下穿五沐快速路跨線橋鉆孔灌注樁施工技術

（江西省交通工程集團有限公司，江西 南昌 330000）

一、工程概況

仁沐新高速公路LJ10標下穿五沐快速路高速跨線橋位于仁沐新高速公路K109+300公里處，下穿五沐快速路K32+604公里處，下穿凈空不小于5.5m。雙線相交處既有高速公路為雙向四車道，在此設置分離式跨線橋1座，上部采用2-35m裝配式預應力混凝土簡支箱梁結構，采用預制拼裝工藝，梁高1.8m，鋪裝厚度0.1m，單幅橫向布置4片梁；下部結構采用肋板臺、柱式墩、樁基礎，樁基直徑分別采用Φ1300mm、Φ1700mm。橋梁采用分離式，全長77m，全寬25.5m。本工程共有樁基30根，橋臺位置共有直徑1.3m的樁基24根，樁長26m；中墩位置共有直徑1.7m的樁基6根，樁長25m (墩柱高度5m），采用沖擊鉆成孔工藝。

二、沖擊鉆成孔原理

沖擊鉆機成孔是利用鉆機動力裝置將具有一定質量的沖擊鉆頭提升一定的高度,然后讓鉆頭自由下落，利用鉆頭的沖擊動能沖擠土層或破碎巖層的成孔工藝。鉆頭分實心錐和空心錐兩種，出渣方式分為正循環和反循環兩種工藝。

本工程采用正循環沖擊鉆成孔，用沖擊式裝置或卷揚機提升鉆頭，上下往復沖擊將土石擊碎，并將部分鉆渣擠人孔壁內。部分鉆渣由泥漿懸浮，使鉆錐每次都能沖擊到孔底新土層。沖孔過程中，通過孔底泥漿管不斷出漿，將鉆渣懸浮，正循環排渣；或每沖擊一定時間和沖程后，放入掏渣簡掏渣，提出孔外。泥漿在本法中起護壁與浮渣作用。

三、灌注樁施工

（一）鉆孔平臺搭設

將現有瀝青路面作為鉆孔灌注樁的施工平臺，待基坑開挖時再破除既有混凝土路面。施工平臺地基承載力需滿足沖擊鉆設備施工要求。施工過程中，為防止沖擊鉆設備向通行道路一側傾覆，可使用纜風繩和地錨將沖擊鉆設備固定牢固。

（二）護筒制作及埋設

護筒規格為6 mm的鋼板，其內徑比鉆頭直徑大200～400mm左右。采用挖埋法對護筒進行埋設，埋設必須精準，對護筒中心來說，其中心和樁位中心偏差不得大于50mm，護筒高度高出地面0.3m。埋設示意圖見圖1。

圖1.護筒埋設示意圖

（三）泥漿制備

造漿時選擇質量好的黏土，其塑性指數大于等于15。為使泥漿的各項性能參數指標符合要求，造漿時需要選擇適合的配合比。為滿足環保要求，確保泥漿可重復使用，鉆孔時應設置制漿池、循環凈化系統。在滿足使用要求的前提下，應按照少布置，并控制泥漿池面積的原則，對泥漿池進行布置。泥漿池采用10mm厚鋼板焊制，泥漿池結構尺寸見圖2。

圖2.泥漿池結構圖

（四）鉆孔

在鉆孔施工時，首先要測量定位并埋設護筒，然后對鉆機進行安裝,并將鉆機移動到相應位置，把鉆頭吊入，且對鉆頭進行對中，然后再開孔、造漿，將泥漿池內漿蓄滿后進行鉆進施工，當結束鉆進時，注意清理孔內殘留的鉆渣。

在鉆進過程中，需要定期抽取渣樣，并檢查泥漿的各項指標；注意觀察土層，檢查各土層的變化狀況，以便在碰到不同地層時及時調整鉆頭；當鉆孔到達設計的相應標高時，要對其進行探孔，經檢查滿足要求后進行換漿并清孔，在清孔時需向孔內補充經過泥漿罐化后的泥漿或水，直到泥漿的各性能指標符合要求。

（五）灌注水下混凝土

1、導管制備與安裝

快速螺紋接頭導管規格為Φ273×6mm，為無縫鋼管，導管接頭為快速螺紋接頭，在導管接頭處設置2道密封圈，從而使接頭的密封性更強；導管內徑為250mm，壁厚為6mm，導管中間的標準節長在2～3m之間，底節在4～5m之間，底節導管下端不允許有法蘭盤，同時需要配備若干節1m和0.5m的導管。在使用前，需要對導管進行水密承壓以及接頭抗拉試驗，按照要求，水密試驗的水壓不應小于孔內水深壓力的1.3倍，同時需大于可能承受灌注混凝土時最大內壓力的1.3倍，對每根導管均要進行試壓處理。

2、混凝土攪拌

在混凝土澆筑時，通過中心攪拌站對混凝土進行集中攪拌，然后再由混凝土輸送車運送到施工現場。

3、混凝土施工

當混凝土運送至施工現場后，先對混凝土攪拌約一分鐘左右的時間，然后再將其倒入大集料斗中并灌滿。當封底完成首批混凝土后，再將混凝土送入小集料斗中，需要注意的是，應該邊對混凝土進行灌注邊對其進行送出。

針對鋼筋籠的安裝以及導管的放入，在對混凝土進行澆筑之前，應依據規范規程的相關要求，對孔底沉渣的厚度以及對泥漿的各項性能參數指標進行檢驗檢測，如相關指標不滿足設計規范要求，則需要再次進行清孔處理，接下來重新進行測定，直至滿足設計規范規程要求。清孔的方法：先在澆筑導管的頂端部位安設一個彎頭和皮籠，壓入導管內時采用泥漿泵對其進行壓送，從孔底開始，沿著導管向外進行沉渣置換，沉渣厚度需小于等于10cm；清洗過程中，應保持孔內的泥漿面比地下水位高出1.5～2m，以防出現坍塌。

使用拔塞法對混凝土的封底灌注進行施工，在封閉導管口時，首先在導管口頂部以及料斗底部用蓋板等部件封住導管口，并在導管的頂部位置放一個皮球，該皮球的直徑與導管內徑相同，使其作為隔水球，當灌滿大料斗（采用混凝土）后，需要迅速把蓋板吊出，從而使混凝土均勻暢通地沿著導管下落，并把泥漿強行排除到導管外面。同時需要注意，一定要保證水下混凝土灌注順暢，通過大料斗和導管將混凝土持續地灌注到水下，從而順利完成混凝土的第一次水下灌注。

第一次水下混凝土灌注完成后，采用小料斗替換大料斗，開始進入正常的灌注施工階段，通過泵車對混凝土進行輸送，持續地經過小料斗，然后采用導管灌注施工至水下，直至完成整根樁的澆筑施工。水下混凝土在正常施工灌注階段，導管埋深范圍應保持在2～6m之間，如導管拆除一節后，其埋置深度也必須大于等于2m。在灌注混凝土時，應對混凝土標高進行控制，要測量混凝土的表面標高，保證導管的埋置深度和導管拆除時機的準確性。在對導管進行拆除前，應先與攪拌站進行溝通，確定對已經泵送至現場的混凝土估算的方量，然后根據現場的實際測量的標高，計算混凝土的實際方量，再將兩者進行比較，避免出現差錯。