淺談衙白鐵路鳳凰山特大橋鉆孔樁基礎施工

尹松久

摘 要：本文結合衙白鐵路鳳凰山特大橋鉆孔樁基礎施工實踐，就特大橋鐵路橋梁鉆孔樁基礎施工的關鍵環節和技術控制進行了簡要闡述。

關鍵詞：鐵路橋梁；鉆孔樁施工；關鍵環節；技術控制

新建鐵路衙門廟至白音諾爾線位于內蒙古赤峰市巴林左旗境內，線路全長94.5 km。其中ZH-02標線路長36.12km，其中，鳳凰山特大橋全長575.28米，現就鉆孔樁基礎施工進行闡述。

根據地質情況，采用沖擊反循環鉆機和沖擊鉆成孔。工藝流程：施工準備→樁位放線→埋設護筒→鉆機就位、對中→鉆進、掏渣→清孔→成孔檢查→安放鋼筋籠→下導管→灌注砼前的準備工作→鉆機移位→汽車吊就位→灌注水下砼→拆、拔護筒→清理樁頭

1 施工準備

施工前要探明和清除樁位處的地下障礙物。

2 埋設護筒

采用鋼護筒，鋼板壁厚6～8mm，高度為4m，做成整體圓形，在護筒上、下端和中部的外側各焊一道加勁肋。護筒埋深3.5m，護筒頂高出地面50cm，埋設時將護筒周圍0.5m～1.0m范圍內土挖除，分層夯填粘土至護筒底0.5m以下。

在砂性土和流塑淤泥質粘土中鉆進時護筒長度根據其埋深和厚度適當增加，對洞高較大且無充填或填充薄弱的地下空洞，采用套筒跟進的方法，確保無塌孔現象。

3 泥漿配制

一般可選塑性指數大于25，粒徑小于0.005mm顆粒含量多于總量50%的粘土制漿。如當地缺少適宜的粘土時，可用略差的粘土，并摻入30%的塑性指數大于25的粘土。所有粘土中不應含有石膏、石灰或鈣鹽類化合物。鉆孔施工時隨著孔深的增加向孔內及時、連續地補漿，維持護筒內應有的水頭，防止孔壁坍塌。

4 沖擊反循環鉆機成孔

4.1 成孔工藝

開挖時應先在孔內灌注泥漿，采用小沖程，使成孔堅實、豎直、圓順，能起導向作用，并防止孔口坍塌。當鉆進深度超過鉆頭全高加沖程，且超過護筒底腳以下2m～4m后，方可進行正常的沖擊。

鉆進過程中，必須勤松繩、適量松繩，防止打空錘；勤抽渣，使鉆頭經常沖擊新鮮地層。每次松繩量：松軟土層為5cm～8cm，密實堅硬土層為3cm～5cm。

沖程應根據土層情況而定，堅硬土石層采用高沖程（100cm）；較軟土層采用中沖程（75cm）；在易坍塌地層宜用小沖程，并應相應提高泥漿的粘度和相對密度。

被沖擊破碎的鉆渣，少部分和泥漿一起被擠進孔壁，大部分靠反循環泥漿泵將鉆渣清除出孔外。清渣必須按時，一般密實堅硬土層每小時純鉆進小于5cm～10cm、松軟地層每小時純鉆進小于15cm～30cm時，應進行清渣。或每進尺0.5m～1.0m時清渣一次，每次清至泥漿內含渣顯著減少時為止。在初鉆孔階段，為使鉆渣擠入孔壁，可待鉆進4m～5m后再清渣。

4.2 成孔檢查

檢查內容包括：孔徑和孔形檢測、孔深和孔底沉渣檢測、樁孔垂直度檢測及樁位檢測。

4.3 清孔

成孔后，更換清底鉆頭，進行清底，并測定孔深；

清孔泥漿相對密度宜控制在1.10～1.25，粘度22～26s，含砂率小于6%；

清孔采用泵吸或氣舉反循環方法，孔底沉渣應符合規定要求。

5 沖擊鉆機成孔

鉆機就位，泥漿稠度滿足護壁要求和孔壁壓力，當泥漿量和泥漿的技術指標達到要求時開始鉆進。

開始鉆進要緩慢，采用小沖程鉆進，待通過護筒底口后方可正常鉆進。鉆進過程中要注意取樣，根據地層情況及時調整沖程、泥漿稠度，在通過堅硬密實卵石層或基巖漂石之類的土層時采用高沖程；在通過松散砂、礫類土或卵石夾土層時采用中沖程；在易坍孔或流砂地段采用小沖程，并提高泥漿的稠度和相對密度。在通過漂石或巖層，如表面不平整，先投入粘土、小片石，將表面墊平，再用十字形鉆錐進行沖擊鉆進，防止斜孔彎孔。

6 鋼筋籠制作與安裝

鋼筋籠由鋼筋加工場集中加工、整體吊裝入孔。

制作時，按設計尺寸做好加強箍筋，標出主筋的位置。把主筋擺放在平整的工作平臺上，并標出加強筋的位置。焊接時，使加強筋上任一主筋的標記對準主筋中部的加強筋標記，扶正加強筋，并用木制直角板校正加強筋與主筋的垂直度，然后點焊。在一根主筋上焊好全部加強筋后，用機具或人轉動骨架，將其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架放于支架上，套入盤筋，按設計位置布置好螺旋筋并綁扎于主筋上，點焊牢固。

鋼筋籠在運輸過程中要采取有效措施防止鋼筋籠變形。鋼筋籠制作完成后， 骨架安裝采用汽車吊，為了保證骨架起吊時不變形，對于長骨架，起吊前應在加強骨架內焊接三角支撐，以加強其剛度。采用兩點吊裝時，第一吊點設在骨架的下部，第二點設在骨架長度的中點到上三分點之間。對于長骨架，起吊前應在骨架內部臨時綁扎兩根杉木桿以加強其剛度。起吊時，先提第一點，使骨架稍提起，再與第二吊同時起吊。待骨架離開地面后，第一吊點停吊，繼續提升第二吊點。隨著第二吊點不斷上升，慢慢放松第一吊點，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一吊點，檢查骨架是否順直，如有彎曲應整直。當骨架進入孔口后，應將其扶正徐徐下降，嚴禁擺動碰撞孔壁。然后，由下而上地逐個解去綁扎杉木桿的綁扎點及鋼筋十字支撐。當骨架下降到第二吊點附近的加強箍接近孔口，可用木棍或型鋼（視骨架輕重而定）等穿過加強箍筋的下方，將骨架臨時支承于孔口，孔口臨時支撐應滿足強度要求。將吊鉤移到骨架上端，取出臨時支承，將骨架徐徐下降，骨架降至設計標高為止。將骨架臨時支撐于護筒口，再起吊第二節骨架，使上下兩節骨架位于同直線上進行焊接，全部接頭焊好后就可以下沉入孔，直至所有骨架安裝完畢。

骨架最上端定位，由測定的孔口標高來計算定位筋的長度，并反復核對無誤后再焊接定位。在鋼筋籠上拉上十字線，找出鋼筋籠中心，根據護樁找出樁位中心，鋼筋籠定位時使鋼筋籠中心與樁位中心重合。

然后在定位鋼筋骨架頂端的頂吊圈下面插入兩根平行的工字鋼或槽鋼，在護筒兩側放兩根平行的枕木（高出護筒5cm左右），并將整個定位骨架支托于枕木上。

7 灌注水下混凝土

澆筑水下混凝土必須做好準備工作，確保澆筑水下混凝土時間≯8小時。

導管采用專用的卡口式導管，導管內徑25cm，分節長3m，最下節長6m。導管制作要堅固、內壁光滑、順直、無局部凹凸。各節導管內徑大小一致，偏差≯±2mm。

下放過程中應保持導管位置居中，軸線順直，逐步沉放。澆筑首盤混凝土時，導管底部至孔底距離控制在35～40cm。

澆筑水下混凝土之前，再次檢測孔底泥漿沉淀厚度，如沉渣厚度大于5cm或10cm時，必須對孔內進行二次清孔，確保孔底沉渣厚度符合規定要求。澆筑前，先射水或壓氣3～5min，將孔底沉渣沖翻攪動。

采用砍球法澆筑水下混凝土，首盤混凝土需用量由計算確定，保證首批混凝土澆筑后導管埋入混凝土中的深度≮1m，并能填充導管底部間隙。澆筑時間內，導管口應埋入先前澆筑的混凝土內至少1.5m，防止泥漿沖入管內，但不得大于5m。

完成首批封底混凝土后，6m3儲料斗換成2m3儲料斗，采用混凝土輸送車直接澆筑混凝土，以加快水下混凝土的澆筑速度。

澆筑過程中經常量測孔內混凝土面的上升高度，并適時緩慢平穩提升，逐級快速拆卸導管，并在每次起升導管前，探測一次管內混凝土面高度。

混凝土澆筑開始后，應快速連續進行，不得中斷。混凝土澆筑標高比設計標高高出1m以上，多余部分在承臺施工前鑿除，確保樁頭無松散層。

8 樁基檢測

根據設計要求，在監理工程師在場的情況下，對樁的完整性嚴格按照規范及設計要求進行檢測；并委托有資質的單位，按要求進行靜載抗壓試驗或全長鉆孔取樣試驗。

9 結語

通過對以上關鍵環節進行了嚴格的技術控制，衙白鐵路鳳凰山特大橋鉆孔樁基礎施工合格率100%，完全滿足了設計要求。