某大桥钻孔灌注桩基础工程施工技术分析

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　　摘要：本文介绍某大桥钻孔灌注桩基础施工的基本过程和施工技术，对成孔、清孔、泵送混凝土的配制和灌注以及灌注中常见问题的处理等施工关键工艺作了论述。
　　关键词：钻孔灌注桩；基础工程；施工措施
　　
　　0前言
　　该大桥位于上海市嘉定区，京沪高铁蕴藻浜桥段，桩号里程为DK1280+601～DK1280+746，桥梁中心桩号DK1280+673.5，桥长145.5m，设计行车速度350km/小时，跨径组合40m+64m+40m。上部结构采用现浇预应力混凝土箱梁，下部结构边墩采用9m*3.8m矩型墩，主墩采用直径6m圆柱墩，边墩采直径1.25m桩基础，主墩采直径1.5m桩基础。全桥共42根桩，桩位如图1所示。
　　
　　图1桩位示意图
　　1钻孔灌注桩施工概况
　　钻孔灌注桩桩基设计长度两边墩为66m，两主墩为83.5m，桩基均为的摩擦桩。大桥的两个主墩98#、99#墩位于顾浦河水中，桩基施工时需要筑岛围堰才能施工。
　　本地区为长江三角洲平原区，为第四系地层覆盖，系江河、湖泊、海相沉积形成，为粘土、粉质粘土夹细粉砂层，如表1所示。
　　表1本桥下覆土层特征
　　
　　图298#、99#桥墩位置地质剖面图
　　如图2水中的98#、99#墩桩采取围堰筑岛的方法施工，因本工程地质中有4m～5m厚的砂砾层，钻孔后易造成坍孔。施工中在增大泥浆比重的同时加大护筒内外的水位差,见图3、图4。
　　
　　图3围堰平面布置图
　　
　　图4围堰立平面布置图
　　混凝土运输采用混凝土汽车输送泵泵送，备用方案为吊斗吊运。
　　2施工要素及采取的主要措施
　　2.1主要机械设备
　　钢护筒的选择，大桥两主墩位于河道中，采用筑岛围堰面施工，为保证护筒的稳定及护筒底不塌孔，钢护筒的埋设需深入原河床底，长度为6m，直径1.8m，12mmA3钢板卷制而成。
　　根据本工程地质和桩长、桩径等具体情况选用ZJ150-1型钻机5台。考虑到地质中含有砂、砾石，钻头选取了三翼梳齿刮刀钻头，刀口为合金钢。
　　选用HB50型高压混凝土输送泵，保证了混凝土浇筑的快速和连续性，主要拌和设备为2台120m3/h型拌和楼。
　　2.2成孔
　　测量放样：首先利用经复测闭合的导线点用全站仪在筑岛或经平整的作业面上初步放出灌注桩桩位，并对每个桩设置护桩后埋设钢护筒。钻机就位调平后再用全站仪进一步校核钻头中心位置，控制其允许偏差在5cm范围内。
　　2.3泥浆调控
　　根据桥位地质情况，桥墩处需有较厚的粘土层，但粘土层中间夹有多层的较厚的砂砾层，如是全靠原地造浆，砂砾层处的孔壁可能会因泥浆护壁不好而塌孔，故在两主墩附近处造一个较大的泥浆，泥浆采用膨润土造浆，确保泥浆对孔壁的保护。，本工程是采用反循环钻进施工，为了增强泥浆护壁能力，泥浆稠度控制在1.13～1.35之间（表2）。
　　表2各阶段泥浆性能指标

　　2.4钻进控制技术
　　开始钻进时速度较慢，等到钻头钻过钢护底部3m以后再提高钻速。由于砂砾层和粘土层多层交错，施工中随时捞取沉渣，掌握地层的变化，在土层、岩层中均采取渣样,判断土层、岩层,记入记表录中,并与地质剖面图核对。在不同地层的交界处放慢钻速以免钻头受力不均导致偏孔。钻孔过程中始终保持护筒内外水位差大于1m，保证泥浆对孔壁的压力。
　　在大桥两主墩围堰筑岛上钻孔时，要经常检查钻机有无因振动而跟随筑岛一起发生移位，便于及时发现和消除偏孔的隐患。
　　3把好终孔关
　　3.1必须明确设计要求和设计院提供的终孔原则。因实际基岩面是高低不平的，故设计桩底标高只是参考值，终孔的关健依据是要求嵌入岩层的岩性和深度，（提前终孔时须先上报驻地监理、总监、设计负责人等）。这就要求质检工程师和监理工程师必须通过捞、选具代表性的岩渣等判断进入基岩的标高，并应不断捞、选岩渣样，观察此标高以下有无夹层或孤石，然后结合钻孔柱状图综合分析确定最后的终孔标高，确保桩基的桩尖处于较好的持力土层上。
　　3.2要正确判断岩性。首先，工程技术人员必须亲自到现场捞取岩渣和量测孔深以防桩基施工队人员做假；然后，要正确选择岩石渣，在现场捞取的渣样里面一般鱼目混珠，有土层中的砾石、卵石或其磨碎物，也有石英、孤石的岩渣等，此时，地质工程师必须根据地质资料描述的岩石颜色、岩类、强度等和岩渣的数量、棱角、硬度等正确选择岩渣；最后，要正确判断岩渣是强风化还是弱风化岩或微风化岩，一方面可根据地质图的强度描述和现场手掰、刀刻、锤击等来判断，另一方面还可根据地质图的岩层颜色描述来判断。这需要一定的经验积累。这方面我在实践中积累了一定的经验。
　　4把好清孔关
　　4.1灌注水下混凝土前泥浆性能指标一定要满足规范要求：相对密度1.03～1.10，含砂率小于2%，粘度17～20Pa•S，胶体率大于98%。
　　4.2不得以加大孔深的方法代替清孔，因为这样会因孔底沉淀过厚而使桩尖处的极限承载力大大降低。
　　4.3必须按规范把好沉淀厚度关。必须在浇水下混凝土前的瞬间复测孔底沉淀厚度。量测时，要暂停清孔工作，以免误测。支承桩孔底沉淀可凭经验用测锤量测，若无粘锤且有“咚咚”感觉时，表明孔底很清；也可凭经验用脚踩导管顶，导管上下跳动碰撞孔底且有“咚咚”声响，从而感觉是否清或沉淀厚度大概有多少.摩擦桩的沉渣厚度控制在30cm以内。