宜张高速公路旋挖钻干法成孔施工技术

时间：2024-07-28

罗嗣松

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

宜张高速公路旋挖钻干法成孔施工技术

罗嗣松

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

介绍宜张高速公路白雅路分离式立交采用旋挖钻干法成孔施工技术，通过采用旋挖钻干法成孔，利用干法灌注混凝土，减少了泥浆渗漏，确保了白雅路分离式立交施工工期和施工质量。

宜张高速旋挖钻干法成孔桩基施工

1 工程概况

宜张高速公路在K39+261.800m处与白雅公路交叉，设分离式立交桥一座，为主线下穿。白雅公路等级为一级，桥型布置为4×30m先简支后连续预应力T梁，交角85°，全长127.0m，共有预应力T梁40片。桥台为柱式桥台，钻孔桩基础；桥墩采用柱式墩，圆形截面。桥面净宽2×净12m，桥面沥青混凝土铺装厚度为10cm，平面位于直线上；桥面横坡为双向2%，纵断面纵坡为0.1%。桩基直径1.5m和1.8m，桩长分别为20m和25m。

桥址区属垄岗地貌区，地面标高136m～138m，地势较为平坦。上部主要覆盖第四系可塑～硬塑状黏性土，具弱～中等膨胀潜势；下部为中密～密实卵石(Qal+pl)，杂色，饱和，中密～密实，大于2cm含量约占65%～95%，一般粒径2cm～15cm，亚圆形为主，整个桥址区均有分布，钻探揭示厚度32m。桥址区勘察期间，卵石层中无地下孔隙潜水。桥梁桩基施工采用旋挖钻干法成孔。

2 主要施工方法

2.1 测量放样

采用全站仪精确定位桩孔位置，根据定位点拉十字线钉放四个控制桩。以四个控制桩为基准，控制护筒的埋设位置和保证钻机准确就位。护桩要做好保护工作，防止施工过程中被扰动。

2.2 钢护筒制作及埋设

护筒采用6mm钢板卷制成型，其内径比设计桩径大20cm，上下口外围加焊加劲环，桩基钢护筒长2cm。

护筒安装时，钻机操作手利用扩孔器将桩孔扩大，之后通过大扭矩钻头将钢护筒压入设计标高。护筒压入前及压入后，通过靠在护筒上的精确水平仪调整护筒的垂直位置。护筒顶一般高于原地面0.3m，以便钻头定位及保护桩孔。

2.3 钻机就位

旋挖钻机缓慢移至钻孔平台上，调整钻机，使桩孔处于钻机的工作范围之内。同时对钻机四周有效范围进行清理，保证钻孔过程中卸渣合理、操作灵便且无碰挂现象。

钻机对中前，复核十字护桩中心挂线，满足规范要求后，启动电脑自动复位装置，并对钻机进行调整，使钻杆、钻头的中心与桩位中心点对准，并用垂线复核。

2.4 钻孔施工

2.4.1 钻进。开钻时，先低档慢速钻进，钻至护筒以下1m后，再调为正常速度。在钻进过程中，经常抽取渣样并与设计地质核对，注意土层变化，以便及时针对不同地层调整钻速及钻进压力。钻至设计标高并经岩样判别确认到位后，停止钻进。地质情况按相应地质的相关表记录，旋挖钻机钻进施工时及时填写《钻孔记录表》。

2.4.2 终孔。钻孔达到设计深度后，必须核实地质情况。通过钻渣，与地质柱状图对照，以验证地质情况是否满足设计要求。如与勘测设计资料不符，及时通知监理工程师及现场设计代表进行确认处理。如满足设计要求，立即对孔深、孔径和孔型进行检查。

2.5 清孔及检测

2.5.1 孔深及沉渣厚度检测。成孔后，根据旋挖钻显示界面的钻孔深度L1，利用测绳测量孔深L2，两者对比。如果L2小于L1，采用旋挖斗清孔，密切注视电脑上的深度显示值。当显示值为钻进深度显示值时，原位正向旋转4～5转，使孔底沉渣旋入容斗内，同时利用旋挖斗的平底斗齿将孔底清理为平底，然后提出旋挖斗卸渣。

为确保孔底沉渣满足要求，第一次掏渣后还需用测绳检测孔深，如果测量深度与钻进深度一致，表明清孔合格，否则再次用旋挖斗继续清渣至合格。

2.5.2 孔径检测。清孔后及时用测绳测量孔深，用检孔器检测孔径、孔的倾斜度等各项指标。检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径的4倍。严禁采用强插检孔器方法进行检孔。孔深、孔径、倾斜度检测合格后，方准进入下一道工序。下放钢筋笼及灌注混凝土前，重新测量孔深，检查是否有塌孔现象。遇塌孔或沉渣过厚时，及时用旋挖斗进行二次清孔。

2.6 钢筋笼制作及吊装

桩基钢筋骨架采用φ28mm、φ22mm的Ⅱ级钢筋，螺旋筋采用φ10mm的I级钢筋，加劲筋采用φ22mm的Ⅱ钢筋。桩径1.5m桩基声测管采用3根φ57mm钢管，呈等边三角形均匀绑扎在钢筋笼加劲筋内侧；桩径1.8m桩基声测管采用4根φ57mm钢管，呈正四边形均匀绑扎在钢筋笼加劲筋内侧。

钢筋笼分节制作，长度根据现场实际情况调整。骨架成型采用加劲筋成型法，加劲筋设在主筋内侧，间距2m。钢筋笼制作可按以下步骤进行：按设计尺寸做好加劲筋圈，标出主筋位置；把主筋摆在工作平台上，标出加劲筋位置；并用木直角板校正加劲筋与主筋的垂直度，后点焊。按此顺序转动骨架，将主筋逐根焊好。

钢筋笼制作完成后，存放于钢筋棚内，用枕木垫高，防止雨淋或被淤泥等污染。每节钢筋笼均挂牌写明规格、尺寸及使用部位。

钢筋笼的吊放采用扁担起吊法，在钢筋笼上部箍筋与主筋焊接处设2个吊耳，吊点对称。并在钢筋笼中部设一个滑动吊点，滑动吊点采用6m长φ18mm的钢丝绳，用25t汽车吊同时起吊。在钢筋笼吊放时，避免骨架碰撞、骨架变型、声测管折断。钢筋笼吊入孔内，平面位置应准确，上端高出护筒1m，用2根钢管横穿钢筋笼搁在护筒顶上，并调整钢管坡度，使吊入孔内的钢筋笼垂直孔中心位置。然后吊上另一节钢筋笼，使主筋垂直并与下节的钢筋笼主筋对准焊接，并保证声测管位置准确。在钢筋笼焊接时，焊接的断面必须错开，同一断面的焊接数量不得大于50%。焊接时沿横断方向先对称点焊，再对称全焊，沿垂直方向先焊骨架下部，后焊骨架上部。制作及焊接质量满足规范要求，焊渣随焊随敲。

钢筋笼在吊入桩孔后，要严格控制钢筋笼的标高及孔桩的中心位置，满足要求后与钢护筒固定牢靠，避免在浇灌混凝土时钢筋笼偏移及上浮。

2.7 导管配置及安装

2.7.1 导管选择

2.7.1.1 导管采用专用的螺旋丝扣导管，内径300mm，中间节长2.65m，最下节长4m，配备0.5m、1m、1.5m非标准节。导管制作要坚固、内壁光滑、顺直、无局部凹凸，对于旧导管，试压前通过称重方式判定壁厚是否满足使用要求。

2.7.1.2 导管在使用前，除对其规格、质量和拼接构造认真检查外，还需进行试拼和试压。试压导管的长度满足最长桩浇筑需要，导管自下而上顺序编号和注明节段长度，严格保持导管的组合顺序，每组导管不能混用。导管组拼后的轴线差，不宜超过钻孔深的0.5%，且不大于10cm。

2.7.1.3 导管长度按孔深和工作平台高度决定，漏斗底至钻孔上口段，宜使用非标准节导管。

2.7.1.4 导管下放竖直、轻放、以免碰撞钢筋笼。下放时要记录下放的节数，下放到孔底后，比较理论长度与实际长度是否吻合。

2.7.1.5 完全下放导管到孔底并检查无误后，轻轻提起导管，控制底口距离孔底0.3m～0.5m，并位于钻孔中央。

2.7.2 导管安装。导管安装时逐节量取导管实际长度并按序编号，做好记录以便在混凝土灌注过程中控制埋管深度。注意橡皮圈是否安置，检查每个导管两头丝扣有无破丝等现象。

2.8 混凝土灌注

2.8.1 混凝土灌注

灌注混凝土前，需对混凝土输送管路及容器洒水润湿，待储料斗储满混凝土后，开始灌注混凝土。首批灌注混凝土封底时，导管埋入混凝土中的深度不得小于1m；拌制好的混凝土用混凝土运输车运至桩基口处，注入吊车提升的料斗内，车内混凝土方量约8m3，由一人统一指挥，吊车起吊。

2.8.1.1 首批混凝土下落后，混凝土连续灌注。在灌注过程中，导管埋置深度宜控制在3m～6m。

2.8.1.2 浇筑连续进行，中途停歇时间不超过30min。混凝土的运输时间和距离尽量缩短，以迅速、不间断为原则，宜在2h以内完成，防止在运输中产生离析。在整个浇筑过程中，及时提升导管，使导管埋深控制在3m～6m。导管提升时保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂在钢筋笼上，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后移到钻孔中心。

考虑采用干法灌注桩基混凝土。灌注过程中，桩顶标高3m范围内混凝土采用插入式振捣棒振捣密实，以保证桩顶混凝土质量。

灌注混凝土过程中，采用重量不小于4kg的测锤，经常量测孔内混凝土面的上升高度；导管到达一定埋深后，逐级快速拆卸导管，并在每次起升导管前，探测一次孔内混凝土面高度。测量用的测绳在每根桩灌注前后用钢尺校核各一次，避免发生错误。

2.8.1.3 灌注完混凝土后，及时将导管、漏斗等进行清理和检查，以备下一孔使用。

2.8.1.4 在灌注混凝土前，填写检查钻孔桩和钢筋笼情况的“相关检测表格”，在浇注混凝土的过程中，填写“混凝土浇筑记录”。

2.8.2 桩基混凝土灌注应注意的问题

2.8.2.1 混凝土运抵灌注地点时，检查其和易性、坍落度等情况，坍落度控制在18cm～22cm。灌注首批混凝土时，导管下口至孔底的距离为0.30m～0.50m，储料斗首批混凝土储量，保证灌注后导管埋入混凝土中的深度不小于1.0m。

2.8.2.2 灌注开始后，连续有节奏地灌注混凝土，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间。当导管内混凝土不满时，徐徐灌注，防止在导管内造成高压空气囊，造成堵管。及时测定孔内混凝土面的高度，及时调整导管埋深。

2.8.2.3 灌注过程中若发生堵管时，可上下活动导管，严禁使用振捣设备振动导管，如处理无效时，及时将导管及钢筋笼拔出，重新清孔，吊装钢筋骨架和灌注混凝土。

2.8.2.4 混凝土灌注是一个完整、连续、不可间断的工作。灌注工作开始前，机械管理人员和负责司机对混凝土灌注所使用的全部机械进行维修、保养，以保证机械在施工过程中正常运转。

2.8.2.5 灌注过程中记录混凝土灌注量及相应的混凝土面标高，用以分析扩孔率，发现异常情况及时报告主管工程师，并进行处理。

2.8.2.6 在灌注混凝土将近结束时，核对混凝土的灌入数量，以确保所测混凝土的灌注高度是否正确。