阜锦快速通道伊吗图大桥桩基工程施工技术研究

摘 要：桩基工程是桥梁建设的基础，桩基的质量决定桥梁的质量。以阜锦快速通道伊吗图大桥桩基工程为研究对象，从护筒的制作和埋设、泥浆池的开挖和泥浆比重的控制、钻孔和清孔质量控制、钢筋笼的制作和吊装以及水下混凝土灌注等施工技术角度介绍了伊吗图大桥施工质量控制措施，为桥梁桩基的施工技术提供了参考，具有重要的工程应用价值。

关键词：桥梁；钻孔灌注桩；钢筋笼；混凝土；施工技术

引言

随着公路和铁路建设的迅猛发展，公路、铁路建设的范围不断延伸，这些工程的建设都不可避免的要进行路桥桩基施工[1-2]。桩基工程是桥梁建设的基础，桩基质量的好坏是影响桥梁质量的主要因素之一，如何有效控制桥梁桩基施工质量是业界目前所面临的重要挑战[3-5]。本文从护筒的制作和埋设、泥浆池的开挖和泥浆比重的控制、钻孔和清孔质量控制、钢筋笼的制作和吊装以及水下混凝土灌注等施工技术角度介绍了伊吗图大桥施工质量控制措施，为桥梁桩基的施工技术提供了参考，具有重要的工程应用价值。

1 工程概况

阜锦快速干道为一级公路，设计行车速度80km/h，设计荷载为公路-Ⅰ级， 设计洪水频率：P=1/300；地震荷载：基本地震烈度Ⅵ度，按Ⅶ度设防；桥面纵坡与竖曲线：桥面纵坡0.7%、-2.1%；桥面横坡：行车道双向2.0%；设计基准期：100年；设计安全等级：一级。

伊吗图大桥位于阜新市伊吗图镇，最大冻深1.48m，平均冻深1.11m，全桥长312m，共分14跨，跨径22.6m，下部结构主桥桥墩、过渡墩墩身钢筋混凝土实心墩，引桥墩身为三柱式圆形钢筋混凝土桥墩，桥台为钢筋混凝土肋板式桥台。主桥连续箱梁采用悬臂浇注施工技术，分别设置10套挂篮对称施工；梁采取集中预制、张拉，通过跨墩龙门吊架设，现浇湿接缝。场地工程地质条件为表层至10m范围内为砂层、砾砂，10m至50m范内为风化砂岩层、泥岩层。结合工程地质条件，桩基础采用乌克斯冲击钻机进行钻孔施工，设计桩径为1.2m，设计桩长24.5m。

2 桩基施工方案

桩基施工主要包括平整场地、铺设施工便道、埋设护筒、开挖泥浆池、钻孔、清孔、钢筋笼的制作和安装以及水下混凝土灌注施工等[6]。

2.1 护筒的制做和埋设

采用钢板卷制护筒。护筒埋设视不同地层而定：有回填土形成的施工平台，护筒埋设施工时，将护筒周围0.5～1.0m的范围内的土挖除，夯填粘性土至护筒底0.5m以下，下口应埋入砂粘土内1.0～1.5m处；其余墩位护筒长度不小于2.0m，上口高出孔口地面30cm。护筒埋设好以后，应检查其位置，用红油漆在顶口及内侧标注桩位十字线点号。护筒平面中心偏差须不大于5cm，垂直度不超过1%。

2.2 护壁泥浆及泥浆池

冲击成孔中，泥浆比重宜采用1.2～1.45之间，起到悬浮钻碴、排碴作用。 另外泥浆还可以润滑，冷却钻头，减少钻头阻力和钻头磨损。泥浆的性能指标见下表：

表1 泥浆性能指标表

泥浆池和桩孔之间通过泥浆池及沉淀池使泥浆形成循环，泥浆池及沉淀池的位置、大小因地制宜，施工中尽量让沉淀池的长度大一些（一般不应小于10m），且高出地面30cm为宜。钻进过程中随时捞取泥浆槽、池中的钻碴。

2.3 钻孔[7]

（1）一般要求：钻机就位前，应对场地布置，钻机位置的平整度和密实度等检查和加固，配套设备水电的接通等全面检查落实。钻机安装就位后，底座和顶部应平稳，保证在钻进过程中不产生位移或沉陷。钻机顶部的起吊滑轮缘和桩孔中心二者应在同一铅垂线上，其偏差不得大于2cm

（2）施钻前，应根据地质勘探资料绘制孔位地质剖面图，以便钻进时按不同的地层选用适当的冲程。施钻过程中，必须及时填写钻进记录，交接班时应交代钻进情况及下一班应注意事项。钻孔作业必须分班连续进行；应经常对钻孔泥浆进行实验，不符合要求时，随时改正；应经常注意土层变化，在土层变化处应捞取碴样，判明土层，确定标高，记入记录表中，以便与地质剖面图核对。在钻进过程中，应留取碴样袋，放入数据条（地质、标高、时间等）并拍照，同时通知监理工程师到场核实确认。

2.4 清孔

钻孔达到设计标高，经终孔检查符合要求后，立即进行清孔。清孔的方法应根据设计要求、钻孔方法、机具设备和地质情况而定。

清孔时应注意以下事项：

（1）保持孔内水头，防止坍孔；（2）清孔后，孔底、中、上部泥浆比重应控制在1.03～1.10之间，粘度17～20s，含砂率≤2%，胶体率>98%。（3）孔底沉淀厚度不得大于设计规定；不能用加深孔深的方法代替清孔。

2.5 钢筋骨架安装

钢筋骨架分段制做，在吊装和运输能力许可的条件下尽量少分段，以减少现场焊接工作，加快施工进度。钢筋骨架加工完成后，经人工或机械运至桩位附近，用吊车在平台上起吊入清洗过的钻孔。起吊时，采用双吊点，吊点位置要恰当，一般设在加强箍筋处（吊点处应加焊）。吊入钢筋笼时，应对准孔位轻放、慢放。若遇阻碍，可徐徐起落，并正、反旋转使之下放，防止碰撞孔壁引起坍塌。下放过程中注意拆除加强箍筋的支撑（注意不使支撑掉入孔内）并注意观察孔内水位情况，如发生异样，马上停止，检查是否坍孔。钢筋笼入孔接长用单面搭接焊，并使用相应焊条。焊缝长度应大于10d+20mm，同一主筋上下轴线要在同一直线上。钢筋笼入孔后，要牢固定位，并采取具体措施防止在灌注水下砼过程中上浮。入孔定位标高应准确，允许误差为±3cm，可在上口外圈焊定位筋支撑在护筒壁上。桩身砼灌注完毕、砼初凝后，即解除钢筋笼的固定措施。

2.6 水下混凝土的施工

（1）导管和漏斗

放置好钢筋笼后，将内径为300mm的无缝导管吊入钻孔内。吊入施工时应分段吊入。导管底端距孔底的距离不应小于0.8m，储料斗的容量（即首批混凝土储备量）应使首批灌注下去的混凝土能满足导管初次埋置深度的要求。钻孔灌注桩漏斗和储料斗最小容量可参照公式（1）计算[8]。endprint

（1）

式中：V-首批混凝土所需数量，m3；h1-井孔混凝土面高度达到Hc时，导管内混凝土柱平衡导管外水（或泥浆）压所需要的高度，即h1？芏HWγW/γc，m；HW-井孔内混凝土面以上水或泥浆深度，m；γW-钻孔内水和泥浆容重， 取11kN/m3；γc-混凝土容重，取用24kN/m3；Hc-灌注首批混凝土时所需井孔内混凝土面至孔底的高度，Hc=h2+h3，m；D-井孔直径，m；d-导管直径，m； h2-导管初次埋深深度，h2？芏1.0m；h3-导管底端至钻孔底间隙，约0.4m。

（2） 水下混凝土的灌注

①灌注混凝土表面和导管埋深控制

灌注混凝土时，应探测水面或泥浆面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，以控制沉淀层厚度、埋导管深度和混凝土顶高度。如探测不准，将造成沉淀过厚、导管提漏、埋管过深，因而发生夹层断桩、短桩或导管拔不出事故。

采用测绳系重锤吊入孔中，使之通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面（或表面以下10cm～20cm），根据测绳所示锤的沉入深度作为混凝土的灌注深度。本法完全凭探测者手中所提测锤在接触混凝土顶面以前与接触混凝土顶面以后不同重力的感觉而判断。

②导管埋深控制

灌注混凝土时，导管埋入混凝土的深度一般易控制在2m～6m范围之内，当拌和物内掺有缓凝剂、灌注速度快、导管较坚固，并有足够的起重能力时，可适当加大埋深，但最好也不要大于8m。拔管前需仔细探测混凝土面深度。用测深锤测深时，需由2人用2个测锤测深并相互校对，防止误测。

③水下混凝土的灌注

灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序，应特别注意。钻孔应经成孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。灌注过程中，应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除；为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度，以便灌注结束后将此段混凝土清除。增加的高度，可按孔深、成孔方法和清孔方法确定，一般不宜小于0.5m，长桩不宜小于1.0m。在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减少，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大。如在这种情况下出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。同时灌注混凝土时，应有专门技术人员记录混凝土灌注情况，各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等。每根桩应至少留取三组试件，施加标准养护，进行强度测试，不符合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。

3 结束语

以阜锦快速通道伊吗图大桥桩基工程施工为工程背景， 从护筒的制作和埋设、泥浆池的开挖和泥浆比重的控制、钻孔和清孔质量控制、钢筋笼的制作和吊装以及水下混凝土灌注等施工技术角度介绍了伊吗图大桥施工质量控制措施。为桥梁桩基的施工技术提供了参考，具有重要的工程应用价值。

参考文献

[1]凌贤长，王东升，王志强，等.液化场地桩-土-桥梁结构动力相互作用大型振动台模型试验研究[J].土木工程学报，2004，37（11）：67-72.

[2]凌贤长，王臣，王成.液化场地桩-土-桥梁结构动力相互作用振动台试验模型相似设计方法[J].岩石力学与工程学报，2004，23（3）：450-456.

[3]霍峰森.路桥桩基施工技术探析[J].建筑，2011，（22）：66-67.

[4]《地基处理手册》编写委员会地基处理手册北京：中国建筑工业出版社，2002.

[5]游峰，欧阳钢，彭力军.荆岳长江公路大桥复杂地质基桩钻孔施工关键技术[J].中外公路，2007，（4）：169-172.

[6]述宝.赵鸱鹏.海中球状风化地层大直径超长钻孔桩施工技术[J].桥梁建设，2011，（3）：85-88.

[7]张雄文，管义军，周建华.PHP泥浆在桥梁超长超大直径钻孔灌注桩施工中的应用[J].岩石力学与工程学报，2005，24（14）：2571-2575.

[8]JTG/TF-50，公路桥涵施工技术规范[S].中华人名共和国行业标准，2011.

作者简介：何旭龙（1986-），男，辽宁铁岭人，毕业于辽宁工程技术大学，现工作于辽宁省公路路政管理局。endprint

（1）

式中：V-首批混凝土所需数量，m3；h1-井孔混凝土面高度达到Hc时，导管内混凝土柱平衡导管外水（或泥浆）压所需要的高度，即h1？芏HWγW/γc，m；HW-井孔内混凝土面以上水或泥浆深度，m；γW-钻孔内水和泥浆容重， 取11kN/m3；γc-混凝土容重，取用24kN/m3；Hc-灌注首批混凝土时所需井孔内混凝土面至孔底的高度，Hc=h2+h3，m；D-井孔直径，m；d-导管直径，m； h2-导管初次埋深深度，h2？芏1.0m；h3-导管底端至钻孔底间隙，约0.4m。

（2） 水下混凝土的灌注

①灌注混凝土表面和导管埋深控制

灌注混凝土时，应探测水面或泥浆面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，以控制沉淀层厚度、埋导管深度和混凝土顶高度。如探测不准，将造成沉淀过厚、导管提漏、埋管过深，因而发生夹层断桩、短桩或导管拔不出事故。

采用测绳系重锤吊入孔中，使之通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面（或表面以下10cm～20cm），根据测绳所示锤的沉入深度作为混凝土的灌注深度。本法完全凭探测者手中所提测锤在接触混凝土顶面以前与接触混凝土顶面以后不同重力的感觉而判断。

②导管埋深控制

灌注混凝土时，导管埋入混凝土的深度一般易控制在2m～6m范围之内，当拌和物内掺有缓凝剂、灌注速度快、导管较坚固，并有足够的起重能力时，可适当加大埋深，但最好也不要大于8m。拔管前需仔细探测混凝土面深度。用测深锤测深时，需由2人用2个测锤测深并相互校对，防止误测。

③水下混凝土的灌注

灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序，应特别注意。钻孔应经成孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。灌注过程中，应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除；为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度，以便灌注结束后将此段混凝土清除。增加的高度，可按孔深、成孔方法和清孔方法确定，一般不宜小于0.5m，长桩不宜小于1.0m。在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减少，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大。如在这种情况下出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。同时灌注混凝土时，应有专门技术人员记录混凝土灌注情况，各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等。每根桩应至少留取三组试件，施加标准养护，进行强度测试，不符合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。

3 结束语

以阜锦快速通道伊吗图大桥桩基工程施工为工程背景， 从护筒的制作和埋设、泥浆池的开挖和泥浆比重的控制、钻孔和清孔质量控制、钢筋笼的制作和吊装以及水下混凝土灌注等施工技术角度介绍了伊吗图大桥施工质量控制措施。为桥梁桩基的施工技术提供了参考，具有重要的工程应用价值。

参考文献

[1]凌贤长，王东升，王志强，等.液化场地桩-土-桥梁结构动力相互作用大型振动台模型试验研究[J].土木工程学报，2004，37（11）：67-72.

[2]凌贤长，王臣，王成.液化场地桩-土-桥梁结构动力相互作用振动台试验模型相似设计方法[J].岩石力学与工程学报，2004，23（3）：450-456.

[3]霍峰森.路桥桩基施工技术探析[J].建筑，2011，（22）：66-67.

[4]《地基处理手册》编写委员会地基处理手册北京：中国建筑工业出版社，2002.

[5]游峰，欧阳钢，彭力军.荆岳长江公路大桥复杂地质基桩钻孔施工关键技术[J].中外公路，2007，（4）：169-172.

[6]述宝.赵鸱鹏.海中球状风化地层大直径超长钻孔桩施工技术[J].桥梁建设，2011，（3）：85-88.

[7]张雄文，管义军，周建华.PHP泥浆在桥梁超长超大直径钻孔灌注桩施工中的应用[J].岩石力学与工程学报，2005，24（14）：2571-2575.

[8]JTG/TF-50，公路桥涵施工技术规范[S].中华人名共和国行业标准，2011.

作者简介：何旭龙（1986-），男，辽宁铁岭人，毕业于辽宁工程技术大学，现工作于辽宁省公路路政管理局。endprint

（1）

式中：V-首批混凝土所需数量，m3；h1-井孔混凝土面高度达到Hc时，导管内混凝土柱平衡导管外水（或泥浆）压所需要的高度，即h1？芏HWγW/γc，m；HW-井孔内混凝土面以上水或泥浆深度，m；γW-钻孔内水和泥浆容重， 取11kN/m3；γc-混凝土容重，取用24kN/m3；Hc-灌注首批混凝土时所需井孔内混凝土面至孔底的高度，Hc=h2+h3，m；D-井孔直径，m；d-导管直径，m； h2-导管初次埋深深度，h2？芏1.0m；h3-导管底端至钻孔底间隙，约0.4m。

（2） 水下混凝土的灌注

①灌注混凝土表面和导管埋深控制

灌注混凝土时，应探测水面或泥浆面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，以控制沉淀层厚度、埋导管深度和混凝土顶高度。如探测不准，将造成沉淀过厚、导管提漏、埋管过深，因而发生夹层断桩、短桩或导管拔不出事故。

采用测绳系重锤吊入孔中，使之通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面（或表面以下10cm～20cm），根据测绳所示锤的沉入深度作为混凝土的灌注深度。本法完全凭探测者手中所提测锤在接触混凝土顶面以前与接触混凝土顶面以后不同重力的感觉而判断。

②导管埋深控制

灌注混凝土时，导管埋入混凝土的深度一般易控制在2m～6m范围之内，当拌和物内掺有缓凝剂、灌注速度快、导管较坚固，并有足够的起重能力时，可适当加大埋深，但最好也不要大于8m。拔管前需仔细探测混凝土面深度。用测深锤测深时，需由2人用2个测锤测深并相互校对，防止误测。

③水下混凝土的灌注

灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序，应特别注意。钻孔应经成孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。灌注过程中，应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除；为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度，以便灌注结束后将此段混凝土清除。增加的高度，可按孔深、成孔方法和清孔方法确定，一般不宜小于0.5m，长桩不宜小于1.0m。在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减少，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大。如在这种情况下出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。同时灌注混凝土时，应有专门技术人员记录混凝土灌注情况，各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等。每根桩应至少留取三组试件，施加标准养护，进行强度测试，不符合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。

3 结束语

以阜锦快速通道伊吗图大桥桩基工程施工为工程背景， 从护筒的制作和埋设、泥浆池的开挖和泥浆比重的控制、钻孔和清孔质量控制、钢筋笼的制作和吊装以及水下混凝土灌注等施工技术角度介绍了伊吗图大桥施工质量控制措施。为桥梁桩基的施工技术提供了参考，具有重要的工程应用价值。

参考文献

[1]凌贤长，王东升，王志强，等.液化场地桩-土-桥梁结构动力相互作用大型振动台模型试验研究[J].土木工程学报，2004，37（11）：67-72.

[2]凌贤长，王臣，王成.液化场地桩-土-桥梁结构动力相互作用振动台试验模型相似设计方法[J].岩石力学与工程学报，2004，23（3）：450-456.

[3]霍峰森.路桥桩基施工技术探析[J].建筑，2011，（22）：66-67.

[4]《地基处理手册》编写委员会地基处理手册北京：中国建筑工业出版社，2002.

[5]游峰，欧阳钢，彭力军.荆岳长江公路大桥复杂地质基桩钻孔施工关键技术[J].中外公路，2007，（4）：169-172.

[6]述宝.赵鸱鹏.海中球状风化地层大直径超长钻孔桩施工技术[J].桥梁建设，2011，（3）：85-88.

[7]张雄文，管义军，周建华.PHP泥浆在桥梁超长超大直径钻孔灌注桩施工中的应用[J].岩石力学与工程学报，2005，24（14）：2571-2575.

[8]JTG/TF-50，公路桥涵施工技术规范[S].中华人名共和国行业标准，2011.

作者简介：何旭龙（1986-），男，辽宁铁岭人，毕业于辽宁工程技术大学，现工作于辽宁省公路路政管理局。endprint