鐵路跨江特大橋樁孔的施工技術分析

摘要：以某鐵路特大橋梁建筑工程項目作為研究對象，對橋樁孔施工技術進行深入研究分析，簡單描述出墩位鉆孔施工技術，并對鉆孔樁穿越流沙層的施工技術進行分析，以期望此次研究分析能夠為存在類似情況的工程項目提供借鑒。

關鍵詞：特大橋;深水鉆孔樁;施工技術

1" "工程概況

某跨江特大橋梁的總長度設計為9.2km，主橋基礎設計為鉆孔灌注樁，其中167號、168號墩位置在漢江水域內。每一個橋梁主墩均是由12根鉆孔灌注樁組成的基礎。鉆孔施工在水中臨時搭建的作業平臺中進行，鋼護筒頂部的標高設計為+28m，底部標高設計為-2m，整個鋼護筒的長度設計為30m，江底部泥土的標高為+8m，灌注樁的底部標高設計為-45m。

2" "工程特點與難點

鉆孔直徑較大，167號、168號橋墩的直徑設計為3m，長度設計為2.5m，每一個主墩由12根灌注樁組成。鉆孔進入基巖深度比較大，以鉆孔作業平臺為基點進行計算，鉆孔的最大深度為78m，部分鉆孔的深度為40m。

鉆孔作業在臨時搭建的水平作業平臺上進行，而作業平臺搭設正好處于漢江的汛期時間段內，水流速度保持在2.1m/s，漢江水位最高可到+26m，漢江流域最深處達到18m。鉆孔施工則處于漢江枯水時間段內，漢江流域的最低水位+11m，水深為3～15m，由于水位高度落差比較大，促使施工過程中所面臨的安全風險比較大。鉆孔施工的難度比較大，在實際施工過程中常常出現卡鉆、漏漿、坍塌等現象。

3" "樁孔施工技術

3.1" "施工準備

3.1.1" "鉆機安拆

在安裝鉆機、拆卸鉆機之前，相關作業人員必須參照設備出廠說明書、施工方案、標準工藝以及安全管理要求進行作業。結構吊裝作業過程中必須委派專人從旁指導，結合結構重量合理選擇鋼絲繩。天氣條件惡劣的情況下嚴禁吊裝作業，例如大風、大雨等惡劣天氣不得進行鉆進安裝、拆卸作業。

3.1.2" "開鉆準備

各部位安裝的螺栓準備齊全，鉆頭的直徑至少為1.2m。利用鋼絲繩來控制鉆機的高度，鋼絲繩的性能、規格、保養狀況均需符合規范要求，按照7d的時間間隔來檢查鋼絲繩的外觀質量。管路連接必須保證足夠牢固，不得出現滲漏現象。檢查各組件連接的牢固性，同時連接件應具備絕緣性能。將樁孔內的雜物清理干凈，著重關注金屬構件表面是否存在污漬。電焊機、空壓機、泥漿泵的性能規格均需滿足設計及規范要求。

3.2" "測量放樣

護樁采用十字交叉法施工，技術員使用水平儀測量放線出樁位的中心點。在埋設護筒時必然會損壞前期放設的中心點，所以要嚴格按照要求設置4個保護樁，利用保護樁測量護筒安裝位置的精準性。保證樁位的偏差保持在合理范圍內，并保證鉆機放設位置、鋼筋籠吊裝位置的精準性。十字交叉定位施工法如圖1所示。

將樁中心作為十字線的中心點，并在十字線上明確標記出M、N、M'、N'4個點的位置，復核無誤后將鋼筋表面及四周的土方挖除，并回填水泥砂漿進行加固，保證護樁不會出現位移或損壞。旋挖鉆鉆頭直徑明顯超過鋼絲繩的直徑，增大鋼絲繩位置復核難度，使用全站儀測量確定樁基的位置后，可利用鋼絲繩的中心線部位判斷鉆頭是否位于正常路線上。

3.3" "埋設護筒

在埋設護筒前，施工人員探測埋設區域是否存在地下管線，然后根據護樁的位置確定樁孔的位置。土方開挖至黏土層，若地下不存在黏土層，則在護筒底部逐層回填黏性土并逐層夯實。

使用起重機安裝護筒，在安裝過程中需頻繁核對護筒中心與樁位中心是否處于同一條線，確保護筒保持垂直狀態。當護筒位置確定后，開始逐層回填護筒周邊的土方并逐層碾壓。使用重物將護筒插入黏土層，保證樁基施工不出現漏漿現象，護筒頂部至少高于地面300mm。護筒埋設的深度可根據現場實際情況確定，通常護筒埋設的深度保持在2～4m。當護筒埋設完成后調整護筒的中心點、垂直度，將中心點的偏差控制在50mm內，護筒的垂直度控制在1%內。假若檢驗不合格，則拔出重新施工。

3.4" "泥漿制備

3.4.1" "泥漿池設置

漿液拌制直接在泥漿池中進行，保證漿液供應可以滿足實際施工的需求，通過泥漿循環排出孔內的渣土。

3.4.2" "泥漿制備

合理選擇制漿設備并配備充足的黏性土，通過試驗確定泥漿的配合比，泥漿使用黏性土或膨潤土進行拌制。結合鉆進過程中的土層具體情況確定泥漿比重。泥漿拌制使用的水，可含有少量不純物質的水。

泥漿的性能通過現場試驗確定，泥漿應與鉆孔方式、土層結構保持協調。泥漿池護壁使用水泥砂漿作硬化處理。為保證施工過程中的安全性，在泥漿池四周設置防護欄桿、安全警示標牌并拉設安全警戒線。泥漿箱如圖2所示，泥漿比重調制控制見表1。

本次試樁泥漿制作控制指標如下：泥漿比重為1.25g/cm³，黏度為20～22mPa·s，含砂率為14%，膠體率為96%，pH值為7。為滿足施工環保要求和泥漿重復使用，在樁位附近設置10m×6m×25m泥漿池，泥漿存儲能力完全能夠滿足旋挖鉆施工需要。

3.5" "鉆進成孔

當鉆機準備就位后，將鉆機與地表之間的角度控制在4°內。鉆機移動至施工部位后，開始調整桅桿的角度并啟動卷揚機，使鉆頭中心點與鉆孔中心點保持一直，緩慢放入孔內，保證鉆桿始終處于垂直狀態。

開鉆的前期階段，施工人員可以手動下放鉆頭。下放過程盡量緩慢，避免鉆桿偏離正確軌道。當鉆進至護筒底部以下1m開始增大鉆進的壓力、速度。鉆進過程中隨時根據地層結構調整壓力、鉆速，促使鉆機進入“液控”作業狀態中。鉆機正常鉆進作業時，嚴格按照減壓鉆進的原則進行作業，鉆壓不得超出鉆孔設備總壓力減去浮力以后的80%。

實際鉆進作業過程中，需結合地質情況不斷調整鉆機的技術參數。可通過撈取鉆渣判斷土層結構，最后形成鉆孔記錄。結合土層結構、鉆進實際狀況，調整優化鉆進的各項技術參數。施工人員必須按要求檢查鉆桿的長度、鉆具的性能，并形成完整的檢查記錄。當鉆桿進尺達到設計標高時停止鉆進作業，并將鉆頭提高30cm，降低鉆速，清理孔底部位的鉆渣。

3.6" "成孔檢測及清孔

鉆孔作業完成后檢驗成孔的質量，質量檢驗合格的前提下開始清孔，以清理孔底的沉淀物，減少孔底沉渣厚度。鉆孔樁設計的是摩擦樁，清孔過程中應保持連續性，避免泥漿大量沉淀，增大清孔作業的難度。清孔采用泥漿分離器進行作業，排出的泥漿中含砂率與新灌入的泥漿含砂率一致時，即可停止清孔作業。

吸渣換漿過程中，需要不斷向孔內注入新鮮漿液，確保孔內泥漿水位保持穩定，避免出現塌孔現象[1]。清孔作業完成后，及時檢查沉渣的厚度，保證孔底部位的沉渣厚度滿足設計及規范要求。當沉渣厚度滿足設計要求時，開始吊裝鋼筋籠，然后進行二次清孔作業。使用換漿清孔法，具體使用3PN泥漿泵向孔內灌注優良性能的泥漿，通過反循環的方式將孔底沉渣帶出地表。

3.7" "鋼筋籠制作與安裝

3.7.1" "準備工作

鋼筋籠直接在生產車間進行加工制作，制作完成后運送自樁位即可。在實際安裝過程中，必須嚴格按照施工規范要求搭接鋼筋籠，還應保證鋼筋籠的保護層厚度符合設計要求[2]。

鋼筋連接前，回收絲頭上的塑料保護帽和套筒端頭的塑料密封蓋，并檢查鋼筋規格是否和連接套筒一致，檢查螺紋絲扣是否完好無損、清潔。如發現雜物或銹蝕要用鐵刷清理干凈。檢查套筒的產品質量，套筒必須有供貨單位的質量保證書。

3.7.2" "鋼筋籠連接

先將鎖緊螺母及標準套筒按順序全部擰在加長絲頭鋼筋的一側，將待接鋼筋的標準絲頭緊靠后，再將套筒擰回到標準絲頭一側，并用扳手擰緊。將鎖緊螺母與標準套筒擰緊鎖定，然后立即畫上標記，以便質檢人員抽檢，并做抽檢記錄。

對接時，按照長線法拼接的標記對位。對接時要銜接迅速，減少作業時間，力爭盡快下籠。連接時保證上、下節骨架的軸線吻合，嚴禁連接后形成折線，可以用線砣輔助遠距離觀測。接頭連接完成后由質檢人員分批檢驗，檢查方式為目測。接頭兩端外露螺紋長度相等且不超過一個完整絲扣（加長螺紋除外）。

3.7.3" "鋼筋籠定位

鋼筋籠連接和焊接吊筋完成后進行鋼筋籠定位，以保證鋼筋籠中心偏差≤5cm，滿足規范及設計要求。鋼筋籠定位首先拉好護樁，然后把鋼筋的頂端定位箍移動到護樁中心點，偏差滿足要求后在定位箍與護筒之間上焊接定位筋，最后下放到位。

3.8" "二次清孔

當鋼筋籠、導管安裝完成后，進行二次清孔處理，然后澆筑混凝土。清孔使用1m的壓風機，將導管輸送至孔底部位，利用風壓的作用力將底部的沉淀物降低至最小。

3.9" "灌筑混凝土

混凝土生產由專業的混凝土攪拌站完成，混凝土輸送由棧橋部位輸送至樁位，封底部位的混凝土使用大容量的料斗進行澆筑。當封底部位的混凝土澆筑完成后，改用小容量料斗進行連續澆筑，混凝土澆筑應一次性澆筑成型。

混凝土澆筑過程中，鋼護筒內部的泥漿面層標高應超出流域水位2m左右。不間斷檢測混凝土表面的標高，并嚴格控制導管的預埋深度[3]。混凝土澆筑完成后，樁頂部位的標高應超出設計標高0.5～1m，保證混凝土的強度符合設計要求。

4" "結語

鐵路特大橋梁水上樁基施工難度存在一定的難度，實際施工時，應結合施工現場的實際情況合理選擇施工方法，確保施工質量符合設計規范要求。使用回旋鉆進行施工，可以有效提高施工質量，在經過實踐論證該項目取得了理想成效，可以為類似項目提供參考。

參考文獻

[1] 劉永紅.長江中下游復雜地層中超長鉆孔樁施工質量控制[J].工程建設與設計，2020（14）：50-53.

[2] 張斌，董建紅，李云銀.巖溶地區清水灌注樁施工工藝——以陽寶山特大橋為例[J].工程建設與設計，2021（9）：124-126.

[3] 任前元.特大橋樁基礎水下施工與技術[J].黑龍江交通科技，2016（6）：120+122.