浅谈桥梁深桩基工程旋挖钻施工工艺

■库进辉 ■中铁二十五局集团有限公司西北分公司，陕西 西安 710048

1 工程概况

原王铁路项目前台大桥工程，总桩量67根，最深桩基可达82米深，所有桩基全为旋挖钻机钻孔灌注法施工。桩径φ1.5米桩基有49根，平均桩深68.8米，桩径φ1.25米桩基有18根，平均桩深69.7米。工程地处黄土山岭重丘地区，地质状况自地表向下58米左右为砂质黄土，以下为泥岩夹砂岩。

2 施工工艺

采用旋挖钻机取土成孔，成桩工艺:定桩位→埋护筒→钻进取土→清孔→吊装钢筋笼→插入导管→砼灌注→拔出护筒→桩检测。

2.1 施工准备

平整施工场地，清除杂物，便于放线及钻孔机械就位。测量人员采用全站仪进行桩位中心放样，将所有桩位放出并复核无误后，现场设置十字护桩并对施工人员进行交底。施工中加强对桩位的复核，发现问题及时处理，避免桩位出现偏差。

2.2 护筒制作与埋设

2.2.1 护筒制作

护筒要求坚固耐用，一般采用钢护筒，其壁厚应能使护筒保持圆筒状且不变形。每节护筒长度一般为2～3m，壁厚为4～6mm钢板加工，其直径一般比桩径大于200～400mm。焊接时尽量保证接头圆顺，焊缝饱满，满足强度、刚度、不渗水的要求。

2.2.2 护筒埋设

护筒在埋设定位时，护筒中心与桩中心的平面位置的偏差应不得大于5cm，竖直方向的倾斜度不大于1%。护筒顶的高程主要以施工期间的最高水位加上安全高度来确定，对于有波浪的水域还要考虑波浪的高度。旱地施工时主要考虑发生地表水倒灌孔内冲刷孔壁等情况，因此在旱地施工时护筒顶宜高于地面30cm。护筒周围填土采用粘性土并逐层夯实，避免发生地表水渗漏而发生塌方等。

3 钻孔

3.1 钻机就位

旋挖钻机就位前，对钻孔的各项准备工作进行详细检查，钻机就位后，调整钻杆垂直度，在测量人员和施工人员的指导下，钻头对准桩位后开始钻孔。

3.2 泥浆与护壁

泥浆制备，在不影响桩基施工处挖设泥浆池制备泥浆，并在泥浆池内侧衬一层土工布，以防止泥浆渗漏和地下水渗入泥浆池内。

泥浆一般由水、粘土(膨润土)和添加剂组成，具有浮悬钻渣、冷却钻头、增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔。通常采用塑性指数大于25，粒径小于0.005mm的粘土颗粒含量大于50%的粘土，通过人工或泥浆搅拌机调和。

一般性能指标控制在:比重1.06～1.15，粘度18～28S，含砂率4%～8%。根据地层土质状况及时调整泥浆性能，保证成孔速度和质量，随孔深的增加向孔内及时补充泥浆，以维持护筒内应有的水头，防止孔壁坍塌。

本地区地质状况自地表向下58米左右为砂质黄土，以下为泥岩夹砂岩。在钻孔施工过程中坍塌现象较少，当孔深达到60米左右时就会有水渗出，根据实际地址情况，我们对前台大桥所有桩基进行了“干钻法”施工，因此，不需要泥浆护壁。

3.3 钻进成孔

旋挖钻机连续施工一次性成孔，开钻时应慢速钻进，待钻头全部进入地层后方可正常钻进。当钻头下降到预定深度后，旋转钻头施加压力，将土挤入钻斗内，当仪表自动显示筒满时，关闭钻斗底部，提升钻斗将土卸于堆放地点。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土等反复循环直至成孔。

安排技术人员人员对钻机施工进行跟踪检查，如出现钻头、钻杆偏离桩位中心、发生倾斜或护筒周围出现渗漏塌方等情况，应及时调整、处理。注意观察土层变化情况，根据地质剖面图进行核对，并作好钻进记录。

4 成孔与清孔

钻孔至设计底标高并清空后，施工单位会同监理工程师进行检查验收。主要检查钻孔直径、深度、倾斜度、平面位置后填写“终孔检查证”。

清空的质量要求:设计为摩擦桩时，中小桥孔底沉淀土的厚度为40～60cm，大桥根据设计文件规定。对于支撑桩孔底沉淀土的厚度不得大于50cm.

5 钢筋笼的制作和安装

钢筋材料进场后，应按照规定进行检验，同时做好产品标识牌。

钢筋笼在钢筋加工场集中加工、制作。对于较短的桩基，钢筋笼宜制作成整体，一次吊装就位。对于孔深较大的桩基，钢筋笼分段制作，在吊装时进行焊接。

前台大桥桩基全为深桩基，因此所有桩基中埋设声测管，声测管绑扎在钢筋笼中与钢筋笼一起埋置。每根桩基根据桩径的大小埋置的深测管根数不一，一般情况下，桩径小于80cm的埋置2根，80cm－200cm的埋置3根，大于200cm的埋置4根。声测管应采用金属管，内径不小于4cm，壁厚不小于3mm。

钢筋笼制作完毕后，采用平板车拉运至施工现场，用吊车吊装。为了保证骨架起吊时不变形，起吊前应在加强骨架内焊接三角或十字支撑，以加强其刚度。一般采用两点吊装，第一吊点设在骨架的下部，第二点设在骨架长度的中点到上三分之一点之间。起吊时，先提第一点，使骨架稍提起，再与第二吊同时起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口，可用木棍或型钢穿过加强箍筋的下方，将骨架临时支承于孔口。将吊钩移到骨架上端，取出临时支承，将骨架徐徐下降，骨架降至设计标高为止。将骨架临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同直线上进行焊接，全部接头焊好后就可以下沉入孔。

钢筋笼上焊接耳筋，以保证混凝土保护层厚度。两段钢筋笼在孔口拼接时，采用单面搭接焊，有效焊缝长为10d，接头互相错开。钢筋笼焊接完毕后，补足接头部位的螺旋筋，方可继续下笼。下放完毕，根据钢筋笼设计标高及护筒顶标高，确定吊筋长度。

调整钢筋笼位置应正确，其偏差不大于±10mm，垂直度偏差不大于2‰。

6 混凝土灌注

混凝土由拌合站统一拌合，并由混凝土罐车运送至现场灌注。导管由管径250－300mm的无缝钢管组成，每节2～3m，配1～2节1～1.5m的短管，用装有垫圈的法兰盘连接管节。

首批混凝土灌注的数量应满足导管首次埋置深度1.0m以上的需要。首批混凝土如孔后，混凝土应连续灌注，不得中断。导管的埋置深度宜控制在2－6m。并根据孔内混凝土面的位置及时调整导管的埋深。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砼清除，增加的高度为0.5m～1.0m。

7 旋挖钻施工的优点

旋挖钻机是一种高度集成的桩基施工机械，采用一体化设计、履带式360度回转底盘及桅杆式钻杆，一般为全液压系统。具有功率大，钻孔速度快，自动化程度高，移动灵活方便，定位准确等。环保特点突出，施工现场干净。施工现场适应于黄土层、淤泥、砂土层、卵石层、碎石层、强风化层等土壤地质条件，适用范围光，基本满足各类基础社工的要求。被誉为“绿色”施工工艺。

8 结束语

本项目在桥梁桩基工程施工中科学地运用了旋挖钻的施工技术和施工方法，不仅保证了桩基质量，缩短了工期，节约了成本，更是克服了82m超长深度的黄土地区桩基施工取得了成功。充分展示了旋挖钻机的优越性，具有一定的参考价值。

［1］公路桥涵施工技术实施手册(JTG/TF50－2011).

［2］公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1－2004).