淺談衙白鐵路鳳凰山特大橋鉆孔樁基礎施工

尹松久

摘 要：本文結合衙白鐵路鳳凰山特大橋鉆孔樁基礎施工實踐，就特大橋鐵路橋梁鉆孔樁基礎施工的關鍵環(huán)節(jié)和技術控制進行了簡要闡述。

關鍵詞：鐵路橋梁；鉆孔樁施工；關鍵環(huán)節(jié)；技術控制

新建鐵路衙門廟至白音諾爾線位于內(nèi)蒙古赤峰市巴林左旗境內(nèi)，線路全長94.5 km。其中ZH-02標線路長36.12km，其中，鳳凰山特大橋全長575.28米，現(xiàn)就鉆孔樁基礎施工進行闡述。

根據(jù)地質(zhì)情況，采用沖擊反循環(huán)鉆機和沖擊鉆成孔。工藝流程：施工準備→樁位放線→埋設護筒→鉆機就位、對中→鉆進、掏渣→清孔→成孔檢查→安放鋼筋籠→下導管→灌注砼前的準備工作→鉆機移位→汽車吊就位→灌注水下砼→拆、拔護筒→清理樁頭

1 施工準備

施工前要探明和清除樁位處的地下障礙物。

2 埋設護筒

采用鋼護筒，鋼板壁厚6～8mm，高度為4m，做成整體圓形，在護筒上、下端和中部的外側各焊一道加勁肋。護筒埋深3.5m，護筒頂高出地面50cm，埋設時將護筒周圍0.5m～1.0m范圍內(nèi)土挖除，分層夯填粘土至護筒底0.5m以下。

在砂性土和流塑淤泥質(zhì)粘土中鉆進時護筒長度根據(jù)其埋深和厚度適當增加，對洞高較大且無充填或填充薄弱的地下空洞，采用套筒跟進的方法，確保無塌孔現(xiàn)象。

3 泥漿配制

一般可選塑性指數(shù)大于25，粒徑小于0.005mm顆粒含量多于總量50%的粘土制漿。如當?shù)厝鄙龠m宜的粘土時，可用略差的粘土，并摻入30%的塑性指數(shù)大于25的粘土。所有粘土中不應含有石膏、石灰或鈣鹽類化合物。鉆孔施工時隨著孔深的增加向孔內(nèi)及時、連續(xù)地補漿，維持護筒內(nèi)應有的水頭，防止孔壁坍塌。

4 沖擊反循環(huán)鉆機成孔

4.1 成孔工藝

開挖時應先在孔內(nèi)灌注泥漿，采用小沖程，使成孔堅實、豎直、圓順，能起導向作用，并防止孔口坍塌。當鉆進深度超過鉆頭全高加沖程，且超過護筒底腳以下2m～4m后，方可進行正常的沖擊。

鉆進過程中，必須勤松繩、適量松繩，防止打空錘；勤抽渣，使鉆頭經(jīng)常沖擊新鮮地層。每次松繩量：松軟土層為5cm～8cm，密實堅硬土層為3cm～5cm。

沖程應根據(jù)土層情況而定，堅硬土石層采用高沖程（100cm）；較軟土層采用中沖程（75cm）；在易坍塌地層宜用小沖程，并應相應提高泥漿的粘度和相對密度。

被沖擊破碎的鉆渣，少部分和泥漿一起被擠進孔壁，大部分靠反循環(huán)泥漿泵將鉆渣清除出孔外。清渣必須按時，一般密實堅硬土層每小時純鉆進小于5cm～10cm、松軟地層每小時純鉆進小于15cm～30cm時，應進行清渣。或每進尺0.5m～1.0m時清渣一次，每次清至泥漿內(nèi)含渣顯著減少時為止。在初鉆孔階段，為使鉆渣擠入孔壁，可待鉆進4m～5m后再清渣。

4.2 成孔檢查

檢查內(nèi)容包括：孔徑和孔形檢測、孔深和孔底沉渣檢測、樁孔垂直度檢測及樁位檢測。

4.3 清孔

成孔后，更換清底鉆頭，進行清底，并測定孔深；

清孔泥漿相對密度宜控制在1.10～1.25，粘度22～26s，含砂率小于6%；

清孔采用泵吸或氣舉反循環(huán)方法，孔底沉渣應符合規(guī)定要求。

5 沖擊鉆機成孔

鉆機就位，泥漿稠度滿足護壁要求和孔壁壓力，當泥漿量和泥漿的技術指標達到要求時開始鉆進。

開始鉆進要緩慢，采用小沖程鉆進，待通過護筒底口后方可正常鉆進。鉆進過程中要注意取樣，根據(jù)地層情況及時調(diào)整沖程、泥漿稠度，在通過堅硬密實卵石層或基巖漂石之類的土層時采用高沖程；在通過松散砂、礫類土或卵石夾土層時采用中沖程；在易坍孔或流砂地段采用小沖程，并提高泥漿的稠度和相對密度。在通過漂石或巖層，如表面不平整，先投入粘土、小片石，將表面墊平，再用十字形鉆錐進行沖擊鉆進，防止斜孔彎孔。

6 鋼筋籠制作與安裝

鋼筋籠由鋼筋加工場集中加工、整體吊裝入孔。

制作時，按設計尺寸做好加強箍筋，標出主筋的位置。把主筋擺放在平整的工作平臺上，并標出加強筋的位置。焊接時，使加強筋上任一主筋的標記對準主筋中部的加強筋標記，扶正加強筋，并用木制直角板校正加強筋與主筋的垂直度，然后點焊。在一根主筋上焊好全部加強筋后，用機具或人轉動骨架，將其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架放于支架上，套入盤筋，按設計位置布置好螺旋筋并綁扎于主筋上，點焊牢固。

鋼筋籠在運輸過程中要采取有效措施防止鋼筋籠變形。鋼筋籠制作完成后， 骨架安裝采用汽車吊，為了保證骨架起吊時不變形，對于長骨架，起吊前應在加強骨架內(nèi)焊接三角支撐，以加強其剛度。采用兩點吊裝時，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點之間。對于長骨架，起吊前應在骨架內(nèi)部臨時綁扎兩根杉木桿以加強其剛度。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。解除第一吊點，檢查骨架是否順直，如有彎曲應整直。當骨架進入孔口后，應將其扶正徐徐下降，嚴禁擺動碰撞孔壁。然后，由下而上地逐個解去綁扎杉木桿的綁扎點及鋼筋十字支撐。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（視骨架輕重而定）等穿過加強箍筋的下方，將骨架臨時支承于孔口，孔口臨時支撐應滿足強度要求。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，直至所有骨架安裝完畢。

骨架最上端定位，由測定的孔口標高來計算定位筋的長度，并反復核對無誤后再焊接定位。在鋼筋籠上拉上十字線，找出鋼筋籠中心，根據(jù)護樁找出樁位中心，鋼筋籠定位時使鋼筋籠中心與樁位中心重合。

然后在定位鋼筋骨架頂端的頂?shù)跞ο旅娌迦雰筛叫械墓ぷ咒摶虿垆摚谧o筒兩側放兩根平行的枕木（高出護筒5cm左右），并將整個定位骨架支托于枕木上。

7 灌注水下混凝土

澆筑水下混凝土必須做好準備工作，確保澆筑水下混凝土時間≯8小時。

導管采用專用的卡口式導管，導管內(nèi)徑25cm，分節(jié)長3m，最下節(jié)長6m。導管制作要堅固、內(nèi)壁光滑、順直、無局部凹凸。各節(jié)導管內(nèi)徑大小一致，偏差≯±2mm。

下放過程中應保持導管位置居中，軸線順直，逐步沉放。澆筑首盤混凝土時，導管底部至孔底距離控制在35～40cm。

澆筑水下混凝土之前，再次檢測孔底泥漿沉淀厚度，如沉渣厚度大于5cm或10cm時，必須對孔內(nèi)進行二次清孔，確保孔底沉渣厚度符合規(guī)定要求。澆筑前，先射水或壓氣3～5min，將孔底沉渣沖翻攪動。

采用砍球法澆筑水下混凝土，首盤混凝土需用量由計算確定，保證首批混凝土澆筑后導管埋入混凝土中的深度≮1m，并能填充導管底部間隙。澆筑時間內(nèi)，導管口應埋入先前澆筑的混凝土內(nèi)至少1.5m，防止泥漿沖入管內(nèi)，但不得大于5m。

完成首批封底混凝土后，6m3儲料斗換成2m3儲料斗，采用混凝土輸送車直接澆筑混凝土，以加快水下混凝土的澆筑速度。

澆筑過程中經(jīng)常量測孔內(nèi)混凝土面的上升高度，并適時緩慢平穩(wěn)提升，逐級快速拆卸導管，并在每次起升導管前，探測一次管內(nèi)混凝土面高度。

混凝土澆筑開始后，應快速連續(xù)進行，不得中斷。混凝土澆筑標高比設計標高高出1m以上，多余部分在承臺施工前鑿除，確保樁頭無松散層。

8 樁基檢測

根據(jù)設計要求，在監(jiān)理工程師在場的情況下，對樁的完整性嚴格按照規(guī)范及設計要求進行檢測；并委托有資質(zhì)的單位，按要求進行靜載抗壓試驗或全長鉆孔取樣試驗。

9 結語

通過對以上關鍵環(huán)節(jié)進行了嚴格的技術控制，衙白鐵路鳳凰山特大橋鉆孔樁基礎施工合格率100%，完全滿足了設計要求。