大直徑超深鉆孔樁沖擊鉆套打成孔施工技術

吳 鵬

(中交隧道工程局有限公司)

1 工程實例

1.1 工程概況

青弋江特大橋跨青弋江主橋位于蕪湖城區內，是青弋江特大橋重要組成部分，主橋為(72 +136 +72)的變截面預應力混凝土連續梁，正橋全長9 422 m，2個主墩基礎采用18 根直徑2.5 m 的鉆孔樁，主橋基礎全部采用鉆孔灌注樁，上為現澆整體式承臺，橋樁設計為巖承樁。

1.2 水文地質

(1)水文

地處長江下游，屬亞熱帶濕潤氣候，季風顯著，氣候溫和，梅雨集中，陽光充足，無霜期長，降雨豐沛集中。區內降水季節性強，5 ～9月份占年降雨的60%以上，多年平均降雨量1 053 mm，最大日降雨1 895.5 mm，每年6月下旬～7月上旬都會出現一段降水量大。

(2)地質

該橋所處范圍水塘表層分布薄層淤泥質土，易造成坑壁滑塌，對工程施工稍有影響，圓礫土含空隙潛水，易造成基坑涌、滲水。粉土、粉砂夾層存在塌孔、涌砂等問題。

1.3 鉆機選型

根據我國大型橋梁鉆孔樁施工經驗，樁徑在2.5 m 及以上、孔深超過50 m 的大直徑超深鉆孔樁，一般均采用大型液壓回轉氣舉反循環鉆機。結合橋處的地質條件、工期要求及其經濟比對，在主橋75#墩、76#墩樁基選用了沖擊鉆成孔施工工藝。

表1 地質勘探資料匯總表

1.4 鉆孔樁布置及護筒埋設施工

主墩每個墩18 根樁，由于場地布置限制，根據場地現場情況合理布置鉆機位置，同時鉆孔最高每個主墩6 臺鉆機設備進行施工，每臺設備單獨設置泥漿池。鉆機為75 ～90 kW卷揚機，鉆頭為14 t 重十字型沖擊鉆頭。護筒采取內徑為3 m，埋深為3 m，桶壁20 mm 厚，埋設頂面高程根據地勢不同大致在12.3 ～12.5 m。

1.5 鉆孔施工

在鉆孔施工，以主墩76#墩為例，首批布設的沖擊鉆機全部為75 ～90 kW 卷揚機、鉆頭直徑為2.5 m 的十字鉆頭、正循環沖擊鉆。76#墩1#樁、13#樁等平均成孔時間為60 ～61 d，在護筒頂高程至以下50 m 左右每天的進尺為1 ～4 m不等(地表為人工填土，進尺較大)，但繼續鉆進時，每天的進尺在0.2 ～0.7 m，平均在0.4 m 左右，鉆進已很困難，經常性的提鉆吃力，出現“糊鉆”的情況，設備故障率也隨之升高，已經嚴重影響了橋體主跨的總體進度，同時也存在較大的安全隱患。

在首批鉆孔結束后，針對這一情況，對鉆孔設備進行了改進。首先利用原來的2.5 m 直徑的沖擊鉆，將孔深鉆至50 m 左右。其次在2.5 m 鉆頭鉆進開始困難時，將原2.5 m鉆機撤下，重新進行鉆孔樁定位，更換鉆機，沖擊鉆機設備卷揚機采用55 kW，5 t 左右的十字形鉆頭，鉆頭直徑采用1.5 m，繼續進行鉆進，此時由于鉆頭變小，對應卷揚機匹配合適，1.5 m 鉆頭單位時間內沖擊的次數大大超于于2.5 m鉆頭的沖擊次數，取得了較好的進尺效果，每日進尺大致在1 ～4.2 m 左右，直至到達設計深度85 m;再次，達到設計深度后，將鉆機重新換回2.5 m 鉆頭鉆機，鉆機布設好后，重新從第一次換下鉆機的深度繼續鉆進，進行套打作業，此時樁孔中心直徑1.5 m 處為“空”，大大降低了巖層對鉆頭的阻力，鉆進表現為每天進尺1.8 ～3.2 m，個別鉆深每天可達5 m，同時也大大降低了設備的故障率。這樣套打成孔完成一個孔徑2.5 m，孔深達85 m 的大直徑超深鉆孔樁的成孔天數是38 ～40 d。

2 結 語

經過這樣的沖擊鉆套打成孔施工方案，改變施工次序，將施工機械的選型及次序的不同，鉆孔樁成孔速度比原成孔速度縮短了1/3 的時間，成孔后，各個樁孔的孔型、孔徑、孔斜率等指標均符合設計規范要求。

大直徑超深鉆孔樁沖擊鉆套打成孔施工方法，施工機械設備簡單，縮短施工成孔時間，降低施工成本，收到較好的經濟效益，縮短工期同時，也保證了工程進度，對于重點工程施工有較好的借鑒意義;大直徑超深鉆孔樁沖擊鉆套打成孔施工方法的施工質量控制，同沖擊鉆鉆孔樁施工質量控制，施工方法易于掌握和控制，成孔質量容易保證，便于施工管理。

［1］李少棟. 水中長大鉆孔樁施工技術［J］. 鐵道建筑技術，2009.

［2］杜永昌. 高速與客運專線鐵路施工工藝手冊［M］. 北京:科學技術文獻出版社，2006.

［3］盧小偉. 大直徑超深鉆孔樁沖擊成孔工藝淺析［J］. 山西建筑，2010，(11).