对软土地基中桥梁深桩基础施工技术的研究

王洪涛

(河北锐驰交通工程咨询有限公司)

0 引言

桥梁施工过程中的钻孔灌注桩工艺，因为这一技术对各种土质的适应性较强，不易出现挤土现象，没有震害，产生的噪音小，桥梁的承载能力高等这些特点，在桥梁的施工过程中获得了建筑施工单位的青睐。桥梁桩基础的施工质量，特别是深桩基础，做为桥梁施工过程中的最为重要的一个环节，稍有不小心，就容易出现建设质量事故，造成施工质量收到影响。使得桥梁工程的使用安全、桥梁工程的造价等会受到一定程度的威胁。

1 本研究涉及的工程概况

本桥梁建设位于我国的南方省某市的快速路上，快速路的总里程为3.6 km，全段有两座特大桥，总长度为3.1 km，共有528根桩基础，其中最深的桩基础达80m，最浅的桩基础为43m，大多数的桩基础的深度为65m以上。工程的全标段地质较差，多位软土层地区，其软土的厚度达到27m，液化类型的砂土深度为10m，桥梁工程的桩基础从上到下，依次穿过软弱土层、黏性土层、中细砂土层、风化的岩石层等。本工程的设计桩基的最终孔达到岩石风化层25m的深度。

2 桥梁桩基础的施工工艺分析

在施工的设计中，该标段桩基础的施工特征是：根桩基础穿越深化软弱层达30m的深度，并且大部分的根桩基础为深桩基础，最长的桩基础达到80m，工程的施工量大，工期较短。因此这就要求施工公司从机械的配置，原材料的配备、施工人员和管理人员等各个方面都要加快工作的效率，严格把好每一道程序。鉴于本桥梁根桩基础的深度大，如果某一桩基础出现质量问题，则需要更多的反攻时间来弥补，影响了后期的盖梁、桥墩、架梁的施工。

2.1 本工程钻机类型的选择

按照本工程施工区的地质状况，以及之前积累的施工经验等，决定在上部的图层上，使用世界上最先进的，旋挖式钻机进行钻探和施工，工程到下面的岩石层使用的是目前世界上先进的冲击钻来进行。

(1)使用旋挖式钻机的分析

选择使用旋挖式钻机有以下三点理由：首先是该钻机能够放在自行移动的履带式安装底盘上面，使得根桩之间的移动容易，需要很短的几分钟时间就能够到位，这就节约了较多的移动时间。其次，该钻机的地盘能够实现伸缩，自动调整等，塔的垂直度、钻机的深度等都能够通过操作板显示出来。自动垂直的钻机以及安装导向杆的钻杆予以导向，提高了钻进的效果。再次，旋挖式钻机的钻进速度快，形成钻孔的时间短，而且可以根据不同的土层来选择合适的钻头进行作业。

(2)冲击钻的使用

当旋挖机钻进至土层和石层的分界处时候，这时把旋挖钻机移动到下一根桩，使用25 t的大型汽车，配合冲击钻到指定的位置，因为旋挖机没有冲击钻在岩石层的速度，而且依照工程的地质状况，必须要先穿越强的风化层，再到较为弱一些的风化层，所穿越的岩石层的厚度较大，所以使用一根桩换机钻孔的方法，有效的保证施工的安全和进度。

2.2 施工场地的平整

根据施工现场的状况，场地的平整性是在软土层地基上施工，使得质量得到保证的条件之一。由于钻机是坐落在软土层地基上面的，在工程的施工过程中，鉴于软土层地基的承载能力不够强，能够造成钻机偏移甚至下沉等情况，从而使得钻桩位偏移。在实际的施工过程当中，桩基的偏位是很严重的，针对这一类地基，应当及时的采取拔出杂草等，根据地质的现实情况，换填大于60cm的石头碎屑进行填压，保证底座和顶端处于平稳的状态。同时，施工的管理人员，要及时的做好排水，防止泄漏等事故的发生。

2.3 钻孔的注意事项

在做钻孔时候，要注意下面几点：首先是要保证在中心距离5m之内的，每一个桩的混凝土浇筑完成24 h后进行钻孔，而且，鉴于工程的根桩深度较大，所以桩的钢丝绳特别要加强，防止断丝现象。其次，开始钻孔时候要控制好进入的尺度，软土层容易出现踏孔的现象，所以要轻轻的往下压，低档慢速进行。再次，当钻到粘土、沙砾风化岩石层的时候，因为这一阶段的土层相比特别硬，可能会造成钻头的跳动情况，容易偏离测好的钻孔或者损坏钻头的现象。因此这个时候要选择低档慢速以及优质合格的泥浆。

2.4 超前钻技术

根据施工现场的地质状况，有个别的钻孔位桩低出现夹层，因此一定要实施超前钻，钻至空位桩径之下的位置，然后依据地质的状况来确定根桩的长度。假如没有发现这个存在的情况，等到检测时候再发现问题，那么处理的时候会变得特别麻烦。

2.5 施工的清孔工作

在成孔工作验收之后，实施第一次的清孔施工。清孔的时候要使用换浆法进行，就是钻孔完成以后，提升冲锤离钻孔底部大约20cm的距离，然后，用相对密度较为低的泥浆进行施压，逐渐的把钻孔里面的密度较大的泥浆和一些钻渣置换出来。在进行清孔的时候，相关的试验者要及时正确的反映孔底内部的情况，以避免加入过多的置换水，造成大量的泥浆沉淀。由于桩基特别深，清孔工作显得更为重要。

2.6 深桩钢筋笼的制造

因为桩基础长度较大，所以在制作钢筋笼时候，除了按照设计图纸进行外，要加强钢筋笼的对接、焊接工作，对准根桩的位置中心，节与节之间使用双面焊接，认真检查，防止漏焊或者焊接不达标的情况，严格控制好焊接的质量，保证设计材料的实际使用效果。

2.7 混凝土的浇灌

本工程的钻孔桩使用的是C25型的混凝土，浇筑之前应使用导管对钻孔的底部予以扰动，以更好的减少泥浆的沉淀量。在进行二次的清孔时候复测孔底的标准高度，检查好泥浆的沉淀厚度，判断准确是否已经做到了浇筑的要求。由于是深桩基础，所以要尽量的减少浇筑的时间，及时的浇筑，保证连续性和一致性。

3 在软土地基上进行深桩基础施工发生的事故与预防

3.1 施工中出现的钻孔缩孔偏斜

导致钻孔缩孔偏斜的主要原因有：首先可能是打桩机的硬化达不到要求;其次是钻的过程中碰到了较大的石块;再次是在存在倾斜度的软硬土层的交界，造成了钻头受力不均;另外可能还有操作不当等原因。预防此类事故的措施有：硬化好钻进的场地;在倾斜度较大的底层钻进时候，要采用减压低速钻入;检查好钻杆街头等。

3.2 施工中的掉钻事故

掉钻事故主要是由于施工的根桩基础深度大，使用的钢丝绳不能很好的满足高强度的工作要求，或者是在钻进的过程中强提硬扭，钻头接触不良等。事故的预防处理原则是：按照钻孔的深度做好钢丝绳的承受能力计算，选择材质好的钢丝绳。在钻孔时候注意安全的操作，可以使用打捞叉、钩等器具。

3.3 桩基夹层和断桩的预防

针对深度较大的根桩基础，由于浇筑的时间较为长，如果混凝土没有实现及时的供应，或者由于坍落度没有很好的控制，都能够造成桩基的混凝土流动性减弱，使得灌注时候翻浆不到位而导致断桩事故;在实施软土层灌注的时候，假如没有控制好泥浆的浓度，可能导致软土层的塌陷事故，使得质量得不到保障。预防事故发生的原则是：合理的处理好施工的安排，尽量要减少在高温的环境下施工，加强搅拌工作，配置充足的运输机械，做好混凝土的监管试验工作。

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