淺談橋梁深樁基工程旋挖鉆施工工藝

■庫進輝 ■中鐵二十五局集團有限公司西北分公司，陜西 西安 710048

1 工程概況

原王鐵路項目前臺大橋工程，總樁量67根，最深樁基可達82米深，所有樁基全為旋挖鉆機鉆孔灌注法施工。樁徑φ1.5米樁基有49根，平均樁深68.8米，樁徑φ1.25米樁基有18根，平均樁深69.7米。工程地處黃土山嶺重丘地區(qū)，地質狀況自地表向下58米左右為砂質黃土，以下為泥巖夾砂巖。

2 施工工藝

采用旋挖鉆機取土成孔，成樁工藝:定樁位→埋護筒→鉆進取土→清孔→吊裝鋼筋籠→插入導管→砼灌注→拔出護筒→樁檢測。

2.1 施工準備

平整施工場地，清除雜物，便于放線及鉆孔機械就位。測量人員采用全站儀進行樁位中心放樣，將所有樁位放出并復核無誤后，現(xiàn)場設置十字護樁并對施工人員進行交底。施工中加強對樁位的復核，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，避免樁位出現(xiàn)偏差。

2.2 護筒制作與埋設

2.2.1 護筒制作

護筒要求堅固耐用，一般采用鋼護筒，其壁厚應能使護筒保持圓筒狀且不變形。每節(jié)護筒長度一般為2～3m，壁厚為4～6mm鋼板加工，其直徑一般比樁徑大于200～400mm。焊接時盡量保證接頭圓順，焊縫飽滿，滿足強度、剛度、不滲水的要求。

2.2.2 護筒埋設

護筒在埋設定位時，護筒中心與樁中心的平面位置的偏差應不得大于5cm，豎直方向的傾斜度不大于1%。護筒頂的高程主要以施工期間的最高水位加上安全高度來確定，對于有波浪的水域還要考慮波浪的高度。旱地施工時主要考慮發(fā)生地表水倒灌孔內沖刷孔壁等情況，因此在旱地施工時護筒頂宜高于地面30cm。護筒周圍填土采用粘性土并逐層夯實，避免發(fā)生地表水滲漏而發(fā)生塌方等。

3 鉆孔

3.1 鉆機就位

旋挖鉆機就位前，對鉆孔的各項準備工作進行詳細檢查，鉆機就位后，調整鉆桿垂直度，在測量人員和施工人員的指導下，鉆頭對準樁位后開始鉆孔。

3.2 泥漿與護壁

泥漿制備，在不影響樁基施工處挖設泥漿池制備泥漿，并在泥漿池內側襯一層土工布，以防止泥漿滲漏和地下水滲入泥漿池內。

泥漿一般由水、粘土(膨潤土)和添加劑組成，具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、增大靜水壓力，并在孔壁形成泥皮，隔斷孔內外滲流，防止坍孔。通常采用塑性指數大于25，粒徑小于0.005mm的粘土顆粒含量大于50%的粘土，通過人工或泥漿攪拌機調和。

一般性能指標控制在:比重1.06～1.15，粘度18～28S，含砂率4%～8%。根據地層土質狀況及時調整泥漿性能，保證成孔速度和質量，隨孔深的增加向孔內及時補充泥漿，以維持護筒內應有的水頭，防止孔壁坍塌。

本地區(qū)地質狀況自地表向下58米左右為砂質黃土，以下為泥巖夾砂巖。在鉆孔施工過程中坍塌現(xiàn)象較少，當孔深達到60米左右時就會有水滲出，根據實際地址情況，我們對前臺大橋所有樁基進行了“干鉆法”施工，因此，不需要泥漿護壁。

3.3 鉆進成孔

旋挖鉆機連續(xù)施工一次性成孔，開鉆時應慢速鉆進，待鉆頭全部進入地層后方可正常鉆進。當鉆頭下降到預定深度后，旋轉鉆頭施加壓力，將土擠入鉆斗內，當儀表自動顯示筒滿時，關閉鉆斗底部，提升鉆斗將土卸于堆放地點。通過鉆斗的旋轉、削土、提升、卸土等反復循環(huán)直至成孔。

安排技術人員人員對鉆機施工進行跟蹤檢查，如出現(xiàn)鉆頭、鉆桿偏離樁位中心、發(fā)生傾斜或護筒周圍出現(xiàn)滲漏塌方等情況，應及時調整、處理。注意觀察土層變化情況，根據地質剖面圖進行核對，并作好鉆進記錄。

4 成孔與清孔

鉆孔至設計底標高并清空后，施工單位會同監(jiān)理工程師進行檢查驗收。主要檢查鉆孔直徑、深度、傾斜度、平面位置后填寫“終孔檢查證”。

清空的質量要求:設計為摩擦樁時，中小橋孔底沉淀土的厚度為40～60cm，大橋根據設計文件規(guī)定。對于支撐樁孔底沉淀土的厚度不得大于50cm.

5 鋼筋籠的制作和安裝

鋼筋材料進場后，應按照規(guī)定進行檢驗，同時做好產品標識牌。

鋼筋籠在鋼筋加工場集中加工、制作。對于較短的樁基，鋼筋籠宜制作成整體，一次吊裝就位。對于孔深較大的樁基，鋼筋籠分段制作，在吊裝時進行焊接。

前臺大橋樁基全為深樁基，因此所有樁基中埋設聲測管，聲測管綁扎在鋼筋籠中與鋼筋籠一起埋置。每根樁基根據樁徑的大小埋置的深測管根數不一，一般情況下，樁徑小于80cm的埋置2根，80cm－200cm的埋置3根，大于200cm的埋置4根。聲測管應采用金屬管，內徑不小于4cm，壁厚不小于3mm。

鋼筋籠制作完畢后，采用平板車拉運至施工現(xiàn)場，用吊車吊裝。為了保證骨架起吊時不變形，起吊前應在加強骨架內焊接三角或十字支撐，以加強其剛度。一般采用兩點吊裝，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之一點之間。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(xù)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。當骨架下降到第二吊點附近的加強箍接近孔口，可用木棍或型鋼穿過加強箍筋的下方，將骨架臨時支承于孔口。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(jié)骨架，使上下兩節(jié)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。

鋼筋籠上焊接耳筋，以保證混凝土保護層厚度。兩段鋼筋籠在孔口拼接時，采用單面搭接焊，有效焊縫長為10d，接頭互相錯開。鋼筋籠焊接完畢后，補足接頭部位的螺旋筋，方可繼續(xù)下籠。下放完畢，根據鋼筋籠設計標高及護筒頂標高，確定吊筋長度。

調整鋼筋籠位置應正確，其偏差不大于±10mm，垂直度偏差不大于2‰。

6 混凝土灌注

混凝土由拌合站統(tǒng)一拌合，并由混凝土罐車運送至現(xiàn)場灌注。導管由管徑250－300mm的無縫鋼管組成，每節(jié)2～3m，配1～2節(jié)1～1.5m的短管，用裝有墊圈的法蘭盤連接管節(jié)。

首批混凝土灌注的數量應滿足導管首次埋置深度1.0m以上的需要。首批混凝土如孔后，混凝土應連續(xù)灌注，不得中斷。導管的埋置深度宜控制在2－6m。并根據孔內混凝土面的位置及時調整導管的埋深。為確保樁頂質量，在樁頂設計標高以上應加灌一定高度以便灌注結束后將此段砼清除，增加的高度為0.5m～1.0m。

7 旋挖鉆施工的優(yōu)點

旋挖鉆機是一種高度集成的樁基施工機械，采用一體化設計、履帶式360度回轉底盤及桅桿式鉆桿，一般為全液壓系統(tǒng)。具有功率大，鉆孔速度快，自動化程度高，移動靈活方便，定位準確等。環(huán)保特點突出，施工現(xiàn)場干凈。施工現(xiàn)場適應于黃土層、淤泥、砂土層、卵石層、碎石層、強風化層等土壤地質條件，適用范圍光，基本滿足各類基礎社工的要求。被譽為“綠色”施工工藝。

8 結束語

本項目在橋梁樁基工程施工中科學地運用了旋挖鉆的施工技術和施工方法，不僅保證了樁基質量，縮短了工期，節(jié)約了成本，更是克服了82m超長深度的黃土地區(qū)樁基施工取得了成功。充分展示了旋挖鉆機的優(yōu)越性，具有一定的參考價值。

［1］公路橋涵施工技術實施手冊(JTG/TF50－2011).

［2］公路工程質量檢驗評定標準(JTG F80/1－2004).