海域公路桥梁项目长大钻孔桩的施工技术

张树梁

（中铁十九局集团第二工程有限公司，辽宁辽阳 111000）

0 引言

相比于传统方式，长大钻孔桩施工技术无论在工程质量还是操作性方面均有明显优势。该技术可降低工程成本，延长公路海域桥梁的使用寿命，创造更为稳定的行车环境。但长大钻孔桩施工对技术水平提出了较高的要求，因此有必要围绕材料、设备、人员以及工艺方法等层面对其展开技术性探讨，以创造出更具耐久性、效率性的海域桥梁施工工艺。

1 工程概况

杭甬复线宁波一期威海高架桥位于浙江省宁波市镇海区，项目起点桩号K37+920，终点桩号K40+520，正线总长2.6 km。海域桥梁海域钻孔桩607 根，平均桩长101 m，桩径1.8～2.2 m，总长度5.85 万延长米。作业区域受涨潮落潮的影响，有水、无水交替变化，不具备船驳作业条件，施工过程中均在海上进行搭设平台作业，受海潮、台风等不利因素的影响，易产生钢护筒变形、下沉、钻孔泥浆渗漏、缩孔、塌孔、垂直度超标等情况。对钻孔桩施工过程中的有效控制、各工序时间节点衔接及成桩质量保证，难度较大。整体来说，工程施工量较大，对技术水平提出了较高的要求。

2 地基情况

桩基部分需穿过深入浅层软土及深层软土层等结构层，该土层具有“天然含水量高、压缩性高、灵敏度高、强度低、透水性低”等特点。另外，海域水具有腐蚀性，为避免桩基钢筋长期侵水被腐蚀，采用20 m 永久钢护筒作为防护。由于施工中要搭设钻孔平台，综合考虑钻机的性能水平、自重，作业空间，最终选定自重较轻的反循环旋转钻机。使用该方式后，钻孔平台可设置泥浆钻渣分离装置，提升钻渣回收效率及泥浆利用率，施工过程具有良好的连贯性，并发挥出良好的环水保效果[1]。

3 长大钻孔桩施工技术

作为整个长大钻孔桩施工的基础环节，前期准备工作至关重要。在进行长大钻孔桩施工前，应安排专人深入现场勘察，综合考虑工程需求，设计出科学的施工方案，所有施工环节及工艺方法均需满足工程相关标准。长大钻孔桩施工存在诸多不确定因素，因此需要制定出紧急应对方案，发生突发性事故可以在第一时间将其解决，避免事故的持续发酵。施工人员的培训工作也至关重要，在施工前必须对所有工程人员进行安全培训及技术交底，以提升其操作水平，增强安全责任意识。施工材料挑选过程中需要严格遵循工程施工标准，对进场材料进行检验，确保无误后方可投入使用。

3.1 泥浆拌制和循环

受海域施工平台空间影响，在进行长大钻孔桩施工时，施工空间相对狭小，不利于泥浆拌制工作的开展。对此，泥浆随着钻孔的深度进行拌制。诸如泥浆拌合存储容器、泥浆管道、大功率循环泵等均是拌制中的重点内容，同时也是泥浆循环系统的不可缺部分。

3.2 钻孔施工

为提升钻机位置的精确性，需事先利用全站仪设备进行桩位中线放样工作，完成钻机拼装后利用履带吊将其就位于指定区域，并能对钻机的中心位置进行调整，确保钻机满足水平与垂直度要求，对应的水平偏差控制在1 cm 以内，垂直度偏差≤1/200。此外，利用焊接的方式将钻机与预埋钢筋进行固定处理，避免钻进施工时出现位移现象。

（1）综合考虑本工程的施工要求，选定型号为KTY300 的液压动力头钻机进行施工，待钢护筒打入黏土层1 m 以上，方可进行钻进施工。总结当前的相关工程可知，可使用的钻头类型有两种：①单环四翼刮刀钻头，对黏土及软土地层尤为适用；②滚刀钻头，适用于泥质砂岩结构。钻进作业时，如果遇到膨润土等特殊地质，允许适当加大泥浆比重。本工程所使用的泥浆密度以1 m 为宜，粘稠度15～20 s，确保胶体率≥95%。任何一台钻机设备均需要配套一台ZX-250 泥浆分离器，对泥浆做进一步处理，以提升泥浆的均衡性。此外，当展开气举反循环工序的施工时，应额外设置2 个空气混合室，并将其置于钻具上，特殊情况下可以适当提升钻进压力，确保钻孔施工的顺利进行[2]。

（2）清孔和成孔检测。结束长大钻孔桩施工后，需要对其进行清孔处理并对成孔质量进行检测。在本工程中，基于泥浆循环系统的作用可以将孔内物质置换出来，确保孔底泥浆液完全被抽出；而后对孔洞上、中、下3 个部位的泥浆进行质量检测。基于提升检测精确性的目的，采用了DM-84 超声波探测仪，具体围绕孔深、孔径以及倾斜度三大方面展开，将所得结果与工程标准进行对比，分析其是否达到工程标准。

（3）二次清孔。长大钻孔桩施工对泥浆量提出了较高的要求，同时泥浆比是极为关键的一项内容。终孔施工前需将其比例控制在1.15～1.2，以缩短二次清孔换浆作业时间。二次清孔作业时，需挑选高性能泥浆材料，避免泥浆沉淀现象，在导管定位器的作用下将吊管固定在一定高度，使其与孔底保持一定距离，而后逐步进行送浆清孔作业，最后以匀速缓慢的方式下放导管。

3.3 钢筋笼施工

本工程所需的钢筋笼长度100 m，重19 t，综合考虑清孔作业需求，最终将钢筋笼分为4 个阶段，单个节段重量控制在5 t左右。基于长线法完成钢筋笼的制作，在施工过程中还要设置一个钢筋笼对接台座。在操作过程中，应对搭接头进行详细标记，确保后续施工可以直观地找到各个搭接头。此外，槽钢圆环法也可以完成钢筋笼施工作业，此时需要在钢筋笼周边2～3 m 的区域设置一道坎，以避免吊装位移现象。

吊装作业时，2 台设备应同时运行，在加强箍圈中设置若干个槽钢圆环，彼此之间的间距控制在2～3 m 范围内，在吊带吊台的作用下将钢筋笼吊起，随后移动至指定桩位，经对位等环节后进行安装。施工平台钢筋笼吊装现场见图1。

图1 施工平台钢筋笼吊装

3.4 浇筑水下混凝土

进行桩基水下混凝土浇筑施工时，采用海工C35 水下混凝土；频繁对坍落度进行检测，确保其和易性能指标满足水下灌注要要，同时缓凝时间≤600 min。导管安装作业前，应做好密封工作，调整导管与孔底的距离，使其达到30 cm 及以上水平，而后在导管上部安装漏斗，计算好封底混凝土用量。此后便可展开混凝土水下浇筑施工，整个过程必须确保混凝土连续供应导管埋深≥2 m，确保桩基具有足够的完整性。在对桩身混凝土浇筑的同时，应注意做好泥浆的调配及外运工作，避免泥浆泄漏污染海域。

4 结束语

综上所述，在当前的公路海域桥梁工程中，长大钻孔桩施工技术的重要性正逐步彰显，它可以显著提升公路海域桥梁的整体性能。与传统方式相比，该技术具有一定的特殊性，因此在施工前需要做好现场勘察工作。综合考虑工程需求，做好选材工作，对机械设备进行全面检查，对施工人员进行培训，以保证长大钻孔桩施工的顺利进行。