钻孔灌注桩施工技术在铁路桥工程中的应用

宁冰冰

(中铁十九局集团 第二工程有限公司，辽宁 辽阳 111000)

1 工程概况

某新建铁路工程建设标段全长122.45km，施工内容包含路基、桥涵、轨道、通信、信号、信息、电力、房屋、其他运营及生产设备及建筑物工程、大临及过渡工程等工程，专业类型多，工序衔接紧密；包含一座特大桥 （62+132+62）m连续梁拱、两座高速公路特大桥1-80m钢桁梁、654孔简支T梁制运架、软土地基复合桩基础施工、石灰改良土路拌施工等重点工程。

桥梁工程总体上以铺架为主线进行施工顺序、资源配置和工期安排。根据全标段桥梁分布和工期要求，全标段设1个制梁场、1个铺架基地，投入1套TJ165型铺架设备，所有T梁采取工厂化集中预制；对于作业周期易控制的一般结构桥梁基础和墩身，采用多作业面组织平行流水的方式进行桩基、承台和墩身施工，先架方向先期开工；桥面系以独立桥梁为单元组织施工；钻孔灌注桩施工优选旋挖钻机，水中钻孔灌注桩采用筑岛或钢板桩围堰方式施工。

2 钻孔灌注桩基础施工技术

钻孔灌注桩采用旋挖钻、反循环回转钻成孔，地质条件好的非嵌岩桩采用旋挖钻成孔，液化地层采用全钢护筒施工。成孔后采用换浆法清孔。钢筋笼长小于15m时整节制作，超过15m时分节制作，吊车起吊安装就位。水下混凝土浇筑采用混凝土罐车运输，导管法浇筑水下混凝土。人工风镐破桩头或静态爆破截除桩头。

2.1 施工工艺流程

施工技术准备→护筒的制作与埋设施工→钻机的就位与校正→泥浆制作与循环→成孔施工→清孔施工→钢筋笼的制作与安装→安放导管与漏斗施工→沉渣厚度检查 （二次清孔）→混凝土灌注施工→截桩头→桩基质量检测→上部施工。

2.2 施工技术准备

施工前先对桥址处的场地进行平整，并根据地表、地质情况进行处理，防止钻孔过程中钻机失稳，发生安全事故，影响工程质量。钻孔前必须对各桩坐标认真核对，确认无误后方可施钻。

2.3 护筒的制作与埋设施工

钻孔灌注桩护筒采用δ=6mm厚钢板制作，一般地质为2.0m高，直径为设计桩径＋0.4m，护筒埋设高出地面40cm。护筒长度根据地质情况确定。在液化地层和流沙地层采用全钢护筒法成孔。

2.4 泥浆制作与循环

泥浆制作关键在于选择粘土，必要时选水化快、造浆强、粘度大的膨润土。泥浆的性能与指标须符合下述技术要求：在砂粘土层，比重不大于1.1；粘土粘度为17-20s；含砂率小于2%；胶体率大于95%；pH值大于6.5，泥浆须充分拌制均匀备用。

泥浆循环系统一般两个桥墩钻孔共用一套。泥浆循环池设在两墩之间，征地红线以内，由制浆池、泥浆分离器、沉淀池和泥浆池组成。施工时用不透水性土就地围筑、编织袋围堰防护。施工完毕后拆除，运至指定弃土场所，避免泥浆对现场的污染及弃碴对河道的阻塞。

2.5 成孔施工

2.5.1 钻孔顺序

钻机钻孔时尽量安排两相邻桩跳开施工，确实无法错开时，则要等到相邻钻孔灌注桩混凝土强度达到2.5MPa以上后方可施钻，避免扰动相邻已施工完毕的桩基。

2.5.2 钻进工艺

钻机开钻前，检查各种机具、设备是否状态良好，泥浆制备是否充足，以及水、电管路的畅通情况，确保正常。

开始钻进时，应控制进尺速度及钻压，采用“低压慢进”的措施，再以正常速度钻进。钻孔作业必须连续进行，不得中断。因故必须停钻时，孔口必须加盖防护，并且必须把钻头提出孔道，以防埋钻。在钻进过程中，及时绘制孔位处的地质剖面图，随时补充损耗、漏失的泥浆，保证钻孔中的泥浆浓度，防止发生坍孔、缩孔等质量事故。

当钻孔距设计标高1.0m时，注意控制钻进速度和深度，要防止超钻，并核实地质资料。钻孔深度达到设计要求后，对孔深、孔径和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，进行清孔。

2.6 清孔施工

（1）当钻孔深度达到设计要求后，立即进行清孔。采用超声波侧壁探测仪对孔深、孔径和孔形进行检查，确认满足设计要求后，报请监理工程师批准，监理工程师认可后，立即进行清孔。

（2）清孔采用换浆法进行，即将钻头提升20-30cm，低速旋转，然后注入相对密度和粘度较小的稀泥浆，置换孔内含碴的泥浆，严禁采用加深孔底深度的方法代替清孔。

（3）清孔时，将孔底钻渣及泥砂等沉淀物清除。当抽出的泥浆与换入的泥浆指标相近，而且抽出的泥浆中固体颗粒的粒径小于0.5mm时可以认为清孔已满足要求，停止清孔，下放钢筋笼。

（4）钢筋笼和导管安放完毕后，灌注水下混凝土前，测量出的沉渣厚度不得大于规范要求。否则立即进行第二次清孔，第二次清孔利用导管安装风管，正循环清孔。直至达到规范要求。

2.7 钢筋笼的制作与安装

（1）钢筋笼长小于15m时整节制作，超过15m时分节制作，吊车起吊安装就位。水下混凝土浇筑采用混凝土罐车运输，导管法浇筑水下混凝土。

（2）下放前检查钢筋笼垂直度，确保上、下节钢筋笼对接时上下节中心线保持一致。

（3）钢筋笼安装到位后及时固定，防止脱落，将钢筋笼主筋与钢护筒焊接，防止混凝土灌注过程中钢筋骨架上浮。

（4）设计预埋检测管时，采用无缝钢管，接头采用套管焊接紧密，底部焊接钢板封底，检测管灌满清水后再把顶部用钢板焊接紧密。

2.8 混凝土灌注施工

（1）灌注前做好钢筋笼防浮和防落措施的检查，沉淀厚度的检查。首批混凝土应保证导管埋入深度不小于1m。水下混凝土灌注应连续不断的进行。

（2）根据灌注高度进行导管配置，最上面配置几节短导管，便于拆除。然后安装导管，对准孔中心放入，避免提升导管时挂住钢筋笼。

（3）导管下口离孔底25-40cm为宜，上口与储料斗相连。

（4）导管安装后，再次探测孔底沉渣厚度，如沉渣厚度超过设计要求，则进行第二次清孔处理至合格为止。

（5）在水下混凝土灌注过程中，经常用测绳探测孔内混凝土面的标高，及时调整埋管深度。埋管深度控制在1m-3m。并防止导管上浮，以免出现断桩事故。

（6）水下混凝土灌注，连续有节奏地进行，中途不得中断，并尽量缩短拆除导管的间隔时间。当导管内混凝土不满时，可徐徐灌注，以防产生高压气囊压漏导管。为防止灌注过程中发生坍孔、缩孔，要保持孔内水头高度。

（7）钻孔灌注桩水下灌注完成且混凝土强度达到2.5MPa后，即可拆除护筒。

（8）做好钻孔灌注桩动测工作及下道工序的施工准备。

2.9 桩基质量检测

按技术规范的要求检查和验收混凝土的质量，作好原材料及混凝土的取样及试验，并经监理工程师现场见证。

3 结语

桥涵基础始终围绕严格控制基础沉降、保证结构耐久性、提高整体刚度和确保既有铁路、公路、河流安全的原则来选择施工方法和采取技术措施组织施工。本文所选取的案例中，桥梁桩基础地质以砂性土质为主，局部存在液化砂土。以旋挖钻、旋转钻机为主力机型成孔，局部液化土质地段采用套筒保护成孔；导管法水下混凝土灌注施工进行处理，在确保工程质量的前提下如期完成了施工任务。

［1］刘晟.清水浦大桥超深钻孔灌注桩施工[J].公路，2011（4）.

［2］刘九双.铁路桥梁钻孔桩施工技术[J].城市建设理论研究：电子版，2011（13）.

［3］陈永祥.桥梁施工风险评估实用方法及在钻孔灌注桩施工中的应用[J].黑龙江交通科技，2012（6）.