特殊樁旋挖鉆孔灌注施工

劉祖軍

摘 要：鉆孔灌注樁是目前技術比較成熟的孔樁施工方法。旋挖鉆施工大直徑長樁的過程，還是具有一定的難度。本文以運煤專用線黃織鐵路工程薛家壩大橋的主橋基礎為例，詳細介紹了旋挖鉆施工大直徑長樁從場地平整到水下混凝土灌注的整個工藝過程，對同類工程具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：大直徑;長樁;鉆孔灌注

一、緒論

運煤專用線黃織鐵路工程薛家壩大橋，主橋下部結構采用直徑2.0m，成樁鋼筋混凝土有效長58m，成孔總長70m的鉆孔灌注樁基礎，屬于大直徑深長樁基礎施工，施工采用360R旋挖鉆機進行鉆孔。

二、鉆孔施工

（一）施工場地平整

橋梁主墩距離既有工廠內專用線路9.5m，屬于臨近既有線施工。為確保主墩樁基安全施工，提高施工機械作業時的穩定性（施工時的機械主要有：360R旋挖鉆機高27m、重達125t;70t吊車臂展28m;混凝土攪拌車重60t），在鉆孔施工前，對施工場地內的左右幅主墩基坑范圍采用換填處理，換填方案為底層采用片石加級配碎石，表層采用6%水泥穩定碎石，換填總深度為2.5m。

（二）測量放樣

根據設計提供的控制點為依據建立測量控制網，測量放樣前，按要求對設計控制點進行復測，確定設計坐標正確后方可使用。放樣采用全站儀坐標法測量，測量前計算每個孔樁中心的坐標，并采用計算及復核制度。現場放樣后，也采用換手復核，確保樁位正確。樁位測放后，及時做好保護樁，機械及人員嚴禁破壞保護樁。

（三）鋼護筒方案

根據4#主墩承臺基坑支護排樁施工時地質情況反映，原地面下至9m處為卵石層且含水量豐富，容易出現孔壁坍塌。在最先進行的孔樁施工時，采取安放3m孔口鋼護筒的做法，孔內采用泥漿護壁，但是，在施工過程中，孔內時常出現孔壁坍塌痕跡。主墩樁基4#墩施工時，決定吸取經驗，確保鉆孔成功，采用直徑2.2m鉆頭開孔鉆至8.5m左右，然后埋設直徑2.2m，壁厚12mm，長9m的鋼護筒，護筒頂端高出作業面50cm。鋼護筒埋設采用機械與人工配合的辦法進行。

（四）泥漿

工程技術人員根據前期樁基施工情況，并與現場作業人員進行商討，決定主墩樁基作業時外購沖擊鉆施工形成的泥漿，以保證旋挖樁施工孔壁的穩定。外購泥漿主要性能指標理論值及實測值如下：

（1）泥漿比重：1.1～1.3，現場實測1.26;

（2）泥漿粘度（s）：16～22s，現場實測17s;

（3）泥漿含砂率：〈4.5%，現場實測6%。

（五）鉆孔

（1）鉆孔采用先掏芯、后擴孔法施工，其施工工藝過程如下：

①采用直徑2.2m鉆頭鉆進至8.5m左右埋設鋼護筒;

②采用直徑1.5m鉆頭鉆進至45m左右;

③采用直徑2.0m鉆頭擴孔至40m左右;

④采用直徑1.5m鉆頭鉆進至設計孔底標高5cm以下;

⑤采用直徑2.0m鉆頭擴孔至實際孔底。

（2）鉆孔參數。

①直徑1.5m鉆斗掏芯鉆孔參數：

0～20米范圍13m/h;20～40米范圍8m/h;

40～60米范圍6m/h;60～70米范圍2m/h。

②直徑2m鉆斗擴孔鉆孔參數：

10～20米范圍10m/h;20～40米范圍8m/h;

40～60米范圍3m/h;60～70米范圍2m/h。

③通過鉆孔記錄表，從開孔至終孔時間為30h。

（六）鋼筋籠制作及安裝

（1）根據設計要求，樁基鋼筋籠主筋采用HRB400鋼筋，鋼筋直徑28mm，共52根。加強內圓形箍筋采用直徑25mm的HRB400，間距2.0m/根，外箍筋采用直徑10mm的HPB300，間距為20cm。

（2）原設計主筋采用焊接施工，根據左幅橋5#墩施工經驗總結及作業隊施工經驗，主筋采用焊接施工，孔內接頭焊接時間達到11個小時左右，孔底沉渣厚度難以保證。經過與設計院溝通，樁基孔內連接采用焊接或套筒兩者都可以，為保證鋼筋籠安放時間控制在合適范圍，主墩施工時選用套筒連接方式進行。

（3）以主墩設計鋼筋籠長度為60.0m，鋼筋籠配筋參考值如下：

底籠1：9m+12m=21m;底籠2：1.2m+9m+12m=22.2m

中籠：9m+12m=21m;中籠：9m+12m=21m

頂籠1：9m+9m=18m;頂籠2：9m+7.8m=16.8m

（4）下放鋼筋籠采用70t汽車吊，主筋接長采用套筒連接，長60m重達17t的鋼筋籠下放接長及定位基本控制在4個小時左右完成。

（七）導管安裝

（1）導管采用300mm內徑，螺栓接口形式的無縫鋼管。

（2）導管安裝前相關密封性等試驗。

（八）清孔

在導管安裝完成后，進行二次清孔。主墩樁基二次清孔采用氣舉反循環法進行，成功將孔底2.5m沉渣清孔至設計要求。

（九）混凝土澆筑

（1）做好現場準備工作，挖掘機清理好施工平臺，搭設好鋼板。

（2）做好混凝土連續供應工作，澆筑混凝土運輸車輛8臺，現場另備有1臺36m天泵備用。

（3）首盤封底采用3.5m3漏斗，澆筑首盤混凝土時，采用12m3灌車。砍球后灌車加大馬力傾泄混凝土，在3分鐘時間左右完成第一車12m3混凝土灌注。

（4）現場水下混凝土澆筑主要采用自卸，不考慮拆管時間，基本上3分鐘一車。導管拆除基本上每澆筑60m3拆除一次，每次拆管15米，時間為15分鐘。混凝土澆筑總時間為3小時30分鐘（含拆卸導管時間），比預計8個小時提前4個小時50分鐘。

三、結語

旋挖鉆進行大直徑長樁施工的關鍵之一在于護壁，施工過程中，可根據地質條件合理選用泥漿護壁或鋼護筒跟進;另一個關鍵在于水下混凝土灌注，對于大方量的水下混凝土施工，施工組織是至關重要的，在施工之前，一定要做好各種預案，確保在出現意外情況時，處理起來也要有條不紊。本工程在進行大直徑長樁施工時，總結前期施工經驗，科學地組織施工，所完成的孔樁在質量檢測中，均達到一類樁。

參考文獻：

[1]徐奎.淺談旋挖鉆機施工——大直徑深長鉆孔樁.大科技，2013.23.

[2]柴峰.青島海灣大橋海上旋挖鉆機的技術研究與應用.華東公路，2008.04.