漕河渡槽钻孔灌注桩施工

摘要：漕河渡槽共计采用直径1.5m C25混凝土灌注桩608根,通过分析漕河渡槽地质工程勘察报告，结合工程地质条件确定了施工工艺，汇总了施工技术参数，提出了复杂地质条件下灌注桩施工注意事项及应急方案。

关键词：渡槽 灌注桩钻孔钢筋笼

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1工程概况

漕河渡槽是南水北调中线总干渠上的一座大型交叉建筑物，全长2300m，建筑物工程等级为Ⅰ等1级，地震设计烈度6度，设计流量125m3/s，加大流量150m3/s。渡槽由进口渐变段、进口闸室段、落地槽段、渡槽槽身段、出口闸室段和出口渐变段等部分组成。渡槽槽身76个槽墩59个采用灌注桩基础，20m跨单墩下设8根直径1.5m混凝土灌注桩，30m跨单墩下设12根直径1.5m混凝土灌注桩。

2工程地质

建筑物区地貌形态为河流侵蚀堆积成因的不对称宽谷地貌，两岸山体一般高程60.0～80.0m，最大高程约200.0m。以满易公路为界分为东西两部分。

公路以西分别为：黄土状壤土、微含碎石的黄土状粘土、微含碎石的红粘土及燧石条带白云岩；强风化基岩地层透水性差，地下水量小且埋藏较深。1994年勘察时地下水埋深15～25m，地下水位高程38.0～41.0m。2003年补充勘察时，地下水埋深30m左右，地下水位高程18.0～24.0m。

公路以东分别为：砂壤土、卵石、含壤土碎石、含碎石壤土及燧石条带白云岩。岩土透水性较好，1994年勘察时地下水丰富，埋深仅2～3m，地下水位高程41.0m，抽水试验试验成果表明卵石渗透系数为63.9m/d。1996年以后由于连年干旱，地下水位逐年下降。2001年补充勘察时，地下水埋深19～21m，地下水位高程24.0～30.4m。建筑物区钻孔中发现基岩发育溶洞、溶隙及裂隙，大多深0.2～0.4m，极少数达2m。

3机械钻孔桩施工方案

3.1主要施工方法

用正循环钻孔和冲击钻机造孔，泥浆护壁，抽筒换浆或循环置换清孔，吊车吊放安装钢筋笼，直升导管法灌注水下混凝土成桩。

3.2桩位放样

采用测量仪器对桩位定点，在钻孔以外稳定区域设置固定测量基准点进行检测，施工过程中分三次对桩（孔）位进行校核，埋设护筒后检查埋设位置，钻机就位后监测钻孔中心，钢筋笼安装时中心检测。

3.3埋设护筒

护筒采用6mm厚的钢板卷制，1.5m桩径护筒内径1.8m，护筒采用挖埋式埋设。护筒埋入自然地面以下2～4m，漕河主槽段地表为壤土、其下为砂土、卵石，该地段加深护筒深度。护筒在加工车间加工成型，运至现场利用吊机辅助下放，人工埋设，护筒底和周围填土要层层夯实。护筒标高有求高出地面0.4～0.6m，马连川河和漕河河道中的桩基施工应有施工安全渡汛措施。采用筑岛法施工时，筑岛高度应高于施工期最高水位1.0m。护筒上部开设溢浆孔，用粘土夯实，测定护筒标高的误差不大于10mm。确保护筒埋设位置准确，其中心应与桩中心线重合，偏差小于50mm，垂直倾斜度不大于0.5％。

3.4泥浆制备

漕河渡槽护壁泥浆选用高塑性粘土，根据现场地形条件，在每个墩基附近设置一个泥浆池和一个沉淀池，泥浆的性能指标必须与地层特性相适应，其中含砂量＜3%；PH值7.5～8.0；粘度：壤土、粘土18～24，壤土碎石、卵石22～30；相对密度：壤土、粘土1.10～1.20，壤土碎石、卵石1.20～1.40。

泥浆护壁钻孔钻进期间，护筒内泥浆面应高出地下水面1.0m以上，漕河渡槽段（马连川河除外）地下水位埋深大，泥浆面高度以护筒溢浆孔控制；钻孔钻进过程不断置换泥浆，并保持浆液面稳定。钻进过程中，设置泥浆循环净化系统，确保注入泥浆性能指标，其废弃的泥浆、沉渣应按指定地点排放，避免污染环境。

泥浆池至少储备1.5倍以上的新鲜泥浆和部分粘土及粘土球，时刻观察泥浆液面情况，如有下降迹象，及时补充泥浆，添加粘土，必要时推进粘土球，钻机反复冲击造壁，待稳定后，继续钻进。

3.5造孔施工

桩基造孔采用GPS-15正循环钻孔和CZ-30冲击钻钻进成孔。

无论采用何种方式成孔，钻机就位前，对埋设护筒的位置、深度和垂直度进行复核，以确保桩位的准确。钻机安装后，底座和顶端应平稳，在钻进中确保不产生位移或沉陷，否则应及时处理。开孔必须正确，钻具及钻头中心与桩位中心重合，孔中心位置偏差小于50 mm。

GPS-15正循环钻孔

正循环施工方法，是利用泥浆泵从钻杆注入泥浆，带渣土的泥浆由钻杆与孔壁间的空隙排出孔外。开钻时均应慢速钻进，为保证钻孔的垂直度，钻头上设置3倍钻头直径长度的导向装置，钻具中加设扶正器，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。

冲击钻成孔

冲击钻成孔施工，采用冲击式钻机或卷扬机带动一定重量的冲击钻头，在一定的高度内使钻头提升，然后突然使钻头自由降落，利用冲击动能冲击土层或破碎岩层形成桩孔，再用陶渣筒将钻渣岩屑排出。

开孔时，低锤密击，表层土为壤土、粘土软弱土层，可加粘土夹石子反复冲击造壁。

造孔时采用隔孔跳跃式流水作业，保证安全距离不小于4倍桩径，以防止对邻桩的影响。造孔时，要随时纠偏，如产生斜孔、坍孔和护筒周围冒浆，立即停钻，待采取相应措施后再继续钻进。主要控制指标：孔径不小于设计桩径；倾斜度小于0.5%；沉渣厚度(mm) 不大于50mm。

钻孔过程中控制好泥浆质量及浆液面，在不同的地层中采用不同的泥浆的泥浆比重与钻速，在粘土层中采用3～4m/h钻速，在卵石层中采用1～2m/h钻速。

3.6 钢筋笼制作与吊放

钢筋笼制作与吊放与人工挖孔桩大部分工序相同，不过机械成孔再吊入钢筋笼后，灌注水下混凝土之前，应再检查孔内泥浆性能指标和孔底沉渣厚度，如超过规定，应进行第二次清孔，并检测一次泥浆性能，检测内容包括密度、含砂率和黏度等。符合要求后方可灌注水下混凝土。

3.7混凝土浇筑

浇筑采用导管法，导管直径30cm，导管连接处加密封圈并上紧丝扣，导管安置在钻孔中心，下至距孔底0.3m～0.5m处。首批混凝土拌和物下落后，保证导管底口埋入混凝土中不小于1m，并填充满导管底部。

初灌量按下式计算：

V初=k×π×D2(H1+H2)

式中：k：经验系数，取1.15；

D：桩孔平均直径；

H1导管距孔底距离（含沉渣厚度）

H2导管初埋深度

在灌注过程中，应经常测探井孔内混凝土面的位置，及时地调整导管埋深，保证导管的埋置深度控制在2～6m，严防泥浆压入导管内。混凝土应连续灌注，避免中间停顿，混凝土面的上升速度控制在2m/h，接近桩顶标高时，严格控制混凝土量，浇注高程应高出桩顶高程0.5m～1.0m。预留高度在基坑开挖后凿除。

为防止钢筋笼上浮，初始浇筑混凝土时，应降低混凝土的灌注速度。

4结论

漕河渡槽河床段钻孔灌注桩施工最大技术难点之一为部分卵石层及覆盖层的造孔，部分卵石层地层复杂，稳定性差，透水性好，卵石层及碎石壤土层与基岩的接触带漏浆现象严重，塌孔可能性大，通过采取合适的施工方法和技术措施，保证了施工进度及施工质量。

[1]《桩基工程手册》，编写委员会，桩基工程手册，北京：中国建筑工业出版社，1997

[2]《公路桥涵地基与基础设计规范》（TJT024－2000），北京：人民交通出版社，2000

[3]《建筑桩基技术规范》（JGJ94－94），北京：中国建筑工业出版社，1995

[4]柏傲冬，挖孔桩施工及设计中的一些问题，四川建筑科学研究，1995年02期

[5]河北水利水电勘测设计研究院，漕河渡槽初步设计工程地质勘察报告，2004

[6]刘金砺，桩基础设计指南，北京：中国建筑工业出版社，1990.7

[7]曾凡友，岩溶地区桩基基础的设计与施工，水运工程，2005年12期