实例分析高速公路桩基础施工技术

摘要：本文作者结合工程实例，对高速公路桥梁桩基础施工方法进行了分析探讨，供大家参考借鉴。

关键词：实例分析；高速公路；桥梁工程；桩基础；施工技术

某高速公路A1合同段全长38.1km，全线有特大桥4座，水中桩基础较多，部分桩基桩径大，其中一座特大桥主墩桩径达到3m。由于桥位地质条件较差，多为砂层及砾石层，成孔的风险性较大。为保证大直径桩基施工质量，从桩基钢护筒、钻机选型、成孔、泥浆、砼浇筑全方位进行控制。

1 桥梁工程

岸上桩基（包括鱼塘与浅滩填筑部分的桩基）采用冲击钻按照常规方法施工；水中桩基采用搭设水中平台的方法施工。

2 桩基础施工

本标段桩基桩径在φ1.0m～φ3.0m之间，种类较多。桩长普遍在8m～35m以内，多为嵌岩桩，个别为摩擦桩。桩基采用冲击钻或者回旋钻机成孔。桩基分为岸上部分的桩基、鱼塘及浅滩部分的桩基、水中部分的桩基。

工艺流程为：准备工作（填筑场地及搭设平台）―钢护筒制作及埋设―设置泥浆循环系统―钻机就位成孔―清孔、下放钢筋笼―二次清孔―灌注水下砼―清理桩头。

3 准备工作

3.1 岸上部分的桩基。位于岸上桩基施工开始前需平整场地、清除杂物。地基不满足要求时必须进行换填并夯打密实。

3.2 鱼塘及浅滩部分的桩基。位于鱼塘的桩基施工前须沿主线在鱼塘内填筑出钻机、冲机的工作场地及施工便道。位于浅滩的桩基需筑砂岛形成作业场地。

3.3 水上部分的桩基。位于水上桩基的施工前必须搭设水上工作平台。平台由钢管桩基础，贝雷梁（或军用梁），型钢及面板组成。平台必须具有足够的强度、刚度和稳定性，满足施工要求。平台钢管桩数量和结构经计算得出，钢管桩的入土深度根据实际的受力和地质情况确定。

当平台处于主航道时，在平台周围加打一排管桩，作为平台的防撞设施。

4 桩基钢护筒的制作及埋设

护筒采用分节预制现场接长的方法。

4.1 桩基钢护筒的制作

采用A3钢板卷制成筒，在焊接平台上焊接成节段。护筒直径比桩径大20cm，厚度根据实际情况及设计要求而定。钢护筒加工要标准：垂直度每米偏差不超过1cm，椭圆度不大于2cm。焊缝连续，保证不漏水。

4.2 桩基钢护筒的埋设

4.2.1 岸上、鱼塘及浅滩部分的桩基钢护筒埋设。桩基护筒采用人工挖导向坑，振动锤打入，埋深必须满足设计要求，露出地面0.3m以上。护筒埋置后要复测其桩位偏差，加以调整，保证误差在10cm以内，垂直度在1%以内。

4.2.2 水上桩基钢护筒的下沉。由控制网点在平台上精确放样定出桩中心点位置，安设导向架。用吊机吊起钢护筒通过导向架下放，护筒依靠自重停止下沉后，即用振动锤振动下沉，并按需要焊接接长护筒，直至护筒脚埋深达到设计标高。护筒顶面须高出预计最高水位2.0m（施工期间）以上。

护筒下沉时，各接头须不漏水、不漏浆。振动下沉后无明显变形，卷口；焊缝无开裂现象；同时应测量其中心位置是否正确，护筒是否坚直，护筒中心与桩位中心偏差不得大于10cm（群桩）。

5 泥浆循环系统

采用优质粘土或膨润土造浆。岸上、鱼塘及浅滩部分开挖泥浆池、水上部分利用泥浆罐或泥浆船形成泥浆循环系统。

施工开始前于泥浆池内按比例注水，投入粘土，必要时加入添加剂并调整泥浆指标符合要求。拌制一池浆后，从储浆池向孔内供浆。而排出的泥浆则携带钻渣进入回浆池，经缓流沉淀后上层泥浆回到储浆池，如此反复循环直至成孔。

配置优质泥浆，每台钻机采用独立一套泥浆循环系统。钻孔过程中采用涡流泥浆处理器或BE250泥浆处理器对泥浆进行处理，对泥浆的质量进行监控。在一次清孔时如果泥浆指标较差，掺入添加剂按照现场情况调配好泥浆，以保证在下放钢筋笼的长时间内无泥浆循环的情况下保证不发生塌孔现象。

6 钻机、冲机成孔

钻机就位前需进行各项检查工作，就位时需安装平稳、定位准确，且对钻机和钻架进行水平和垂直校正。

钻机开孔必须准确，且应慢速进行，冲击钻需用小冲程开孔，当护筒内深度达到全冲程后方可正常冲进。钻进过程中应经常掏取渣样，及时判明土层，且根据土层性质、钻机特点采用适当的冲程和泥浆浓度。通过护筒脚时应慢速钻进，当护筒脚为软弱土层时尤其应注意孔壁的稳定，防止漏浆及塌孔等现象。

终孔：当达到设计终孔标高时，必须报监理工程师认可、签证，方可终孔，按照规定有必要时，用探孔器探测钻孔的垂直度。

7 清孔及钢筋笼制作下放

7.1 一次清孔。钻进达到设计标高并经现场监理核定认可后，采用正、反循环法清孔，将孔底钻渣清除干净；清孔后孔底沉渣厚度符合规范及设计要求。

7.2 钢筋笼制作及下放。钢筋笼采用分节预制，现场接长。钢筋笼的制作严格按照设计图纸和有关规范的规定进行。钢筋笼起吊时采用2点起吊的办法以防止变形。

8 二次清孔

钢筋笼下放好后，下放灌注砼的导管，采用正、反循环方法清孔，以达到设计和招标文件技术规范孔底沉淀厚度的要求。经监理工程师检查合格后，进行水下砼的灌注。

9 灌注水下砼

混凝土浆如果直接倒下水去，必然会产生水泥浆流失，砂碎石沉下水底的现象。要使灌下桩孔内的砼浆离析，必须采用特殊的装置特殊的方法施工。这特殊装置是由导管、装砼浆的料斗，料斗与导管连接，料斗内安装有一个开关。水下灌注砼原理是：导管及料斗安装好后，将导管底部放至桩孔底，然后将导管往上提起0.3m；料斗内装满砼浆，准备好几立方砼浆后，用卷扬机将料斗内的开关打开，砼浆一下子沿着导管，将导管内的泥浆水挤下桩底排出导管外，砼浆从高处往低处下落，自由落体运动所产生的能量，冲击力将桩底的泥浆及沉碴托离孔底，并由砼浆占据桩底，在冲击力的作用下，又将砼浆沿着桩孔往上抬高，并将导管底部埋没，这时导管内及桩底都是砼浆，没有泥浆水。后续的砼源源不断输进导管内，桩孔内的砼浆也随着抬高，桩内的泥浆水也随着抬高直至排出桩孔外。水下灌注砼操作是很关键的：

（1）导管是由无数节（每节约2.5-3.Om）接起来的，接头必须用橡胶垫螺栓拧紧，不能漏水。

（2）第一斗浆下到桩孔底必须即导管埋没的深度不小于1.0-1.5m接桩径计算出料斗的容积，料斗的容积需要多大，桩长超过20m时，经验数据料斗客积不小于4m3。

（3）为了使料斗内的砼浆一下子快速下到桩底，料斗的形状及料斗的摩擦力都要充分考虑，尽可能减小摩擦力。

（4）灌注过程中导管反插提升的高度不能太高，要严格控制砼埋管深度不小于6m。

（5）随着桩孔内砼的高度增加，导管要往上提到一定程度要拆去一两节，拆管顺序是从上往下拆。每次提升拆管后，要控制埋管的深度不小于6m。

（6）随时要调整导管置于桩孔中心，不要刮到钢筋笼提不起导管。

（7）随时检测导管埋管深度，经常上下插动，预防卡管。

（8）随时控制好砼坍落度，一般控制在20-23cm。

（9）估算灌注一根桩的时间，计算每盘砼浆掺缓凝外加剂的用量。

（10）每次拆导管，要视察导管内是否进水，每次拆管要做好记录，记拆管长度、导管埋深尺寸，砼面到达标高等施工记录。

10 结束语

高速公路桥梁桩基施工必须严格按照工程设计图纸进行，对于使用的设备、材料把好质量关，科学合理的进行工程施工。广大的工程建设人员要准确理解桥梁桩基施工工艺，全面做好桥梁桩基施工工作。

参考文献：

[1] 刘礼明.公路桥梁桩基施工技术简析[J].科技信息，2012，（21）.

[2] 张凡.公路桥梁深水桩基础施工技术探讨[J].技术与市场，2011，（07）.

[3] 陈同福.浅析桥梁桩基施工工艺[J].中国新技术新产品，2011，（13）.

[4] 李中，黄荻.桥梁桩基施工关键技术研究[J].山西建筑，2009，（02）.