斜拉橋建設中的RCD鉆孔樁基施工技術

祖重熙

（中國土木工程集團有限公司，北京 100038）

1 引言

RCD反循環(huán)鉆成孔技術，作為橋梁樁基施工中的先進技術，廣泛應用于橋梁樁基施工中，使用反循環(huán)技術進行成孔不但可以增加施工的速度，而且可以提升沖洗液的使用率，最終減少工程的投資成本。因此，對RCD鉆孔樁基施工技術的研究十分重要。

2 工程概況

某斜拉橋總長690 m，其中主跨長370 m，兩側邊跨長2×160 m。主跨跨中橋面標高56.987 m，橋塔中心橋面標高53.684 m，雙橋塔斜拉索160束。大橋主墩（塔）基礎為23根φ2.5 m鉆孔樁基礎，樁基長度110～116 m，單樁鋼筋籠質量為74～82 t，主墩（塔）永久鋼護筒（厚度20 mm）長度為27～34 m，單護筒質量為34～43 t。

3 鋼護筒安裝

3.1 測量放樣

利用施工平臺，按鉆孔樁中心位置準確放樣，然后在平臺面畫十字線，確定鋼護筒位置。

3.2 安裝導向架

橋位處水位較深，鋼護筒打入河床前，自由長度較長，根據(jù)鋼棧橋、施工平臺施工經驗，受水流影響，鋼管基礎安裝困難，需要使用導向架；鋼護筒體積大，受水流影響更大，經綜合考慮鋼護筒安裝使用桁架式導向架。

1）施工條件。橋位處受潮汐影響，退潮時河道水流流速偏快，漲潮時河道水流流速偏慢，平潮時河道水流流速相對穩(wěn)定，每天（壅水）平潮時間約30 min，時間較短。高潮位期間，水位差約±3.0 m，低潮位期間，水位差約±2.0 m，根據(jù)此特點，鋼護筒盡量安排在每天平潮時間插打。另考慮總體工期緊張，這樣鋼護筒安裝時間會較長，影響節(jié)點工期[1]。

2）鋼護筒導向架。桁架式導向架總長9.34 m，總高6.0 m，施工平臺面以上高2.0 m，施工平臺面以下截面外形尺寸3.34 m×3.34 m，利用施工平臺固定。導向架主框架采用2根30#槽鋼[30焊接，框架斜支撐采用單根25#槽鋼[25焊接。

導向架平面示意圖如圖1所示。

圖1 導向架平面示意圖（單位：mm）

3）導向架安裝誤差。導向架決定鋼護筒，鋼護筒決定樁基礎，因此，導向架安裝要求必須準確，安裝的誤差要求為：垂直度≤1/100，頂面平面誤差≤30 mm。

3.3 鋼護筒吊裝

利用龍門吊分節(jié)吊裝，人工纜風繩輔助方法導入導向架內就位。兩節(jié)鋼護筒現(xiàn)場拼接，底節(jié)利用施工平臺型鋼支架固定，上節(jié)利用龍門吊吊裝，上下節(jié)鋼護筒對齊接頭后，采用鋼板條臨時點焊固定，采用手工焊，安排4名焊工對稱焊接，焊接方法見鋼護筒車間加工方法，在經過檢驗之后，用龍門吊將鋼護筒降到河床面，采用上面的方法再接第三節(jié)，鋼護筒需要插打。

3.4 插打鋼護筒

利用龍門吊吊裝DZL-240型雙夾振動錘插打，初始插打時要注意控制振錘下落高差和速度。鋼護筒頂面打至施工平臺上1.0 m時，停止插打，繼續(xù)接長鋼護筒，鋼護筒接長后，再繼續(xù)插打至設計位置。PY1墩鋼護筒打入河床深度約20 m，PY2墩鋼護筒打入河床深度約24 m[2]。

4 鉆孔、清孔

4.1 鉆孔

根據(jù)地質條件和樁基特性，采用RCD履帶式反循環(huán)鉆機，鋼護筒和膨潤土泥漿護壁方法鉆孔。

1）鉆孔順序。盡量使鉆機及配套機具移動范圍最小，以方便施工。為滿足條款要求，不干擾新灌混凝土樁的混凝土穩(wěn)定性及質量，采用間隔樁鉆順序施工。鉆孔順序如圖2所示。

圖2 鉆孔順序（單位：m）

2）鉆機就位。利用施工平臺和鋼護筒測量放樣，確定樁基中心位置，鉆機就位后，鉆機調平，通過對鉆頭的定位，使其與樁身中心相一致，調直鉆桿垂直度＜1/75，固定鉆機位置，檢查設備的配置和狀況是否符合施工要求，方能進行鉆孔[3]。

3）抽水置換泥漿。鋼護筒施工期間，內部存有河水，河水含有大量雜質，影響泥漿質量，開鉆前采用水泵抽出鋼護筒內的水后，置換新拌制泥漿進入鋼護筒至控制水頭位置。

4）鉆孔。通過鋼護筒內空鉆部分，要進行鉆機調試，必要時進行適當調整；有鋼護筒部分可以快速鉆進；接近鋼護筒底部要放慢鉆孔速度，采用慢速鉆進方法，同時泥漿采用較大密度；通過鋼護筒底部后，根據(jù)地質條件，采用適宜的速度鉆孔，地質相對松軟部分，鉆孔速度不要太快，避免鉆孔樁縮孔；泥漿密度要控制好，泥漿密度低，護墻效果不好，易造成塌孔、縮孔現(xiàn)象，泥漿密度偏大時，影響鉆孔效率；在鉆孔時，應根據(jù)河面的水位，對鋼護筒的水頭高度進行控制[4]。

5）鉆渣處理及取樣。從孔內抽出的含砂泥漿，直接進入泥漿除砂機進行分離處理，分離出的泥漿進入備用泥漿槽，泥漿經沉淀檢測合格后再利用，分離出的鉆渣（泥、砂等）進入鉆渣槽，利用小型挖掘機（或裝載機）裝入自卸車運至指定棄土場地處理；現(xiàn)場要保留鉆渣樣品，當?shù)刭|情況與最初的設計有出入時，應及時與咨詢監(jiān)理聯(lián)系，必要時需要進行鉆孔深度調整。

4.2 清孔

本工程使用RCD反循環(huán)鉆機，有利清孔；考慮樁底部地質土層密實穩(wěn)定，對泥漿護壁要求不高，考慮加快施工進度，當鉆頭接近樁底時，由操作手控制，邊鉆孔邊清孔，當鉆頭達到樁底時，第一次清孔基本完成，停止鉆孔后，繼續(xù)清理鉆孔直到泥漿達到規(guī)定的要求為止，力爭做到提鉆、清孔一次完成，盡量縮短第一次清孔時間；移出鉆機，清理現(xiàn)場。

5 鋼筋籠節(jié)段拼裝

5.1 鋼筋籠節(jié)段運輸

1）在河流北側場地臨時碼頭，使用駁船把鋼筋籠節(jié)段運輸運至施工平臺，利用履帶吊卸船，鋼筋籠平放在鉆孔樁附近；在設置鋼筋籠加工場地，使用平板車運輸鋼筋籠至施工平臺。

2）駁船長45 m，寬15 m，至少可以擺放16節(jié)12 m長鋼筋籠，運輸途中，鋼筋籠底部采用墊木及楔塊支撐穩(wěn)定，上部采用吊帶捆綁，保證運輸?shù)陌踩浴ｑg船由拖輪拖拽。

5.2 鋼筋籠節(jié)段拼裝

利用施工平臺跨墩龍門吊，按自下而上的順序分節(jié)吊裝現(xiàn)場拼裝。鋼筋籠吊裝有平吊、豎吊、整體吊裝3種狀態(tài)。平吊采用扁擔吊裝，豎吊采用多點吊裝，整體吊裝采用支架加固方法。

1）首先底節(jié)吊裝入孔。底節(jié)鋼筋籠不長，且質量輕，可以采用兩點吊裝，確保鋼筋籠吊裝不變形。入孔前，人工氣焊切割內圈箍三角支撐后，下放至預設位置，利用鋼筋籠固定支撐架，從預留吊環(huán)孔，穿2根支撐橫梁后，把鋼筋籠放在橫梁上穩(wěn)定后，拆卸吊裝鋼絲繩、吊環(huán)。

2）龍門吊吊裝第二節(jié)鋼筋籠。鋼筋籠12 m長，最好采用3點吊裝，確保鋼筋籠吊裝不變形。移動至孔口，人工配合按主筋編號與第一節(jié)對接，人工利用手動扳手，擰套筒螺栓，套筒螺栓不要一次擰緊到位，待所有套筒螺栓都連接好后，再逐個擰緊套筒螺栓；同樣方法，連接鋼管接頭。

3）綁扎接頭部分鋼筋。綁扎連接兩節(jié)鋼筋籠接頭部分的螺旋筋。

4）起吊下籠。為減少鋼筋籠在現(xiàn)場吊裝過程中變形，因此，采用鋼筋籠豎轉機機構進行安裝。

5）鋼筋籠整體吊裝固定。施工平臺頂面標高＋7.136 m，鋼筋籠頂面標高＋3.104 m，鋼筋籠在平臺面以下4.032 m，采用套筒、鋼筋與鋼筋籠整體固定支撐架直接連接固定。鋼筋籠自身太重，不采用依靠鋼護筒固定鋼筋籠方法。

6）鋼管同鋼筋籠同時安裝，自下而上順序進行，在放置過程中，不受任何外力影響，確保聲波檢測設備裝置順利進入。

6 灌注樁基混凝土

1）封底混凝土大料斗?？紤]樁基較深，封底混凝土高度，將底節(jié)導管埋深2.0 m，導管底距樁底50 cm，導管中混凝土高度是導管長度的1/2，封底混凝土大料斗體積約16 m3；采用型鋼、鋼板現(xiàn)場加工；利用鋼筋籠支撐架支撐，確保穩(wěn)定、安全。

2）導管口封球?？紤]樁基深，在導管中，混凝土的沉降時間較長，易發(fā)生離析，為確保混凝土質量，在導管上口采用泡沫球封堵，泡沫球與導管內混凝土同時下落，泡沫球滑出導管后自動上浮至鋼護筒內泥漿表面，撈出洗凈下次再用。

3）混凝土連續(xù)灌注。樁基混凝土需要連續(xù)灌注，在大口徑深孔樁基中，必須均勻、連續(xù)地進行混凝土灌注；由于施工速度太快，會導致混凝土中出現(xiàn)泥水夾層，從而對樁基礎混凝土的質量造成不利的影響，速度太慢或間隔時間較長，容易造成導管堵塞、斷樁等；現(xiàn)場安排專人組織協(xié)調，保證混凝土持續(xù)供應和連續(xù)灌注。

7 結語

綜上所述，橋梁樁基作為整個橋梁體系中不可或缺的重要構成之一，應對其整個作業(yè)過程嚴加管控，以確保其建設質量，在橋梁工程中使用RCD反循環(huán)鉆孔施工技術，可以發(fā)揮其靈活性、適應性等諸多優(yōu)勢，本文結合具體工程實例，詳細探討了RCD鉆孔樁基的施工技術要點，以提高橋梁整體工程質量。