干成孔旋挖桩施工技术在桥梁基础施工应用

干成孔旋挖桩施工技术在桥梁基础施工应用

梁伯展

广州市黄埔区市政建设有限公司

摘要：干成孔旋挖桩施工技术是道路桥梁桩基施工应用普遍的施工技术之一，其具有施工便捷、可靠性高以及成本低等优点。文章对干成孔旋挖桩施工技术及施工过程常见问题、防控措施等进行分析，旨在共同提高施工水平，确保桥梁桩基质量。

关键词：道路桥梁；干成孔旋挖桩；施工技术；问题与防控制

前言

当前，在桥梁桩基施工过程中，常用到孔旋挖施工技术。旋挖钻机通过配备相应钻具，可完成干式(短螺旋)、湿式(回转斗)及岩层(岩心钻)等方式的作业。采用干成孔旋挖桩施工技术，可有效提高施工效率、降低成本。在实际应用过程中，应对其容易出现的施工问题进行分析，并做好防控措施，才能保证施工质量。

一、工程概况

某城市主干路工程，全长约2.698公里，工程施工中包括三座简支桥梁，分别为A桥（三跨10+13+10m，宽57m），B桥（三跨13+16+13m，宽50m），C桥（三跨16+22+16m，宽68.5m）。桥梁上部采用先张法预应力砼空心板梁结构，下部结构为桩柱式墩，直径1.2m钻孔灌注桩。根据设计方案，需要设置68根长度为28～44m的钻孔桩。由于该工程对施工质量要求比较高、工期紧，经综合考虑后，桥梁桩基采用旋挖钻施工成孔的施工方法。

二、挖钻成孔施工流程

旋挖钻成孔施工流程如下：

1、场地布置原则

旋挖钻进施工前，先要对施工现场进行合理布置。场地要平整、杂物要清理干净，换去软土，夯实场地。之后放出桩位，测量复核无误后，要对数据进行记录妥善保存。

2、桩位放样

桩位放样时，要按照先整体后局部的顺序进行。钻孔高程放样作业完成后，必须校核结果。通过全站仪，确定各桩点准确的放样位置，并保证其误差不得超过规范规定的精度。

3、钻孔机就位

进行钻机就位时，要保证钻机各项性能良好，能正常进行工作。

4、埋设钢护筒

埋设钢护筒作业是旋挖钻孔机施工的开始，要保证埋设后的护筒,其平面位置及垂直度都要准确，护筒四周与护筒底脚必须紧密,没有出现透水。制作护筒所采用的钢板厚度,应根据钢护筒长度不同而有所区别:钢护筒长度低于4m时，钢板厚度4mm～6mm为合适,长度超过4m时，钢板厚6mm～8mm为合适。钢护筒需要埋设在较深位置时，可采用焊接连接方式,连接使用多节钢护筒，焊接质量要达到规定要求。

根据设计要求选用钢护筒的具体尺寸，并保证其内径要大于钻头直径。

根据设计和规范要求，确定护筒埋置深度。如果需要在河流中设置钻孔时，必须把钢护筒埋设在坚硬土层里，并且保证深度在0.5m以上。护筒顶端要比地下水位或施工水位高出1.5m～2.0m，比施工地面高出0.3m。

埋设钢护筒前，要先进行测量放样，确保位置准确，护筒顶面位置误差应小于5cm。埋设钢护筒时，其斜度要小于1％。

5、旋挖成孔

旋挖钻机作业时，通过回转钻头，方可削到土层，削下的泥土，通过

机器放入钻斗内，钻机再从钻斗孔外取出卸土，之后回转钻头，继续削土，循环施工，直至挖孔任务完成。

钻机成孔期间，一般采取静态泥浆护壁钻进工艺，泥浆原料以选用优质膨润土为佳。随着旋挖钻深的增加，孔内的泥浆也要相应补充，

并保持泥浆高于护筒底口1m以上。

钻进期间要及时关注土层变化情况，与地质报告比对，并做好钻进记录。当钻进深度距离设计深度还有1m时，要对其进行测量，确保

钻深达到设计要求。

6、清孔

当挖深达到设计要求时，要进行掏渣清孔，可以通过筒式钻头，在原处进行旋转几圈，就可以完成清孔作业，要适度控制清孔的速度，

孔内泥浆要保持一定高度。放入钢筋笼后，要检查孔底沉渣情况，并

检测其厚度，如出现超标时，需要通过旋挖钻机进行再次清孔。

7、钢筋笼安装

安装钢筋笼时，要采用分节下放，孔口必须焊接紧密。采用三点起吊钢筋笼，之后把笼放入孔内，要垂直下放，注意避免笼碰触孔壁。

具体作业时，先在孔口上放上第一节笼，之后吊起第二节笼，并进行

焊接，焊接完成后可下放入孔，焊接时要保证上下节笼呈垂直状态，

主筋位置要准确。如果钢筋笼节段多时，可以先把两节笼进行水平焊接，同时起吊，这样可节省焊接时间。

8、浇筑水下混凝土

完成钢筋笼安装工序后，要及时下放导管，浇注混凝土。根据有关要求，进行水下混凝土浇注施工，浇注期间可通过移动式钢板箱泥浆池回收泥浆，可以减少浪费，有利于环保。

水下混凝土浇筑要连续进行，不能中途停顿。浇注桩内混凝土时,由于不能进行振捣，桩成型主要靠混凝土的自重压密和混凝土的流动而成，因此要保证配合比准确,并适度控制浇注速度,保证混凝土质量，及时对混凝土塌落度进行检查。

由于混凝土浇筑到顶时残留泥浆会与混凝土混合，为确保桩头混凝土质量,实际桩顶标高应比设计标高高0.5m～1.0m，最后机械破桩头处理。(见图1)

1-下导管；2-放置封口版；3-在灌注漏斗中装入混凝土；4-起拨封口版，初灌混凝土；5-连续灌注混凝土；6-起拨护筒

图1导管法灌注水下混凝土示意图

三、不同地层施工

1、松散杂填土层

在桥梁桩基施工过程当中，施工现场通常都会遇到不同的土质。如桩基表层为松散杂填土时，其主要由碎石、垃圾等组成。该土层强度小、压缩性好，渗透容易，土层开挖后极易出现坍塌，引发塌孔问题。遇到这种情况时，不能采用泥浆护壁，应通过长护筒刺穿松散层，护筒长度可控制在10米，壁厚10毫米左右即可，如桩基为硬土层时，可通过泥浆护壁方法，会取得显著效果。

2、粉质黏土层

对于桩基表层为粉质黏土层，最下层为岩层时，采用旋挖钻机作业时，可适度加快钻进速度，按常规使用泥浆即可，某些地段还可采取螺旋钻＋干成孔相结合，最后利用筒钻扫孔，成孔效果较好。

3、中风化泥质粉砂岩

该层通常作为桩基设计的持力层，其岩石中单轴抗压强度变化明显，

钻进过程中,如果遇到坚硬岩石时，钻进困难,容易出现打滑问题，此时应根据具体情况,结合使用螺旋钻头与回转钻头。可先用螺旋钻头把岩石击碎，之后用回转钻头进行钻进，完成成孔作业。如果钻机钻进出现困难,由应暂停使用旋挖钻机，改为用冲击钻机施工。

四、常见问题防控措施

1、坍孔防控措施。

如果在钻进过程中出现轻度坍孔，可把护筒直接加长至稳定土层，继续进行钻进作业，如果出现严重坍孔，可先投入粘土泥膏，及至孔壁稳定，后把护筒加长，以较低速度进行钻进作业。浇注混凝土期间出现坍孔，导致断桩，则应马上拔出钢筋笼，快速清理孔内混凝土，解决坍孔问题后，再进行后续工序施工。

2、钻杆、钻具掉入孔内防控措施

采用夹板提引法和钢绳套取法打捞钻杆；钻斗卸土活门可采用冲抓锥取活门或用冲击锥将活门击碎挤入孔壁。并经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置磨损情况，做好预防措施。

3、钢筋笼上浮防控措施

轻提导管缓慢下放，人工辅助转动，保证导管回到孔中间位置，量孔要及时，导管要勤拆；当混凝土浇注靠近钢筋笼底部，导管底口在钢筋笼底3.0m以下或在1.0m以上时,要注意减慢混凝土浇注速度,避免混凝土产生向上冲力。

4、导管堵管、断桩防控措施

水下混凝土的坍落度及和易性必须符合设计和施工要求；保证混凝土供应速度；出现堵管问题后，要立即进行疏通或处理，如需要二次拔球时，混凝土出导管后及时将导管插入原混凝土足够深度，高出桩顶混凝土适当多留等；所用导管必须通过水密试验，确认合格后方可用于施工。导管安装时，要对称拧紧螺栓，并进行复查,无问题后才放入孔内。

五、结束语

上述工程采用旋挖钻机进行成孔施工过程中，经项目部全体人员共同努力，严格按照有关规定和要求精心施工，并对施工中常见问题做好防控措施,实现了施工质量和安全事故为零，已通过了有关部门的检查和评定，确认施工质量优良，在业主规定的工期内完成施工任务，得到了有关设计、业主、监理等单位的充分肯定。

实践表明，采用旋挖机成孔施工工艺，优点明显，可作为今后同类工程灌注桩成孔工艺的优选工艺之一。

参考文献:

[1]李剑雄.刍议道路桥梁施工中的干成孔旋挖桩施工技术，江西建材,2017(10)

[2]陶建广，探讨道路桥梁施工中的干成孔旋挖桩施工技术，黑龙江交通科技，2015(8)