)鍵控制項(xiàng)作用要嚴(yán)格控制，因地質(zhì)原因，砂層與砂巖之間通常有膠結(jié)層，當(dāng)跟進(jìn)長(zhǎng)護(hù)筒穿透砂層很難穿透膠結(jié)層，造漿施工對(duì)于保證砂巖頂部膠結(jié)層成孔起到至關(guān)重要的作用，但灌注樁基前需按規(guī)范將泥漿比重降到1.1以內(nèi)，保證灌注順利進(jìn)行。

3.4水下混凝土灌注施工技術(shù)要點(diǎn)

為充分保障成樁的質(zhì)量，在進(jìn)行水下混凝土灌注施工時(shí)，需先對(duì)導(dǎo)管開(kāi)展承載壓力和接頭抗拉力的水下試驗(yàn)，保證選用的200～300mm的鋼導(dǎo)管符合技術(shù)要求，牢固、可靠性達(dá)標(biāo)。實(shí)際混凝土灌注過(guò)程中，要嚴(yán)格控制鉆孔底與導(dǎo)管底距離（30～40cm），導(dǎo)管埋設(shè)深度為2～6m，并實(shí)時(shí)用測(cè)繩進(jìn)行混凝土面深度測(cè)量，確保及時(shí)、精準(zhǔn)地修正導(dǎo)管的埋設(shè)深度。此外，當(dāng)灌注高度快要達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，為防止導(dǎo)管內(nèi)外壓差太小引起混凝土上升艱難，實(shí)際施工中可通過(guò)向孔內(nèi)加水進(jìn)行泥漿稀釋，排除多余沉淀泥漿等方法來(lái)保證混凝土灌注施工的正常作業(yè)。

4砂層+砂巖地質(zhì)長(zhǎng)護(hù)筒跟進(jìn)，旋挖鉆成孔，過(guò)程常見(jiàn)問(wèn)題、原因及控制措施

4.1長(zhǎng)護(hù)筒跟進(jìn)施工時(shí)要密切灌注護(hù)筒垂直度，及時(shí)矯正。

1）成孔后孔內(nèi)沉渣明顯，且使用旋挖鉆不能清除，說(shuō)明長(zhǎng)護(hù)筒振動(dòng)下沉?xí)r底部未能完全穿透砂層，達(dá)到膠結(jié)層及巖層；未被鋼護(hù)筒保護(hù)處，砂層塌入孔內(nèi)，需及時(shí)進(jìn)行護(hù)筒跟進(jìn)，使護(hù)筒底部嵌入膠結(jié)層，封閉砂層。

2）為確保樁頭混凝土的灌注質(zhì)量，混凝土灌注高度控制應(yīng)考慮護(hù)筒鋼材體積，鉆孔過(guò)程中護(hù)筒背后流砂外流形成的脫空，拔除護(hù)筒后必然導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生大量沉落，在灌筑樁基混凝土?xí)r必須計(jì)算準(zhǔn)確，使護(hù)筒拔除后混凝土超過(guò)設(shè)計(jì)值1m左右。

3）混凝土灌注完成后，鋼護(hù)筒拔除應(yīng)緩慢進(jìn)行，保證樁身混凝土完整。

4.2鋼筋籠上浮原因

1）鋼筋籠初置位置不合適；

2）混凝土流動(dòng)性太小且導(dǎo)管埋設(shè)太深造成混凝土將鋼筋籠頂托；

3）導(dǎo)管上提太猛，造成混凝土沉降太快，產(chǎn)生瞬間反沖力使得鋼筋籠上?。?/p>

4）鋼筋籠質(zhì)量差且吊裝不合理引發(fā)變形等。

結(jié)合分析原因，采取相應(yīng)的質(zhì)量控制措施：嚴(yán)格保證鋼筋籠放置初始位置無(wú)偏差且與孔牢固固定；為控制混凝土注入鋼筋籠時(shí)的流動(dòng)性，可以適當(dāng)增添緩凝劑或降低混凝土澆灌周期；對(duì)于反沖力引起的上浮，需認(rèn)真計(jì)算導(dǎo)管埋設(shè)深度及混凝土面高，結(jié)合實(shí)際情況實(shí)時(shí)控制混凝土澆灌，提升導(dǎo)管時(shí)要緩慢進(jìn)行。對(duì)于鋼筋籠的制備精度要嚴(yán)格把控，安放鋼筋籠時(shí)要嚴(yán)格控制豎向垂直度，偏差控制在允許范圍內(nèi)才可進(jìn)行吊放。

結(jié)束語(yǔ)：在鐵路橋梁施工過(guò)程中，上部厚覆砂層，下部為砂巖地質(zhì)的鉆孔灌注樁施工，使用旋挖鉆鉆孔，長(zhǎng)護(hù)筒跟進(jìn)，拔除護(hù)筒的工程實(shí)踐中，有效的防止砂層塌孔帶來(lái)的樁基質(zhì)量問(wèn)題，采用旋挖鉆施工，保證了工期，經(jīng)樁基質(zhì)量檢測(cè)均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

參考文獻(xiàn)：

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[2]高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)規(guī)程.中國(guó)鐵路總公司，2015-02-16.

[3]鐵路橋梁鉆孔樁施工技術(shù)規(guī)程.中國(guó)鐵路總公司，2015-02-16.

作者簡(jiǎn)介：尹森（1977年10月9日）山西太原、工程師、中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司030024