石門特大橋水中墩鉆孔灌注樁成孔施工技術

伍 環 宇

(茂湛鐵路有限責任公司，廣東 湛江 524000)

石門特大橋水中墩鉆孔灌注樁成孔施工技術

伍 環 宇

(茂湛鐵路有限責任公司，廣東 湛江 524000)

以石門特大橋水中墩鉆孔灌注樁成孔施工為例，論述了鉆孔灌注樁成孔施工中的主要過程及施工技術，提出了成孔質量控制措施，總結了清孔的注意事項，為東海島鐵路跨海大橋的建設提供了寶貴的經驗借鑒。

水中墩,鉆孔灌注樁,成孔,施工技術

1 工程概況

石門特大橋位于湛江市遂溪縣官渡鎮石門村區域，新建茂名至湛江鐵路DK68+160.27～DK69+142.03，全長為981.76 m，其中心里程為DK68+651.15，為預應力鋼筋混凝土梁雙線鐵路橋，孔跨布置形式為13-32 m+6-35 m(T形墩+32 m)+10-32 m簡支梁，位于曲線上(αz= 31°14′43″，R=4 500，L0=340，T=1 428.64，L=2 794.01)。處于1.9‰的下坡段上。12號墩～21號墩位于海水中，基礎采用φ125 mm鉆孔樁基礎(最深35 m)。地下水對混凝土具有弱侵蝕性，鉆孔樁采用C40混凝土，承臺、墩身采用C50混凝土。本橋跨越石門港，該處河道較寬，附近多為魚塘，14號墩～16號墩之間還兼做通航孔。

本橋位區地表水體發育，石門港灣寬350 m～450 m，長年有水。附近多為魚塘。地下水主要為第四系沖積覆蓋層中的孔隙潛水和基巖裂隙水，水量不豐富，主要靠大氣降水補水。橋區氣候條件屬亞熱帶海洋性濕潤氣候，溫和多雨。年平均氣溫23.3 ℃，極端最高溫度38.5 ℃，極端最低溫度1.7 ℃，年平均降雨量1 735 mm，一般5月～9月為雨季。6月份～9月份易受臺風影響4次～5次，風力可達10級～11級，最大風速為48.0 m/s；該地區多雷暴，年平均有雷日在80 d以上。地震動峰值加速度值為0.1g，地震動反應譜特征周期0.35 s，地震設防烈度值為7度。

2 測量放樣

橋墩位置的偏移，將為架設造成困難，導致橋梁墩上支座偏移，改變橋墩的應力，影響橋梁結構安全及行車安全。準確地測量放樣橋墩中心位置是非常重要的工作。橋墩臺定位采用全站儀以交會法為主，復測導線后，布設平面和高程控制測量樁點，根據控制樁的坐標計算出設計樁位圖橋墩臺位置每一根樁中心的坐標，沿線路中線方向在鉆孔平臺上設置中心樁的前后左右護樁，同時做好標識、保護及警示。施工前測量人員、技術人員、鉆機長根據樁位圖及樁間距對樁位逐樁復核，并形成測量交樁記錄，符合要求后由技術人員報監理單位復核，經監理單位復核確認后，才能進入鉆孔作業。

3 護筒制作與埋設

鋼護筒采用δ=8 mm～10 mm的鋼板卷制，其內徑大于設計樁徑0.4 m，護筒底口焊接一道300 mm高，8 mm～10 mm厚鋼板加固環，底口向上每1.5 m加焊一條寬150 mm厚16 mm的鋼板加固環，以增加底口剛度和強度，減少護筒周身摩擦力。護筒頂口與施工平臺標高一致。護筒埋設深度要埋入河床面以下不小于1 m且要穿過淤泥層，并按要求在護筒四周設置井字形導向架，導向架由4根25b工字鋼打入河床作為定位樁，四周設雙層連接系結合施工平臺加固，以保證護筒的垂直度偏差小于1%，平面位置偏差小于5 cm。

4 造漿及排渣

4.1 造漿

泥漿在成孔中起重要的作用。1)護壁作用，形成防滲、防水帷幕。以孔內高于地下水位的泥漿的側壓力平衡孔壁土壓力和孔周水壓力，抵抗孔周水滲入孔內，維持孔壁穩定。2)懸浮土渣，攜帶土渣出樁孔。不使土渣沉入孔底造成鉆孔困難、影響樁底沉渣厚度。

由于水域較寬，附近為村莊，淡水供給較困難，成本較高。使用石門港內海水來制造泥漿不僅能為施工帶來方便，還可以節約成本。通過配制試驗、試鉆過程中對泥漿參數的抽樣檢查情況、泥漿護壁的效果，驗證了海水造漿符合該施工的要求。

泥漿由優質粘土或膨潤土造漿、堿(Na2CO3)、聚丙烯酰胺(PHP)等原料組成，泥漿指標見表1。

表1 鉆孔用泥漿性能指標

4.2 排渣

泥漿循環是整個鉆孔施工中的重要環節。該工程根據施工的實際與機械的配套情況，同時考慮到施工平臺的承重、環境污染等因素，利用同一墩未鉆的鋼護筒作為泥漿池和沉淀池。鉆進時，通過反循環系統壓入泥漿、吸出鉆渣，過濾處理后泥漿排入鄰樁護筒，沉淀后通過護筒間連通管回流到鉆孔內循環使用。分離出來的廢漿、廢渣均用運渣車直接運至棄渣場，嚴禁排入海內，減少對石門港水域的污染。運渣車輛要密封不滲漏、不遺撒，減少對沿途公路、村莊、農田等的污染。

5 成孔質量控制

成孔是混凝土灌注樁施工中的一個關鍵過程，其質量如控制得不好，則可能會發生塌孔、縮徑、樁孔偏斜及樁端達不到設計持力層要求等，還將直接影響樁身質量和造成樁承載力下降。因此，在成孔的施工技術和施工質量控制方面應著重做好以下幾項工作：

1)開鉆前根據地質圖畫出每根樁的地質柱狀圖。按不同地質選定不同的鉆頭類型，同時觀察鉆機的運行和進尺情況，以及排渣情況，據此對鉆機的鉆壓、鉆速參數進行調整，每小時記錄鉆壓、鉆速和進尺以及相關地質實況，切忌求快而盲目加壓加速，結果造成斜孔和坍孔。

2)采取隔孔施工程序。鉆孔混凝土灌注樁是先成孔，然后在孔內成樁，周圍土移向樁身土體對樁產生動壓力。尤其是在成樁初始，樁身混凝土的強度很低，且混凝土灌注樁的成孔是依靠泥漿來平衡的。為防止沖擊振動導致鄰孔孔壁坍塌或影響鄰孔已澆筑混凝土強度，應待鄰孔混凝土強度達到2.5 MPa后方可施鉆。

3)確保樁身成孔垂直精度。成孔垂直精度是灌注樁順利施工的一個重要條件，否則鋼筋籠和導管將無法沉放。為了保證成孔垂直精度滿足設計要求，經常校核鉆井平臺的穩固性、水平和垂直度，經常校核鉆架及鉆桿的垂直度等，并于成孔后下放鋼筋前做井徑、井斜超聲波測試。

4)鉆孔時采用泥漿護壁，泥漿選用優質膨潤土、纖維素、純堿配置，增強護壁效果。當鉆進到礫砂層時泥漿中加入水泥、水玻璃縮短護壁形成時間，提高護壁強度。經常測試泥漿指標變化情況，并注意調整鉆孔內泥漿濃度，確保泥漿指標符合規定。

5)終孔檢驗時采用檢孔器。檢孔器直徑同設計樁徑，長度為樁徑的4倍～6倍。成孔的質量必須符合設計及控制標準。成孔質量標準見表2。

各樁應保證嵌入W2新鮮的花崗巖最小深度，并請設計人員現場簽認。

表2 成孔質量控制標準

6 清孔

1)鉆孔至設計高程后進行清孔。采用泵吸反循環換漿清孔，鉆孔達到設計標高后，將鉆頭上下慢速提放，然后注入凈化泥漿，置換孔內含渣泥漿，直到達到規定的泥漿及鉆孔質量標準。

2)由于采用沖擊鉆成孔，一般終孔后有一定沉渣。為了保證孔底沉渣達到標準即嵌巖樁不大于100 mm、摩擦樁不大于300 mm，鉆機達到設計孔深位置后，把鉆頭提離孔底0.5 m～0.8 m，不停泵繼續慢慢清孔至沉渣符合規范要求。采用自制測錘進行探底測試，及沉渣測試。

3)清孔時送入孔內的沖洗液不得小于砂石泵的排量，防止沖洗液補給量不足，孔內水位下降導致垮孔。砂石泵出入閥的開口就要根據情況適時調整，以免泵吸量過大吸垮孔壁。返回孔內沖洗液比重不宜大于1.05。

7 水上交通管理

14號墩～16號墩之間還兼做通航孔，施工與通航間存在干擾和不利因素。科學、合理的水上交通管理是關鍵。

1)加強與海事部門溝通，及時發布航道變更和航行通告，加強對過往船舶的管理，保證施工期間雙向通航要求；2)施工作業對航道影響較大的階段，將安裝作業計劃細化到工作日，并及時上報給海事部門，對于進入橋梁作業區的船舶采取分時段放行、分時段作業的方式，保證船舶順利通過橋區；3)合理安排施工進度計劃、提高安裝作業效率，盡量減小航道占用時間；4)采取在橋位上下游設置船舶減速行駛標志燈、防撞裝置，請海事部門在橋址位置建立大橋海事站協調管理等措施，施工期間岸邊跨支架及水上橋墩受到船舶撞擊；5)為防止高空墜物，采取措施進行封閉式施工。

8 結語

石門特大橋順利建成，為東海島鐵路跨海大橋的建設提供了寶貴的經驗借鑒。尤其是利用石門港的海水造漿，不僅為施工提供了便利、節約了施工成本，且取得了較好的護壁效果，獲得較大的經濟和技術雙重效益。

[1] TZ 203-2008,客貨共線鐵路橋涵工程施工技術指南[S].

[2] TB 10415-2003,J 286-2004,鐵路橋涵工程施工質量驗收標準[S].

Discussion on bored pile drilling technology of the water pier of extra-large Shimen bridge

WU Huan-yu

(Mao-ZhanRailwayCo.,Ltd,Zhanjiang524000,China)

Taking the bored pile drilling construction of the water pier of extra-large Shimen bridge as an example, the paper discusses major bored pile drilling processes and technologies, puts forward drilling quality control measures, and summarizes hole cleaning matters, which has provided valuable experience for the construction of Donghai railway crossing the river.

water pier, bored pile, drilling, construction technology

1009-6825(2014)11-0183-02

2014-01-18

伍環宇(1975- )，男，工程師

U443.154

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