嘉绍大桥超长钻孔桩施工探讨
2017-12-04
1 嘉绍大桥的基本情况
自从20世纪60年代开始，钻孔灌注桩应用于我国的桥梁和港口的建筑基础，钻孔灌注桩已达150 m，最大桩径3 m。目前有朝更大桩径发展的趋势。本文着重介绍目前国内桩径最大直径—— 3.8 m钻孔灌注桩施工工艺。
1.1 嘉绍大桥的工程概况
嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥第V合同段北岸水中区引桥的起止里程为K43+975～K46+425，K46+805～K48+975，全长共计4480 m，采用3.8 m单桩独柱墩形式，共65个桥墩，左右两幅布置，每墩一根，桩长约为110 m，均为摩擦桩，单桩钢筋笼最大重量71.8 t，永久钢护筒直径4.1 m，底标高-35.0 m，顶面标高与桩顶标高一致，最大重量94.04 t，单桩混凝土最大方量1318.4 m3。
1.2 嘉绍大桥的施工条件
嘉绍大桥的施工条件：大桥址区地层上部为较厚的沉积物地层，泥质粉砂岩、砂砾岩风化层，钻孔桩桩尖处于密实的圆砾、卵石层。
嘉绍大桥的水文条件：大桥址区潮流为不规则半日浅海潮，水流方式为往复流。平均高潮位4 m，平均低潮位为-2.41 m，潮差6.41 m。
2 嘉绍大桥的施工方法
2.1 钢护筒施工
根据嘉绍大桥现场的施工情况，以及其加工车间的设备起吊能力为基础，将钢护筒施工分为三节，具体为：底节长度为14 m，重约42.9 t，中节长度为14 m，重约38.47 t，顶节长度17.5 m，重约49.1 t。
2.2 钻孔施工
根据桩径、桩长及桥址区地层岩性，选用KTY4000型全液压动力头钻机成孔。KTY4000钻机采用动力头旋转钻具，配备恒压自动钻进系统，使用压缩空气气举反循环排渣，适用于大口径钻孔桩施工，具有扭矩大、成孔质量高的性能。
2.2.1 钻孔施工各重点环节的控制
护筒内外水头差控制：大桥位处潮差较大，平均超过6 m，为防止塌孔，保持护筒内水头始终高于高潮位2.5 m以上的位置，根据情况通过向孔内补充泥浆提高或者换浆排渣降低护筒内水头高度。
钻孔垂直度的控制：钻孔垂直度是一项至关重要的控制承载能力的指标，为了更好的保证此项指标的有效性，避免出现钻孔倾斜的现象，在工程中必须把检测钻孔垂直度这项工作作为一项常规工作，安装钻杆稳定器，并每日定时进行钻盘水平度以及钻杆垂直度的检查，并随时在钻孔过程中注意校核钻杆的垂直度，出现倾斜时立即纠正。在遇到地基不均匀等其他情况时，务必在施工前做好各项准备工作，保证钻孔的垂直度。
2.2.2 成孔质量检测
换浆清孔使泥浆指标达到验收标准后，拆除钻机钻杆，使用超声波孔壁测定仪测量，检查钻孔桩的孔径、孔深和倾斜度是否符合验收标准。
2.3 钢筋笼施工
钢筋笼施工场地设置在生产区内，在这个区域中，分别设置三条生产线以保障生产需要。采用长线施工的方法，需要现场配备两台26 m跨32 t龙门吊机。施工前对钢筋笼加工场地面进行硬化处理，在处理好的地面上浇注胎模基础，基础间距2.5 m，在胎膜基础上安装钢结构胎模，使用经纬仪和水准仪控制其平面位置和高度。
2.4 混凝土灌注施工
混凝土灌注施工是非常关键的一到工序，首先要保证混凝土的质量在合格的标准之下，其次要重视沉渣是否清除。在导管安装后通过进行孔深测量值分析，来判断沉渣厚度是否大于20 cm，如超过此项值就须进行第二次的清孔。二次清孔时是利用反循环进行的，高压风管在导管内和安装了压重型钢的钢丝绳捆绑，避免出现堵管现象出现，因此，沉渣利用反循环清孔能达到较好的效果，而且费用较低，简单容易操作，效果还非常理想。
2.4.1 导管埋深控制
在混凝土灌注过程中，沿钻孔桩四周应该设置四个主观测点，定时测量混凝土面标高，导管埋深要求按4～6 m进行控制。导管的密封性在灌注过程中起到至关重要的作用，法兰盘和螺栓连接在导管两端，垫好橡皮圈避免漏水，在灌注前检查导管的密封性，再次确保导管密封性好。
3 施工工艺实践效果
首先，通过对已经完成浇注的42根3.8m钻孔灌注桩的客观总结，成桩质量检测结果为Ⅰ类桩，桩身质量良好，施工周期较短，完全符合国家要求和标准。
其次，施工中几处细节的处理，节省了时间，大大提高了功效，保证了施工质量。
第一，混凝土灌注时，30 m储料斗的运用。大储料斗的运用，不仅保证了拔球时混凝土储备量，而且在正常灌注过程中，即使拆除导管，也可将阀门关上保证两台地泵不间断输送混凝土。大大缩短了灌注时间，确保12 h内完成灌注任务。
第二，钢筋笼安装时，注意对声测管和压浆管的保护，且每下一节确保清水灌满并能流通。既保证了顺利初裂和桩底注浆要求，又利于成桩检测。截止目前未出现一例因声测管原因而导致初裂、压降或成桩检测困难的问题。
4 结语
伴随着国家对基础交通设施建设的越来越重视，更加先进的建筑技术会更多的应用到实际的工程当中，钻孔灌注桩未来的发展趋势也会越来越好，其操作简便、价格合理、适应性强等优点必然会更加广泛的被应用于桥梁建设或者其他工程建设领域。因此，在未来钻孔灌注桩的操作流程、工程质量把关也会随之越来越严格，这就要求我们在今后的施工过程中要更加注重实效，提高工程质量，节约时间及成本，为国家和人民造福。
参考文献
[1] JT/J041-2000，公路桥涵施工技术规范[S].北京：中国标准出版社，2000.
[2] JT/G F80/1-2004，公路工程质量检验评定标准[S].北京：中国标准出版社，2004.
[3] 嘉绍大桥专用施工技术规范[S].嘉绍跨江大桥工程建设指挥部，浙江省交通厅工程质量监督局，交通部公路科学研究院，2009，10.
[4] 嘉绍大桥专项工程质量检验评定标准[S].嘉绍跨江大桥工程建设指挥部，浙江省交通厅工程质量监督局，交通部公路科学研究院，2009，10.
