高铁旋挖钻机干挖成孔水下灌注工艺与质量控制简述

高铁旋挖钻机干挖成孔水下灌注工艺与质量控制简述

赵宽平

中铁六局集团石家庄铁路建设有限公司北京市100000

摘要：高铁桥梁桩基是一座桥梁承重的基础结构，需要承担整座桥梁大部分的力度和压力，所以，高铁桩基的质量直接决定了整坐桥梁的整体状况。高铁桩基的施工水平成为影响高铁桥梁桩基施工的决定因素，对于桥梁的桩基质量有着不可忽视的意义。

关键词：高铁桩基干挖成孔工艺；水下灌注；质量控制简述。

一、工程概况

新建商丘至合肥至杭州铁路站前工程SHZQ-16标起止里程为：DK584+831.89～DK628+815.78（标段终点），全长43.984km。全部位于宣城市境内。

1.1主要工程量

特大桥10座，大桥9座，大桥5座，中桥4座，钻孔桩共计8163根。涵洞33座。路基23段。隧道3座。车站1个。

1.2桩基设计情况

旋挖钻干钻成孔试桩选定鲁家湾中桥商丘台1号桩基，桩径1.0m；桩长9.5m；桩顶设计高程41.92m；桩底设计高程32.42m，桩基基础按柱桩设计，最小嵌岩深度3.3m。

1.3地质情况

根据地勘资料，此处地质资料自地面向下依次如下：

二、试桩的内容及主要目的

2.1试桩内容

根据地质资料及前期施工的钻孔桩成桩情况，在本地质条件下进行干挖成孔水下灌注工艺试验。

2.2试桩目的

（1）验证施工机械配置人员组织是否满足施工需要。

（2）验证本地质情况下，干挖成孔水下灌注施工工艺的可行性。

（3）验证干挖成孔水下灌注的成桩质量。

（4）掌握干挖成孔水下灌注的施工工艺及各项参数。

（5）全线推广干孔成桩作业。

2.3试桩时间

本试桩结合工程实际情况，计划开始时间为2017年3月30日～2017年3月31日，工期2天。

三、试桩现场人员、机械配置

3.1现场人员配置

试桩由我分部第二架子队桩基施工班组负责实施，现场机械及人员安排见下表。

四、施工工艺与方法

4.1测量放样

按照设计图纸，用GPS或全站仪准确放出各桩桩位中心，并测放十字引线。具体做法为在灌注桩有效施工范围内钉设四个引桩(木桩)。在引桩上钉小铁钉，支立小三角，挂线锤、拉线，三点一线。为在灌注结束前做好引桩的保护工作,引桩四周全部用混凝土护桩。

4.2护筒埋设

根据高《高速铁路桥涵工程施工技术规程》护筒施工规定，护筒顶面高出施工平面0.5m。埋设位置准确、牢固,护筒中心与桩位中心重合。为保证护筒位置的准确性，在护筒埋设完成后，挂出十字引线，测量工程师通过在护筒上放置木板，利用全站仪再次精确放样。

4.3钻机定位

旋挖钻机行走就位，将钻头中心对准桩中心，调平钻盘后，通过转盘提供的扭矩将一设有伸缩式钻杆的钻斗压入土中，钻斗底门上装有斜向斗齿用来切削土体。

4.4钻孔

采用旋挖钻干挖钻孔，钻至孔底标高更换平底钻头清除孔底虚渣，钻进过程中每米或地质变化时留取渣样，入岩每0.5m留取渣样，做好记录。

根据设计图中钻孔地质资料，要求司钻人员按拟定的进尺速度进行钻进。防止塌孔、扩孔现象发生，并详细记录实际进尺过程不同地质的变化情况，根据实际进尺深度以及现场采集渣样的特性确定出不同地质层的标高、深度及分层厚度。绘制实际地质柱状图并与设计地质进行比较。

4.5清孔

钻机钻至设计标高后更换平底钻清除孔底需渣，采用测绳测量清孔后孔深。

4.6地质核查

桩基成孔后设计单位和现场监理进行地质确认，通过渣样确认桩底嵌岩深度，地质核查后方可进行下道工序。

4.7成孔质量检验及质量标准

在终孔后，进行孔位、孔深、孔径和倾斜度等检查。

检孔器用φ20圆钢制作，检孔器的直径1m,长度为8m。检孔器下方顺利。为保证检孔器顺利放入，我部采用加大钻头的方法。检测时，将检孔器吊起，使检孔器的中心、孔的中心与起吊钢绳在一条直线上，慢慢放入孔内，上下通畅无阻。同时现场技术人员，应记录在检孔器放入过程中钢丝绳与十字引线交点偏离情况，做好记录，推算出该桩的倾斜率。

4.8钢筋加工及安装质量控制

试桩钢筋笼长度10.38m，一次加工成型，钢筋笼长度大于12m时钢筋笼分节加工成型，采用吊车进行吊放在孔口进行焊接。根据钢筋骨架重量，决定使用25吨吊车进行吊装。

4.9导管水密试验

导管用Ф300mm的钢管，壁厚10mm，在使用之前应进行应进行水密性试验检查。

4.10孔内灌注清水

为保证桩头密实质量，孔内灌注清水深度不少于10m采用罐车拉水至现场，通过导管灌入孔内,桩头混凝土在水压下达到自密实。

4.11二次清孔（需要时）

由于焊接钢筋笼及安放导管时间长，至浇注砼的时间间隙较长，防止下放钢筋笼孔底产生沉碴，灌注前测量孔深，计算沉渣厚度不大于5cm,超过5cm采用高压水泵进行清孔，清孔后立即浇注水下砼。

4.12灌注水下砼

在完成各项检查后，立即开始灌注混凝土，灌注前应先计算出首批混凝土灌注量，并制作容积满足施工需要的大料斗，确保导管埋深不小于1m，混凝土拌合物运至灌注地点时，对混凝土的塌落度等进行检测，在经检测合格后应立即灌注水下混凝土。

五、质量控制

5.1质量控制

旋挖钻钻孔桩施工要点主要为以下十个方面：

（1）护筒内径、倾斜度、埋置深度以及与原地面或水位线高差控制；

（2）钻头、钻杆、护筒中心、桩中心在一条铅垂线上；

（3）孔深、孔径、倾斜度的检查。

（4）钢筋尺寸、焊接情况及混凝土施工配合比；

（5）混凝土浇灌前，孔底沉渣厚度检查；

（6）首批封底混凝土数量；

（7）导管埋入混凝土深度；

（8）每批浇筑混凝土数量、水灰比。

结语

根据旋挖钻机干孔成桩实验数据，在我标段内全线推广，节省了开挖泥浆池和制备泥浆的工序，大大节约了成本，而且提高了钻进速度。敢于抛开传统，去根据实际制作符合施工现场现实情况的设计，把桥梁桩基基础理论与实际工程作业结合起来，运用综合的专业知识水平去进行建设作业。

参考文献

[1]新建商合杭铁路站前十六标桥梁工程施工设计图；

[2]《高速铁路桥涵工程施工技术规程》（Q/CR9603-2015）；

[3]《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10753-2011）；

[4]《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）；

[5]《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010)；

[6]《铁路桥梁钻孔桩施工技术规程》Q/CR9212-2015；

[7]地质勘察报告、现场施工技术调查报告、勘察资料等。