钻孔灌注桩在软土地基铁路涵洞支护中的施工技术

文/綦岚　中国石油化工股份有限公司天津分公司　天津　301600

钻孔灌注桩在软土地基铁路涵洞支护中的施工技术

文/綦岚中国石油化工股份有限公司天津分公司天津301600

由于灌注桩挤土效应很小、钻孔机占地小、成桩时不产生振动、对周边环境影响小，适合于地下管网较密集、对地振动敏感的设备厂房附近及狭窄地块施工。本文结合中石化天津分公司二煤厂铁路涵洞支护工程项目，介绍钻孔灌注桩质量保证措施。

钻孔灌注桩，工程支护，施工工艺，质量控制

1、工程概况

中石化天津分公司第二煤厂铁路涵洞支护工程项目，位于天津市滨海新区（大港）北围堤路南侧、十米河西路西侧，天津分公司热电部厂区内，属软土地基，III类场地土；土层地质特征分布见表1。涵洞净宽6.0m，长11.3m。原涵洞部分的地基处理方案，不能满足铁路涵洞地基承载力特征值大于140KPa、沉降不能大于10cm以及在发生不均匀沉降时涵洞本身结构不能破坏等要求。为了尽可能在不改变原涵洞设计的基础上解决上述问题，采用桩基方案。并利用原基坑设计中的支护灌注桩，其原设计桩径φ700 mm、间距@875 mm不变，部分桩长由基坑支护设计时的13.3 m 加长至40 m，单桩设计极限承载力716KN。计40 m桩长的涵洞桩16颗，20m以下桩长的支护桩22颗，桩位布置见图1桩位布置图。桩顶设现浇钢筋砼冠梁，采用C30钢筋砼。涵洞顶采用预制钢筋砼盖板，盖板选用N45A盖板叁桥（2006）5202-B，板宽1.0 m。基坑支护桩、涵洞工程桩一起施工，项目工期35天（2013.6.4--2013.7.10），即铁路断交35天后恢复通车。

表1　场地土层分布

图1　桩位布置图

2、工程难点

场地土软，有厚约10 m的淤泥层，为配合外侧的三轴搅拌桩基坑止水，桩密布，净距175mm。桩依次施工时易穿孔、缩颈。涵洞桩的桩长径比大，约为57：1。为把倾斜度控制在≤1％，必须采取有效措施控制钻孔垂直度。

3、施工要点

3.1成孔

采用一台BRM-1型正循环潜水钻机施工。现场粘土造浆，泥浆比重1.1～1.3。开始钻孔时，应稍提钻杆，在护筒内旋转造浆，开动泥浆泵进行循环，待泥浆均匀后以低档慢速开始钻进。待泥浆性能达到一定要求后，方可按正常速度钻进。钻进过程中，必须保证钻孔的垂直，应密切注意地层变化。在粘性土中钻进，宜采用中等转速，大泵量，稀泥浆。进尺不得太快，太快钻杆易折断，泥块不易粉碎。在沙土或硬土层中钻进，需注意控制进尺、轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进。泥浆泵应有足够的流量，以免影响钻进速度。如泥浆泵流量不足可用污水泵代替。为了避免泥浆泵损坏时停工，每台钻机应配两套泥浆泵轮换使用。起落钻头要避免撞击孔壁。在接卸钻杆时，必须严防钻头脱落。钻进时要防止扩孔和卡钻。每进尺5—8m，应检查钻孔直径一次。

3.2钢筋加工和连接

钢筋笼制作：30 m长钢筋骨架分两段加工，钢筋笼主筋孔口吊装焊时，为减少吊装作业时间，主筋采用单面焊缝，钢筋接头按《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）的要求，确保上下钢筋同心。钢筋笼外侧每隔4m沿四周均匀焊接2根Φ20折形定位钢筋。，并在钢筋笼上做好吊点和孔口固定处的加强处理。钢筋笼吊装：单段钢筋笼重2.5吨，利用25T汽车吊安装入孔。为保证钢筋笼吊装安装时不变形，钢筋骨架在加工时设置强劲内撑架。

3.3二次清孔

待安放钢筋笼及导管就绪后，再利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉碴。清孔标准是孔深达到设计要求，孔底泥浆密度≤1.15～1.20，复测沉碴厚度在100mm以内。

3.4水下灌注砼

水下混凝土灌注：计算首批封孔混凝土数量，使其有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土的深度不小于1.0m。开导管用隔水栓，隔水栓预先用8号铁丝悬吊在混凝土漏斗下口，当混凝土装满后，剪断铁线，混凝土即下沉至孔底，排开泥浆，埋住导管口。随着浇注连续进行，随拔管，中途停歇时间不超过15min。在整个浇注过程中，导管在混凝土埋深以1.5～4m为宜。考虑桩顶混凝土将被凿除，灌注时水下混凝土的浇注面按高出桩顶设计高程的500mm控制，以保证桩顶混凝土的浇注质量，避免造成桩头砼强度不满足要求的质量问题。

3.5成桩顺序

根据场地土较软，桩净距仅175mm，为防止出现桩穿孔、缩颈等情况，采用单机跳打法（隔二打一），一台桩基，昼夜施工，历时7天完工。

结语：

中石化天津分公司二煤厂铁路涵洞支护工程的钻孔灌注桩施工，通过分析施工工艺及场地条件，控制施工难点，避免了钻孔灌注桩基施工中易出现的缩径、倾斜、塌孔等问题。