高填方区大直径超深桩施工技术研究

马建锋

（中铁建工集团有限公司西南分公司，贵州贵阳 550002）

1 工程地质条件

施工区域为溶丘洼地地貌，植被不发育，多处溶蚀发育，岩溶总体发育程度中等。岩溶水赋存于灰岩、泥质灰岩及白云岩的溶蚀裂隙、洞穴、管道中，主要靠大气降雨补给。水位在上跨铁路隧道明拱洞身附近波动。本工程地层上覆第四系全新统人工填土（Q4ml）（20~30m）、坡洪积（Q4dl+pl）红黏土（12~20m），下伏基岩为三叠系下统安顺组（T1a）白云质灰岩，含较多泥质条带，岩体较破碎。

2 工程概况

贵阳龙洞堡国际机场T3航站楼扩建项目与贵广高铁白云至龙里北联络线龙洞堡机场隧道平面上有多次交叉。隧道位于机场既有航站楼西侧，下穿的主要建筑物及设施有机场地面停车场、航管楼、空管用房、机场路等，隧道已贯通并投入运营。该机场六号路上跨隧道桥梁工程桩基位于隧道两侧。

3 施工工艺技术

3.1 桩基技术参数

（1）桩身直径 D（嵌岩段）2000mm，外筒直径 2600mm，内筒直径2200mm，桩长50~90m，嵌岩深度H1=4000mm；混凝土保护层厚度：本工程环境类别为I类环境，桩基保护层厚度为60mm。

（2）桩身混凝土强度等级：C40超缓凝自密实水下不分散混凝土（添加超缓凝剂、硅灰、水下不分散剂及抗裂纤维的掺量以实验配比报告为准）。

C40超缓凝自密实水下不分散混凝土拟定配合比如下：

水：186kg；水泥：480kg；砂：920kg；石 1（5~16mm）：500kg；石 2（16~25mm）：290kg；超缓凝剂：14kg；硅灰：50kg；水下不分散剂：15kg；抗裂纤维：20kg。

（3）钢筋：HRB400。纵向钢筋的接长采用直螺纹套筒连接接头，接口必须按规范要求错开。

（4）混凝土浇灌。

孔桩在开挖施工过程应加强验孔、补充钎探及钻探等工作，以进行验证其基础持力层的完整性及整体稳定性。在浇灌混凝土前，须经地勘、业主、监理和设计等验孔合格后方可浇注。混凝土浇筑方法采用水下混凝土浇灌。考虑到超深桩浇筑方量较大，浇筑时间长，混凝土需添加缓凝剂，确保初凝时间36h以上。

3.2 施工方法

超深桩采用两级套管护壁，长钻杆超大功率旋挖钻机（山河智能550型）取土的方式。回填层内先用全回转钻机下压直径2.6m全套管至回填层底，取土后，再使用260t履带吊空下2.2m护筒至回填层底部，然后使用全回转钻机下压2.2m套管在2.6m套管内下压取土至持力层面，最后使用旋挖钻机原钻筒进行持力层面取土，超深桩嵌岩段直径2.0m。

3.2.1 施工流程

场地平整→放线定位→安放路基板→复线定位→全套管全回转钻机（2605H）就位→下第一节套管（2.6m）→旋挖钻钻进取土→边钻进边校管直至回填层底→更换全回转钻机夹片→履带吊空下钢套管至回填层底部（2.2m）→全回转钻机下压套管（2.2m）→长钻杆旋挖钻钻进取土→边钻进边校管直至持力层面→旋挖机嵌岩至设计深度→全套管全回转就位下一孔→双夹片拔管机就位→清孔→安置钢筋笼→下导管→边浇灌混凝土边拔管→浇灌桩身混凝土至柱帽（承台）底以上至少500mm，直至浮浆全部挤出→桩基养护。

3.2.2 施工工艺

（1）场地平整、测放桩位：修筑施工便道，能够满足桩成孔设备的承压及行走要求，平场标高为钢筋笼顶，采用全站仪测放桩位中心点。

（2）单桩成孔施工程序：

①安放路基板使其中心对正保护好的桩位中心，路基板的主要功能是定点导向、提高路基的强度。

②移动全套管全回转钻机（2.6m）至正确位置，使套管抱管器中心对应定位在路基板中心即桩位中心。

③回填层取土成孔：吊装第一节管在桩机钳口中，找正桩心，将底部装有特制刀头的钢套管用定位油缸夹紧，旋转下压桩管，压入深度约为2.5~3.5m，然后用旋挖从套管内取土，一边抓土、一边继续下压套管，始终保持套管底口超前于开挖面的深度≮2.5m。第一节套管全部压入土中后（地面以上要留2.5~3.5m，以便于接管），检测垂直度，如不合格则进行纠偏调整，如合格则安装第二节套管继续下压取土，如此继续，施工至桩顶以下60m暂停作业，更换夹片，下压2.2m护筒。

④全套管全回转钻机（2.2m）取土成孔：将装配2.2m夹片的全套管全回转钻机吊至路基板上，套管抱管器中心精准定位在路基板中心即桩位中心。260T履带吊配合全回转钻机从2.6m套管内下放2.2m钢套管，履带吊通过扁担与套管上4个吊点连接缓慢下放，直至60m孔底，全回转钻机压入孔底一节，下放过程中时刻检测套管垂直度，确保套管落地后，套管中心与桩中心仍然重合。同上一步重复下压取土，直至嵌岩层。

图1 套管扁担吊装

⑤直径2.0m嵌岩层钻进：用旋挖钻机长钻杆带岩层用钻头继续钻进，经地勘设计等单位确认持力层，直至满足嵌岩深度要求，清理干净孔底沉渣。

⑥钢筋笼加工、吊装：钢筋笼纵向钢筋的接长采用直螺纹套筒连接，为保证钢筋笼拼接时的准确性，钢筋笼加工采用法兰盘固定主筋位置，分段加工制作，钢筋笼加工采用滚笼机数控加工设备，钢筋笼需增加滚笼筋：具体做法是沿着钢筋笼纵向在加劲箍同一断面，主筋外侧加一道圆箍，间距同加劲箍，直径C18，如图2所示。

图2 滚笼筋施工

注意：加工钢筋笼时应预留声测管和注浆管。

⑦浇筑混凝土：下放导管，计算并储备充足的首灌混凝土，按照常规工艺开始浇筑混凝土。