鉆孔灌注樁施工技術在鐵路橋工程中的應用

寧冰冰

(中鐵十九局集團 第二工程有限公司，遼寧 遼陽 111000)

1 工程概況

某新建鐵路工程建設標段全長122.45km，施工內容包含路基、橋涵、軌道、通信、信號、信息、電力、房屋、其他運營及生產設備及建筑物工程、大臨及過渡工程等工程，專業(yè)類型多，工序銜接緊密；包含一座特大橋 （62+132+62）m連續(xù)梁拱、兩座高速公路特大橋1-80m鋼桁梁、654孔簡支T梁制運架、軟土地基復合樁基礎施工、石灰改良土路拌施工等重點工程。

橋梁工程總體上以鋪架為主線進行施工順序、資源配置和工期安排。根據(jù)全標段橋梁分布和工期要求，全標段設1個制梁場、1個鋪架基地，投入1套TJ165型鋪架設備，所有T梁采取工廠化集中預制；對于作業(yè)周期易控制的一般結構橋梁基礎和墩身，采用多作業(yè)面組織平行流水的方式進行樁基、承臺和墩身施工，先架方向先期開工；橋面系以獨立橋梁為單元組織施工；鉆孔灌注樁施工優(yōu)選旋挖鉆機，水中鉆孔灌注樁采用筑島或鋼板樁圍堰方式施工。

2 鉆孔灌注樁基礎施工技術

鉆孔灌注樁采用旋挖鉆、反循環(huán)回轉鉆成孔，地質條件好的非嵌巖樁采用旋挖鉆成孔，液化地層采用全鋼護筒施工。成孔后采用換漿法清孔。鋼筋籠長小于15m時整節(jié)制作，超過15m時分節(jié)制作，吊車起吊安裝就位。水下混凝土澆筑采用混凝土罐車運輸，導管法澆筑水下混凝土。人工風鎬破樁頭或靜態(tài)爆破截除樁頭。

2.1 施工工藝流程

施工技術準備→護筒的制作與埋設施工→鉆機的就位與校正→泥漿制作與循環(huán)→成孔施工→清孔施工→鋼筋籠的制作與安裝→安放導管與漏斗施工→沉渣厚度檢查 （二次清孔）→混凝土灌注施工→截樁頭→樁基質量檢測→上部施工。

2.2 施工技術準備

施工前先對橋址處的場地進行平整，并根據(jù)地表、地質情況進行處理，防止鉆孔過程中鉆機失穩(wěn)，發(fā)生安全事故，影響工程質量。鉆孔前必須對各樁坐標認真核對，確認無誤后方可施鉆。

2.3 護筒的制作與埋設施工

鉆孔灌注樁護筒采用δ=6mm厚鋼板制作，一般地質為2.0m高，直徑為設計樁徑＋0.4m，護筒埋設高出地面40cm。護筒長度根據(jù)地質情況確定。在液化地層和流沙地層采用全鋼護筒法成孔。

2.4 泥漿制作與循環(huán)

泥漿制作關鍵在于選擇粘土，必要時選水化快、造漿強、粘度大的膨潤土。泥漿的性能與指標須符合下述技術要求：在砂粘土層，比重不大于1.1；粘土粘度為17-20s；含砂率小于2%；膠體率大于95%；pH值大于6.5，泥漿須充分拌制均勻備用。

泥漿循環(huán)系統(tǒng)一般兩個橋墩鉆孔共用一套。泥漿循環(huán)池設在兩墩之間，征地紅線以內，由制漿池、泥漿分離器、沉淀池和泥漿池組成。施工時用不透水性土就地圍筑、編織袋圍堰防護。施工完畢后拆除，運至指定棄土場所，避免泥漿對現(xiàn)場的污染及棄碴對河道的阻塞。

2.5 成孔施工

2.5.1 鉆孔順序

鉆機鉆孔時盡量安排兩相鄰樁跳開施工，確實無法錯開時，則要等到相鄰鉆孔灌注樁混凝土強度達到2.5MPa以上后方可施鉆，避免擾動相鄰已施工完畢的樁基。

2.5.2 鉆進工藝

鉆機開鉆前，檢查各種機具、設備是否狀態(tài)良好，泥漿制備是否充足，以及水、電管路的暢通情況，確保正常。

開始鉆進時，應控制進尺速度及鉆壓，采用“低壓慢進”的措施，再以正常速度鉆進。鉆孔作業(yè)必須連續(xù)進行，不得中斷。因故必須停鉆時，孔口必須加蓋防護，并且必須把鉆頭提出孔道，以防埋鉆。在鉆進過程中，及時繪制孔位處的地質剖面圖，隨時補充損耗、漏失的泥漿，保證鉆孔中的泥漿濃度，防止發(fā)生坍孔、縮孔等質量事故。

當鉆孔距設計標高1.0m時，注意控制鉆進速度和深度，要防止超鉆，并核實地質資料。鉆孔深度達到設計要求后，對孔深、孔徑和孔形等進行檢查，確認滿足設計要求后，進行清孔。

2.6 清孔施工

（1）當鉆孔深度達到設計要求后，立即進行清孔。采用超聲波側壁探測儀對孔深、孔徑和孔形進行檢查，確認滿足設計要求后，報請監(jiān)理工程師批準，監(jiān)理工程師認可后，立即進行清孔。

（2）清孔采用換漿法進行，即將鉆頭提升20-30cm，低速旋轉，然后注入相對密度和粘度較小的稀泥漿，置換孔內含碴的泥漿，嚴禁采用加深孔底深度的方法代替清孔。

（3）清孔時，將孔底鉆渣及泥砂等沉淀物清除。當抽出的泥漿與換入的泥漿指標相近，而且抽出的泥漿中固體顆粒的粒徑小于0.5mm時可以認為清孔已滿足要求，停止清孔，下放鋼筋籠。

（4）鋼筋籠和導管安放完畢后，灌注水下混凝土前，測量出的沉渣厚度不得大于規(guī)范要求。否則立即進行第二次清孔，第二次清孔利用導管安裝風管，正循環(huán)清孔。直至達到規(guī)范要求。

2.7 鋼筋籠的制作與安裝

（1）鋼筋籠長小于15m時整節(jié)制作，超過15m時分節(jié)制作，吊車起吊安裝就位。水下混凝土澆筑采用混凝土罐車運輸，導管法澆筑水下混凝土。

（2）下放前檢查鋼筋籠垂直度，確保上、下節(jié)鋼筋籠對接時上下節(jié)中心線保持一致。

（3）鋼筋籠安裝到位后及時固定，防止脫落，將鋼筋籠主筋與鋼護筒焊接，防止混凝土灌注過程中鋼筋骨架上浮。

（4）設計預埋檢測管時，采用無縫鋼管，接頭采用套管焊接緊密，底部焊接鋼板封底，檢測管灌滿清水后再把頂部用鋼板焊接緊密。

2.8 混凝土灌注施工

（1）灌注前做好鋼筋籠防浮和防落措施的檢查，沉淀厚度的檢查。首批混凝土應保證導管埋入深度不小于1m。水下混凝土灌注應連續(xù)不斷的進行。

（2）根據(jù)灌注高度進行導管配置，最上面配置幾節(jié)短導管，便于拆除。然后安裝導管，對準孔中心放入，避免提升導管時掛住鋼筋籠。

（3）導管下口離孔底25-40cm為宜，上口與儲料斗相連。

（4）導管安裝后，再次探測孔底沉渣厚度，如沉渣厚度超過設計要求，則進行第二次清孔處理至合格為止。

（5）在水下混凝土灌注過程中，經(jīng)常用測繩探測孔內混凝土面的標高，及時調整埋管深度。埋管深度控制在1m-3m。并防止導管上浮，以免出現(xiàn)斷樁事故。

（6）水下混凝土灌注，連續(xù)有節(jié)奏地進行，中途不得中斷，并盡量縮短拆除導管的間隔時間。當導管內混凝土不滿時，可徐徐灌注，以防產生高壓氣囊壓漏導管。為防止灌注過程中發(fā)生坍孔、縮孔，要保持孔內水頭高度。

（7）鉆孔灌注樁水下灌注完成且混凝土強度達到2.5MPa后，即可拆除護筒。

（8）做好鉆孔灌注樁動測工作及下道工序的施工準備。

2.9 樁基質量檢測

按技術規(guī)范的要求檢查和驗收混凝土的質量，作好原材料及混凝土的取樣及試驗，并經(jīng)監(jiān)理工程師現(xiàn)場見證。

3 結語

橋涵基礎始終圍繞嚴格控制基礎沉降、保證結構耐久性、提高整體剛度和確保既有鐵路、公路、河流安全的原則來選擇施工方法和采取技術措施組織施工。本文所選取的案例中，橋梁樁基礎地質以砂性土質為主，局部存在液化砂土。以旋挖鉆、旋轉鉆機為主力機型成孔，局部液化土質地段采用套筒保護成孔；導管法水下混凝土灌注施工進行處理，在確保工程質量的前提下如期完成了施工任務。

［1］劉晟.清水浦大橋超深鉆孔灌注樁施工[J].公路，2011（4）.

［2］劉九雙.鐵路橋梁鉆孔樁施工技術[J].城市建設理論研究：電子版，2011（13）.

［3］陳永祥.橋梁施工風險評估實用方法及在鉆孔灌注樁施工中的應用[J].黑龍江交通科技，2012（6）.