高速公路大桥桩基础施工技术要点

夏俊宝

（湖北省兴山县国土资源局，湖北 兴山 443700）

随着我国改革开放的深入，社会经济的发展，工业化和都市化程度的提高，地面空间显得越来越紧张，为了充分利用国土资源，人们不得不将眼光投向高层空间和地下空间。

本文是通过对桥梁工程地质条件分析，参考工程地质勘察报告，拟定出了太吉河丹江大桥桩基础施工方案。

1 桩型的选取

建筑桥基常用的桩型有预制桩与钢管桩，还有最常用的钻孔灌注桩型。

因为建桥地区的地质条件决定了桩型，地下用很厚的卵石层存在，无论是用预制桩还是用钢管桩型都无法施工(压不下去)，而且对钢管桩来说还要较高的造价。

所以钻孔灌注桩是最优选择，它能通过简单的施工工艺和便宜的造价达到很好的工程效果.目前，钻孔灌注桩施工技术已在我们国家运用得相当成熟了。

2 太吉河大桥施工方法和要求

2.1 钻机类型的选择

本区场地地层比较复杂,有卵石层，圆砾及砂质板岩。由于卵石粒径大。钻进时容易坍孔，因此选用能很好的对付大卵石和孔壁稳定性较好的冲击钻进方法。钻机类型选CZ-50，规程参数为1.2m，冲击频率为36～38次/分，锤重2000～2500 公斤。

2.2 钻孔施工工艺

2.2.1 埋设护筒

钻孔前应在测定的桩位，准确埋设护筒，护筒定位时应先对桩位进行复核。然后以桩位为中心定出相互垂直的十字控制桩，使十字中心与桩位中心一致，用以固定钻孔位置；隔离地面水；提高井内水头以增大井内的静水压力；稳定孔口土壤和保护孔壁不坍以利钻孔工作进行。

护筒内径应比桩径稍大，一般大于设计桩径15～20cm；护筒在构造上必须坚固、耐用、轻便、不漏水；护筒埋入土中深度，在砂土中不宜小于1m，在黏性土中不宜小于0.5m。护筒内的水位应高于地下水位1.0～1.5m，护筒顶面必须高出地面施工水位，筒底要穿透冻层；护筒就位后，用黏土分层夯填牢固，填土时每20cm 一层对称夯打。在分层夯实时要检查护筒底中心位置和垂直度，发现偏差立即纠正。

2.2.2 钻机就位

护筒埋好经检验位置无误后，将钻机就位，钻机就位要保证平正稳固，确保施工不发生倾斜、移动。为准确控制成孔深度，在桩架上应设置控制深度的标尺，以便在施工中进行观测记录。钻标卡孔与护筒中心必须在一根竖直线上，以保证钻孔的竖直方向。

孔口周围必须有良好的排水系统，确保钻机处地面不受水浸泡，以维持机身平稳，确保桩位准确。

2.3 泥浆制拌

在砂性土层或砂卵石层河床中钻孔，必须用泥浆护壁。泥浆护壁使用的黏土，一般要求塑性指数大于17，泥浆比重采用1.1～1.25。

开钻前，要准备足够数量的泥浆，泥浆稠度和用量应随土质的不同而增减，一般黏土质不用；砂质土少用；粗砂、砂卵石多用。在钻孔旁作好泥浆拌和池，并调制和储备足够的泥浆，再开始进行钻孔作业。

2.4 钻孔作业

钻机就位后检查试车，开始下钻时要特别注意，要确保钻尖对准桩尖后，再开始往护筒内加泥浆，开始施钻。

在钻进过程中要使速度均匀，不得突然加快；要经常检查钻头最大直径有无变动，是否符合设计孔径；要检查钻机有无位移、倾斜现象；要检查护筒位置有无变动或漏水现象；检查水头高度和泥浆稠度是否合格。

钻进过程中，必须测记钻孔深度和通过的土层。要根据土层的变化，调配泥浆比重。

钻孔周围地面不得堆放重物和杂物，要保持孔口附近排水良好，场地干燥。施钻过程中应随时检查护筒四周填土变化。

成孔后，用孔规检查孔径及孔深，看是否满足设计要求。钻孔工作应连续进行，一次成孔，不宜中途停顿。钻进大直径桩孔时，根据设备性能，也可采用分径成孔的办法。

2.5 清孔

清孔是灌注桩施工中关键的一项工序，钻孔达到设计深度后应尽量把孔底沉渣清除，以免影响桩端承载能力，应认真做好此项工作。

常采用的清孔方法及特点：

抽浆清孔法。这种方法使用的机具一般为空气吸泥机、水利吸泥机和真空吸泥泵或反循环钻机。其特点是使用设备不多，清孔彻底，速度快，并可在吊放钢筋笼和下入浇筑混凝土的导管以后清孔。适用于各种钻孔方法，但应注意抽渣过久易引起塌孔。

换浆清孔法。使用机具一般为正循环机。适用于正循环回转和水冲锥钻孔时，不需添加专用设备，但清孔速度较慢。

掏渣清孔法。这种方法一般采用大锅锥或抽渣筒。其特点是用于冲击、冲抓和锅锥钻进时，增加设备少，操作简单，清孔时间长，质量不易保证。

喷射清孔法。使用机具一般采用射水(风)管等。其特点为配合其他清孔方法使用。在浇混凝土之前，用风压力和水冲管冲射水底，使沉淀物悬浮，随后立即浇筑混凝土。冲射时间一般为3～5min，压力大于孔底泥浆压力0.5MPa。需要注意的是，清孔时可将高压胶管与空气吹吸管接好吊进孔底，喷出口弯管应高出水面，必要时可插入吹气管直到孔底，用气流扰动渣浆和清扫孔底，在开动空压机吸取泥浆时，要开动水泵向孔内注入泥浆或清水，随时注意保持孔内浆面高度，以保持孔壁的稳定。

2.6 灌注水下混凝土

导管法施工是钻孔灌注桩较为常见的一种混凝土灌注施工方法。

导管直径一般选用25～30cm，内壁光滑，内径一致，接口紧密不漏水。每次使用前要进行拼装和试压。导管内要安装止水球或用其他方法代替。

调试后的导管表面要标出刻度，一般以0.5m 为单位，并注明导管全长尺寸，以使灌注混凝土时掌握导管提升高度和埋深。

导管吊入钻孔中的深度应使导管下口与钻孔底留有30～40cm的距离，以便灌注时木球能冲出导管。

导管上的漏斗箱内容积应大于孔底1.3～1.5m 深的体积，而且开始灌时要连续补足漏斗箱内混凝土，以确保混凝土冲击下落到孔底后向上返，并将导管埋入1m 以上。

混凝土的配合比是关键，因此为保证灌注质量要采用商品混凝土，强度等级要比设计要求提高一个等级，坍落度在16～22cm 为宜。选用商品混凝土可以保证开始灌注时混凝土的最小储备量。首批砼要足量，保证初次导管埋深不小于1m，首批砼计算如下：

V≥∏d2h1+∏D2（H1+H2）/4

V-灌注首批砼所需数量（m3）

D-桩孔直径

H1-桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m

H2-导管初次埋置深度（m）

D-导管内径

h1-桩内砼达到埋置深度H2时，导管内砼柱平衡导管外压力所需高度（m）浇注时要做好孔深和导管在混凝土中的埋置深度的测量记录，确保导管埋深在1m 以上，且埋深不影响导管提升。

灌注过程中，要保持导管位置居中。混凝土必须连续浇注，并掌握边灌注混凝土边提升和拆除导管，使混凝土经常处于流动状态。混凝土灌注到桩孔上部5m 以内时，可不再提升导管，直到应灌注的标高后，一次拔出。灌注混凝土顶面应高于设计标高0.5～0.8m，待混凝土终凝后，再凿去设计标高以上部分。灌注时要填写记录，并每灌一棵桩留取3 组以上混凝土抗压强度试块。在浇筑混凝土时，最忌讳断桩。所以，在浇筑过程中，一定要控制好各项指标。

由于灌注桩基的特殊性和隐蔽性，其质量主要依靠施工过程中的控制，通过质量的检测和补救措施很难达到设计要求。因此，工程施工人员必须全面详细地熟悉整个施工工艺流程，在施工过程中严格按照施工规范施工，从而达到设计要求，满足上部结构的荷载需要，为整个工程项目做基础准备工作。

[1]《公路桥涵施工技术规范》TJ41-79).

[2]《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94).

[3]《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002).

[4]第四版《工程地质手册》.