孟加拉国德比甘吉公路桥下部工程施工方案

庞艳辉

(黑龙江省隆业水利水电工程建设有限公司，哈尔滨 150081)

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孟加拉国德比甘吉公路桥下部工程施工方案

庞艳辉

(黑龙江省隆业水利水电工程建设有限公司，哈尔滨 150081)

孟加拉国德比甘吉公路桥工程为笔者所在公司参加的援外建设工程。文章从公路桥下部结构施工方法和施工质量控制研究入手，探讨钻孔灌注桩施工工艺和钻孔灌注桩施工质量控制措施。其施工程序是：测量放样，护筒就位，钻机就位和安装泥浆供应系统，钻进、清孔等。

筑岛；钻孔；桥；灌注桩；质量；方案

0 前 言

公路桥下部结构施工是桥梁施工的关键施工工序，该结构能否准确定位直接影响桥梁上部结构的施工与桥面板的安装，灌注桩的完整性直接影响整座桥梁的安全使用。本文从公路桥下部结构施工方法和施工质量控制入手，进行探讨研究找出最优的公路桥下部结构工程的施工方法。桥梁下部工程由筑岛工程、钻孔工程和灌注桩浇筑工程组成。

1 筑岛工程

根据桥位自然条件和钻孔资料，枯水期水深0.5 m左右，流速缓慢，河床表层为砂性土，河床底最低高程为50.35 m，其它如3#～10#桩位河床标高平均为51 m，枯水期河水面标高则为51.51 m，0#桩位和10#～19#桩位处于无不状态。在河水浅、流速小、水面窄(150～200 m)条件下，采用筑岛法施工经济合理。考虑第一旱季剩余时间及河上游水库调洪影响，根据实际情况，在筑岛同时，也可利用万能杆件及贝雷片搭设施工栈桥平台，满足下部钻孔桩施工。

采用全断面筑岛作为施工平台，拟定分两期施工：第一期：由东岸开始即为0#～7#。到1997年1月末结束，相应水位52 m，东岸钻孔完成后，转移到西岸(波达岸)施工，即从19#桩开始到16#桩位，施工时根据水位情况可做适当调整。第二期：从97年3月末开始，即15#～8#桩位。岛面标高(水面标高51.50 m，加1.5 m的孔内水头高度)为53 m。一、二两期筑岛总长300 m，即以1#～12#需要筑岛形成施工平台，其余桩全只需平整场地，以满足钻机施工要求即可，筑岛与泥浆池平面布置图见图1。

图1 筑岛与泥浆池平面布置图

第一期筑岛用土方约为6 000 m3，第二期筑岛用土约6 000 m3。岛面宽度为20 m，此宽度可满足龙门架行走，还可满足汽车运输，运送施工材料。筑岛采用140推土机推土集料，配合汽车运输筑岛。河心岛头用棕榈麻袋装砂护砌，插打毛竹固定裹头。

2 钻孔工程

钻孔采用S—320反循环钻机造孔。施工程序是：测量放样，护筒就位，钻机就位和安装泥浆供应系统，钻进、清孔等工序，钻孔成桩施工对主要工序的技术要求，确定如下：

2.1 钢护筒

1)护筒制作：护筒用10 mm厚钢板卷制而成，最小直径比直径大10%～20%，本桥桩径为1.5 m，所以护筒内径按1.8 m制作。

2)护筒沉入：沉入过程中要有导向设备定位，中心偏差在5 cm以内，倾斜度偏差≤1%。

3)护筒埋深：在深入区按规范要求应沉入冲刷线≥1 m。即护筒长度，水中为8 m，河滩为6 m。在决定护筒长度时还考虑以下2点：①护筒长度必须能保持住钻孔内水位比天然地下水位高出2 m以上，以保证足够水压力，防止缩孔或塌孔等；②天然地下水位常承受季节变化，周边土质等现场条件的不同而变化，所以根据地质情况决定长度。

2.2 泥浆池

泥浆池分为制浆池，沉淀池。制浆池用钢板焊制，可移动，沉淀池是用来储备泥浆和沉淀钻渣，通过泥浆泵，钻孔循环管管路供应泥浆，泥浆池大小尺寸考虑2种因素：①钻渣贮量；②循环管路长度[1]。泥浆池安排在桥位下游30 m×30 m×2 m，可贮1 500 m3钻渣或泥浆。3个墩使用一个泥浆池，第一期使用4个泥浆池，第二期使用4个泥浆池，采用140推土机挖填成池。筑岛与泥浆池平面布置图见图2。

2.3 造孔

钻孔就位时，平台要稳固平整，以免发生沉陷倾斜，钻机要保持水平状态，钻杆轴线和桩位中心线一致，钻进时每小时检查一次，以防止钻台倾斜，并做好原始记录。深度达到设计要求后，对孔深、孔位进行检查，填写终孔检查表。钻进过程中，应保证水头高度，按规范规定应高于自然水位2 m。保证泥浆和各项指标，防止塌孔。钻孔前对护筒，钻机，桩位是否与要求一致进行检查验收，合格后再开钻。钻进过程中，根据不同的地质情况，随时调整转台转速，进尺速度及泥浆比重和黏度，防止塌孔。进尺速度和转速见表1。

表1 钻孔时进尺速度和转速

在钻进过程中严禁中途停钻，必须停钻时应提升钻头，严禁钻头留井内，防止塌孔埋钻头。

造孔时遇有硬土层、岩层、漂石和孤石，应注意：①用反循环钻孔法对硬土层比较容易成孔。遇有漂石、孤石时、可用四瓣抓斗或掏筒等工具排除。在护筒内时，排干孔内水之后，用人工排除；②深层的漂石、孤石如果块大，锤式抓斗，掏挏无法取出，用转轮式钻头(牙轮钻头)钻进，遇有岩层必须用牙轮钻头钻进；③遇有探头石的钻孔技术。孔内的探头石，用牙轮式钻头或锤式冲击钻头钻孔。

遇有流砂层的钻孔技术：遇粗砂层或流砂层，则放慢钻进速度，同时在泥浆中掺入膨润土 cmC(甲基纤维素)或加大泥浆浓度，还可以多掺黏土。这时，泥浆管路不循环，钻头不进尺，且旋转钻头，在孔内造泥浆。或缓慢进尺，使也壁有足够的时间护壁形成泥膜。

遇有冲积物或漂流物地层的钻孔技术。当遇有冲积层多种杂物时，利用多筒式钻头冲击成孔。

2.4 钻头选择

根据孟加拉前3个桥钻孔所用的三翼式钻头，都满足施工要求，根据该桥地质情况，亦可延用三翼式钻头施工。当遇特殊情况时，则如前所述视具体情况选择钻头。

2.5 泥浆

泥浆的各项技术指标对成孔的质量有极其重要的作用，调制的泥浆及经循环净化的泥浆应根据钻孔方法和地层情况采用不同的性能指标。根据地质状况和前三桥的施工经验，各项指标作如下确定，施工时再根据不同情况调整。

1)该桥钻孔施工采用复合泥浆：由黏土、CMC，水、碳酸钠、膨润土组成复合泥浆。

2)泥浆贮量按成孔总体积1.6～2倍准备。

3)泥浆各项指标：本工程用S-320反循环钻造孔，泥浆指标着重考虑比重、黏度。为提高护壁作用，比重初拟为r=1.06-1.09，黏度T5=18～22s，随施工具体情况随时调试。若达不到规定指标时可掺入适量的碳酸钠或CMC、膨润土，掺量约为孔中泥浆重的1%～2%。泥浆用泵送方式进行循环供应。

4)清孔。反循环钻机成孔，因泥浆比重较低，一般不作长时间清孔，在达到设计标高后，做5～10 min空吸浆将孔底浮碴吸净即可，终孔泥浆比重≤1.04.

3 灌注桩浇筑工程

3.1 钢筋骨架

钢筋骨架的制做与安装分段进行，骨架分段长度，根据龙门架的起吊净空和钢筋长度分为5节。制做采用模具成型，主筋架立箍筋要焊接，钢筋笼整体性要好，箍筋与主筋采用绑线固定。特别注意声测管的固定和焊接，保证其位置和不漏水。

骨架吊装入孔时要用仪器检查垂直度。前后段骨架在井上焊接时(采用双面搭接焊)入孔的骨架应用钢管穿在加固的箍筋上，宜座落在井口平台上，以保证其垂直度。吊装入孔时，应尽量缩短时间或不超过8h，采取保护措施。

3.2 灌注水下混凝土

采用直升导管法灌注水下混凝土。施工时必须做到以下8点：

1)灌注水下混凝土前检查孔底沉积物厚度，如超过允许值，可利用空吸泵吸出，确保沉淀厚度，满足设计要求。

2)灌注混凝土时，随时用测锤量出孔中混凝土面高度，计算导管埋入混凝土中的深度。一般情况下，导管埋入深度≥2 m且≤6 m，小心提升导管以防钢筋上浮。

3)灌注混凝土时必须连续灌注，拆卸导管时间尽量缩短，一般≤15 min，不准中途停工。

4)水下混凝土灌注施工必须做好各种记录，作为交工依据，当水下混凝土灌注至设计高程时，留有1 m的预留高度，并在拨除护筒前清除予留部分混凝土的80%，余下的20%待混凝土达设计强度后凿除。

5)导管内径一致，内壁光滑，导管每次使用前均要做到：①根据孔深及储料斗高度，选择不同长度的导管做试拼组合，在每节导管上作编号；②用高压水泵进行充水压力试验。

6)储料斗高度计算。导管顶部的灌注漏斗高度，除要满足操作需要外，还要满足灌注最后阶段时导管内混凝土桩高度的要求。

当钻孔桩顶低于井孔中水面时，漏斗底高出水面≥4～6 m，当桩顶高出井孔中水面时，漏斗底高出桩顶≥4～6 m，当计算值大于上述规定时，采用计算值，计算公式为：

hc≥(Po+rw×Hw)/rc

(1)

储料斗高度计算结果为6.5。

7)储料斗容积计算。为满足导管初埋尝试要求，首批混凝土采用储料斗一次储足灌注的方法，储量应满足使导管埋入混凝土深度≥1 m。

储料斗容积按计算公式为：

V≥(Лd2/4)×h2+(ЛD2/4)×Hc

(2)

根据计算结果，储料斗容积为4 m3。

8)隔水球。隔水球制做可用塑料布包锯沫成球塞，也可用布袋装砂浆成球塞。隔水塞应放置在泥浆上约30 cm处，并用8#线系住，当储料斗内有足够使导管底部安全埋入0.5～1.0 m的混凝土时，剪断铁线使其降落。

3.3 钻孔桩事故处理与预防

灌注桩常见的事故有：塌孔、孔斜、孔弯、孔错位，掉入杂物，卡钻头，隔水塞卡导管，导管漏浆、破裂、提漏等事故，针对以上事故，处理的具体措施：

1)要求职工严格按操作规程施工，对培训不合格，不负责任的职工，坚决不能上岗。

2)严格控制泥浆各项指标，防止离析。

3)经常检查钻机各部件，严禁带病作业和超负荷作业。

4)保持护筒内水头高度≥2 m。

5)备齐应急设备，如45 t吊车，高压射水管路、潜水泵、备用导管、打涝工具等。

事故一旦发生可作如下处理：

1)发生斜孔、塌孔、弯孔等，则应加填重新钻直至达到设计要求。

2)发生卡钻，不得强行操作，判明原因后再处理。

3)若发生掉落钻杆，钻具事故用打捞工具打捞，如被泥砂埋住，采用空气吸泥机清除泥沙，再行打捞。

4)灌注开始时，发现卡球现象混凝土不能下落，用长杆冲捣，或用插入式振动器振动，使隔水塞水落。如上述方法无效，则提出导管进行清除，重新下管灌注。

5)灌注中，导管内混凝土不能自流，可抖动导管进行疏通，但抖动力不宜太大，以防导管破裂，变形，若再无效，可提出导管清理，用备用导管插于混凝土内，并用空气吸泥机清除导管内泥浆及沉淀物。为防止清除杂物时导管漏水，导管要插入混凝土内1 m以上。当孔内散落物较多时，用吸泥机将杂物清除后再插导管。如因提升导管过高使导管下口进水，亦按此法处理。如遇有这种情况，可用地质钻检验交接处是否密合，否则应作补强处理。

6)在灌注过程中发生数量不大的塌孔则将沉积物用吸泥机排出，继续灌注。此时要注意水头高度，还应加强超声波检验，判别是否补强。

7)在孔底发生故障，经判别无法处理时可将混凝土吸出，抽出导管、骨架，清孔重新灌注混凝土。

8)灌注桩检查，发现夹层或断桩时可用钻孔压浆法处理。压浆要见回浆才能证明其灰浆充实。

9)钻孔桩在造孔完毕后或清孔后要进行质量检查，其标准见表2。

3.4 基础桩施工劳动组合

1)造孔劳动组合：①机长由2名技工担任，负责记录、钻机操作、指挥移钻、稳钻、组织钻孔等；②技术员由1名技术人员担任现场质量检测；③工人11名负责拆安钻杆、泥浆管、造浆送浆等普工劳动。

2)水下混凝土灌注劳动组合：①总负责人1人，安排、检查工作，协调指挥；②导管组：组长1人。装卸导管、洗涮、卷扬机起重工等工作16人；③技工2人，力工4人，负责泵送混凝土，安拆泵管等；④技术员1人，力工1人，测混凝土面高程和泵管埋入深度。

表2 钻孔桩在造孔完毕后或清孔后质量合格标准

3.5 保证不发生断桩的预防措施

1)导管安装前，对导管作全面检查，作打压水试验，防止导管漏水。导管必须有足够的刚度，内壁光滑，保证隔水球顺利通过。

2)混凝土的粗骨料、料径控制在4 cm以下，不得掺杂大径骨料，以防堵管。

3)混凝土熟料要有足够的流动性，要视输送工具，当地气温、施工条件确定合理的坝落度。水泥用量≥380 kg/m3。并根据情况，掺加木钙或白糖，加强混凝土的和易性，延缓混凝土的初凝时间。

4)浇注时注意导管在混凝土中的埋设尝试以防拔漏。

5)保证浇筑的连续性，中途不得中断浇筑，岛面备有200kw发民机组，桥东西两岸各设一套拌合系统，一旦发生事故可及时采取补救措施。

4 结 语

通过对孟加拉国德比甘吉公路桥下部工程的施工，较系统地总结了桥梁下部结构的施工程序、施工质量控制要点和施工方案的选择与实施。进而完善了桥梁下部结构施工的理论体系，同时本文介绍的施工方法和施工经验给其他相关工程以借鉴。

[1]褚树起.钢筋混凝土钻孔灌注桩的工程质量控制[D].天津：河北工业大学，2003：97-99.

ConstructionSchemeofBangladesh’sDerbyHighwayLowerBridgeEngineering

PANG Yan-hui

(Heilongjiang Province Longye Water Conservation and Hydropower construction Co.,ltd,Harbin 150081,China)

Bangladesh's Derby Highway Lower Bridge Engineering is foreign construction engineering for the company where the writer is working.This article begins from the highway bridge substructure construction method and construction quality control research，discusses on the construction technique of bored pile and bored pile construction quality control measures.The construction procedure is:measurement lofting，casing drilling rig in place in place，and the installation of slurry supply system，drilling，hole cleaning，etc.

island；drilling；bridge；bored pile；quality；scheme

1007-7596(2014)12-0043-04

2014-10-13

庞艳辉(1972-)，女，河北安国人，工程师。

U445.6

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