羅芳

摘 要：本文結(jié)合新建準(zhǔn)池鐵路火燒洼特大橋施工的具體實踐，就我國西部地區(qū)特殊地質(zhì)條件下的鐵路特大型橋梁鉆孔樁施工的關(guān)鍵工序和技術(shù)控制進(jìn)行了簡要闡述。

關(guān)鍵詞：鐵路橋梁；鉆孔樁施工；關(guān)鍵工序；技術(shù)控制

準(zhǔn)池鐵路是大準(zhǔn)鐵路和朔黃鐵路的連接線，中鐵十九局集團(tuán)第六工程有限公司所承建的第4標(biāo)段線路長30.554km。主要工程量為：正線路基約18371m；特大橋1座933.3延米，大橋3座820.18延米等。其中，火燒洼特大橋全長933.33m，共29個墩臺。本工程樁基主要采用Φ100cm、Φ125cm兩種樁徑的鉆孔樁，根據(jù)樁基分布、現(xiàn)場地質(zhì)條件、設(shè)計樁徑、樁長等情況進(jìn)行鉆機(jī)選型，本工程擬采用回轉(zhuǎn)鉆、沖擊鉆成孔，鋼筋籠集中分節(jié)制作，現(xiàn)場吊裝接長。混凝土由拌和站集中供應(yīng)、導(dǎo)管法水下灌注。現(xiàn)就鉆樁施工進(jìn)行介紹。

1.自然地理特征

1.1地形地貌

沿線通過主要有中低山區(qū)、山前坡風(fēng)積黃土高原區(qū)、山間河谷區(qū)等地貌單元，ZCZQ-4標(biāo)段位于山前坡風(fēng)積黃土高原區(qū)主要分布區(qū)范圍內(nèi)。地面高程1300～1400m，相對高差30～100m。

1.2地質(zhì)條件

本線經(jīng)過濕陷性黃土、膨脹土、鹽漬土、滑坡、崩坍、錯落、巖溶等不良地質(zhì)地段。

1.2.1崩塌錯落

在黃土地段由于沖溝發(fā)育，形成黃土陡壁，黃土本身強(qiáng)度低，垂直節(jié)理發(fā)育，受雨水影響，容易形成崩塌、錯落。在黃土沖溝地段的橋梁、路基工程應(yīng)嵌入穩(wěn)定巖土體內(nèi)，并對兩側(cè)一定范圍內(nèi)進(jìn)行坡面防護(hù)。

1.2.2特殊巖土

濕陷性黃土：第四系上更新統(tǒng)坡風(fēng)積層砂質(zhì)黃土，為全線分布最廣泛的地層之一，主要分布于山坡緩坡和階地及山頂，淺黃色-灰黃色，硬塑-堅硬，垂直節(jié)理發(fā)育，可見大孔隙，具濕陷性。

膨脹土：線路經(jīng)過范圍上第三系、白堊系全-強(qiáng)風(fēng)化泥巖，伊利石和蒙脫石含量較高，具膨脹性。膨脹（巖）土山坡丘坡平緩，丘頂圓渾，植被稀疏。巖芯風(fēng)干失水后多龜裂，具有明顯的吸水膨脹、軟化、強(qiáng)度降低、失水收縮的特征。

1.3水文地質(zhì)

沿線主要河流有渾河、蒼頭河、恢河等及其支流，均屬海河水系，各河流多為季節(jié)性河流，一般無水或水量很小，夏季降雨集中容易形成洪水，歷時短，流速大。本標(biāo)段范圍地表水主要為人工水庫積水，水質(zhì)較好，無侵蝕性。

1.4地震參數(shù)

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001），本標(biāo)段范圍地震動峰值加速度為0.1g，沿線地震動反映譜特征周期為Ⅰ區(qū)，相當(dāng)于地震基本烈度七度。

2.鉆孔樁工藝流程

施工準(zhǔn)備→場平或筑島→放樁位、埋設(shè)護(hù)筒→鉆機(jī)就位、對中→鉆進(jìn)、掏砟→清孔→成孔檢查→安放鋼筋籠→下導(dǎo)管→灌注混凝土前的準(zhǔn)備工作→（下一根樁）鉆機(jī)移位→汽車吊就位→灌注水下混凝土→拆、拔護(hù)筒→清理樁頭。

3.工序和控制要點

3.1施工準(zhǔn)備

按要求進(jìn)行場地平整，清除雜物，換除軟土，夯打密實。準(zhǔn)確測定樁位，并測放出護(hù)樁。

3.2埋設(shè)護(hù)筒

采用鋼護(hù)筒，鋼板壁厚6mm，高度為2m，做成整體圓形，為增加剛度防止變形，在護(hù)筒上、下端和中部的外側(cè)各焊一道加勁肋。

采用埋深1.5m，護(hù)筒頂高出地面50cm，埋設(shè)時將護(hù)筒周圍0.5m～1.0m范圍內(nèi)土挖除，夯填粘土至護(hù)筒底0.5m以下。

3.3泥漿配制

泥漿采用優(yōu)質(zhì)膨潤土造漿。制備及循環(huán)分離系統(tǒng)由泥漿攪拌機(jī)、泥漿池、泥漿分離器和泥漿沉淀處理器等組成，泥漿循環(huán)利用。在鉆孔樁施工過程中，對沉淀池中沉渣及澆筑混凝土?xí)r溢出的廢棄泥漿隨時清理，嚴(yán)防泥漿溢流，并用汽車棄運(yùn)至指定地點傾泄，禁止就地棄渣，污染周圍環(huán)境。

3.4回旋鉆機(jī)成孔

回旋鉆機(jī)鉆機(jī)就位前，對鉆孔各項工作再次進(jìn)行檢查，確保各項工作正常。鉆機(jī)就位后，將鉆桿中心準(zhǔn)確對準(zhǔn)孔位中心，保證底座和頂端平穩(wěn)，鉆進(jìn)中不產(chǎn)生位移或沉陷。

開始鉆孔時應(yīng)稍提鉆具，以正循環(huán)方式在護(hù)筒內(nèi)造漿（制漿前應(yīng)先把粘土塊打碎，使其在攪拌中易于成漿，提高泥漿質(zhì)量），并開動泥漿泵進(jìn)行循環(huán)，待泥漿均勻后開始鉆進(jìn)。若無法形成較理想的泥漿時，加入膨潤土或優(yōu)質(zhì)粘土進(jìn)行攪拌造漿，待泥漿性能符合要求后方可鉆進(jìn)。鉆具下入孔內(nèi)，鉆頭應(yīng)距孔底鉆渣面20～50cm，并開動泥漿泵，使沖洗液循環(huán)2～3min，然后開動鉆機(jī)。鉆進(jìn)過程采用反循環(huán)鉆進(jìn)，慢慢將鉆頭放至孔底。輕壓慢轉(zhuǎn)數(shù)分鐘后，逐漸增加轉(zhuǎn)速和增大鉆壓，并適當(dāng)控制鉆速，特別是鉆孔深度達(dá)到護(hù)筒埋置以下后，鉆速適當(dāng)減慢以防塌孔。

正常鉆進(jìn)時，應(yīng)合理調(diào)整和掌握鉆進(jìn)參數(shù)，不得隨意提動孔內(nèi)鉆具。加接鉆桿時，應(yīng)先將鉆具稍提離孔底，待沖洗液循環(huán)3～5min后再加接鉆桿。鉆進(jìn)過程中要及時填寫鉆孔施工記錄，交接班時應(yīng)詳細(xì)交待本班鉆進(jìn)情況及下一班需注意的事項。隨時注意護(hù)筒口泥漿面高度，發(fā)現(xiàn)有漏漿情況出現(xiàn)時，查明原因，并及時補(bǔ)水入護(hù)筒。

鉆進(jìn)中控制水頭高度，并經(jīng)常測定泥漿性能，保持一定的比重、粘度和含砂率，否則進(jìn)行更換或補(bǔ)漿。當(dāng)沉淀池中的沉渣較多時，及時外運(yùn)，以保證泥漿性能符合要求和泥漿循環(huán)系統(tǒng)暢通。

3.5沖擊鉆機(jī)成孔

鉆機(jī)就位，泥漿稠度滿足護(hù)壁要求和孔壁壓力，當(dāng)泥漿量和泥漿的技術(shù)指標(biāo)達(dá)到要求時開始鉆進(jìn)。

開始鉆進(jìn)要緩慢，采用小沖程鉆進(jìn)，待通過護(hù)筒底口后方可正常鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過程中注意取樣，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(jìn)行沖擊鉆進(jìn)，防止斜孔彎孔。鉆孔作業(yè)分班連續(xù)進(jìn)行。鉆進(jìn)中根據(jù)鉆進(jìn)速度及鉆渣情況準(zhǔn)確判定并詳細(xì)記錄鉆進(jìn)過程地質(zhì)變化情況。

泥漿經(jīng)沉淀池凈化處理后排放，排放不能造成對周圍農(nóng)田及水源的污染，鉆渣用汽車運(yùn)至指定位置堆放。

3.6檢孔及清孔

鉆孔達(dá)到要求深度后采用灌注樁孔徑檢測系統(tǒng)進(jìn)行檢查，各項指標(biāo)符合要求后立即進(jìn)行清孔。采用泥漿置換法進(jìn)行清孔。

清孔須達(dá)到符合設(shè)計及規(guī)范要求，澆筑水下混凝土前孔底沉渣厚度滿足設(shè)計及規(guī)范要求，嚴(yán)禁采用加深鉆孔深度的方法代替清孔。

在清孔排渣時注意保持孔內(nèi)水頭，防止坍塌。澆筑水下混凝土前，檢查沉渣厚度，進(jìn)行二次清孔，必要時用高壓風(fēng)沖射孔底沉淀物，立即澆筑水下混凝土，保證孔底沉渣厚度不大于設(shè)計要求。

3.7鋼筋籠制作與安裝

鋼筋籠集中加工、整體吊裝入孔。為了吊裝時有足夠的剛度，主筋與加強(qiáng)箍筋必須全部焊接，如條件困難時可分段（每段不超過6m～8m）入孔，為減少上下節(jié)偏心，上下兩段應(yīng)保持順直，接頭采用對焊，條件不具備時，可采用幫條焊接。

鋼筋籠入孔后，應(yīng)牢固定位，以免在灌注混凝土過程中發(fā)生掉籠或浮籠現(xiàn)象。

3.8灌注水下混凝土

采用直升導(dǎo)管法灌注水下混凝土。導(dǎo)管上設(shè)漏斗，漏斗下設(shè)隔水栓。開始時漏斗中儲備足量的混凝土，其數(shù)量要保證在首批混凝土灌注后，導(dǎo)管下口埋入混凝土中1m以上。以后盡量采用連續(xù)快速灌注，并始終保證導(dǎo)管口埋在混凝土中（控制在2m～6m范圍內(nèi)）。為使灌注工作順利進(jìn)行，應(yīng)盡量縮短灌注時間，使整個灌注工作在首批混凝土初凝以前完成。

灌注結(jié)束后，用測繩準(zhǔn)確測出樁頂?shù)幕炷撩鏄?biāo)高，并按規(guī)范要求考慮超灌余量。

3.9樁基檢測

按設(shè)計要求，在監(jiān)理工程師在場的情況下，對樁的完整性采用聲波透射法或低應(yīng)變反射波法進(jìn)行質(zhì)量檢測；要求進(jìn)行靜載抗壓試驗或全長鉆孔取樣試驗的，委托有資質(zhì)的單位進(jìn)行。

4.結(jié)語

通過對以上關(guān)鍵工序進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)控制，中鐵十九局集團(tuán)第六工程有限公司承建的準(zhǔn)池鐵路火燒洼特大橋的鉆孔樁施工合格率達(dá)到100%，完全滿足了設(shè)計要求，并為日后類似工程施工積累了豐富經(jīng)驗。