姜 浪

（中鐵十六局第一工程有限公司，北京 101300）

在我國鐵路網(wǎng)快速擴張的大背景下，鉆孔灌注樁的優(yōu)勢逐漸凸顯，被廣泛應用于鐵路工程建設中。在長期的發(fā)展中已經(jīng)具備了大直徑、長深度的特征，其優(yōu)良的承載能力，可以提升橋梁、房屋等工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時施工難度較小，施工效率較高。對此，必須不斷完善相關技術體系，切實保證橋梁基礎的安全性、可靠性，為我國交通運輸行業(yè)健康發(fā)展保駕護航。

1 鉆孔灌注樁技術在國內(nèi)的應用情況

自20世紀60年代我國成昆鐵路建成后，鉆孔樁基礎得到了廣泛應用。目前，經(jīng)50年的發(fā)展，水中鉆孔灌注樁施工技術逐漸成熟，并且已在諸多水文地質(zhì)復雜的地區(qū)得到成功應用。

在本文所探討的南京長江二橋項目中，將群樁作為橋梁的主墩結(jié)構(gòu)，單個圍堰均設置了21根樁基，其規(guī)格均為3.0m，長為83，113m，下達基巖；2005年建成的東海大橋是我國第1座外海大橋，采用了大口徑超深鉆孔灌注樁施工工藝，主通航孔鉆孔樁直徑2 500m、樁長110m；2010年建成的石武客專鄭州黃河公鐵兩用橋主橋樁徑1.5～2.0m、樁長80～95m，為確保松軟的粉、細砂層成樁質(zhì)量，鋼護筒采用6m高導向架1次下放就位；2014年建成的貴廣鐵路北江特大橋243號和244號主墩各采用了18根鉆孔灌注樁，樁徑3.0m、樁長116～122.5m，施工水深12～17m。

總之，在橋梁建設中，水下橋基施工直接影響整座橋梁的質(zhì)量與安全。就近年來鉆孔灌注樁技術的應用廣泛性來看，有必要加強對其的相關研究。

2 鐵路橋梁鉆孔灌注樁施工技術

2.1 施工準備工作

1）開工前，全面掌握設計文件，明確所需施工規(guī)范，做好技術交底。

2）組建測量隊，精確開展樁位、高程測設、放樣等工作；進場后測量工程師與技術人員開展接樁復測，主要樁位設護柱，加密臨時水準點。

3）根據(jù)施工組織設計要求安排原材料進場，做好抽檢工作，確保原材料質(zhì)量滿足要求，同時做好分類堆放保存。

4）根據(jù)設計文件與現(xiàn)場情況，科學確定水下灌注混凝土配合比。

2.2 施工流程

鉆孔灌注樁施工工藝流程如圖1所示。

圖1 鉆孔灌注樁施工工藝流程

2.3 常用鉆進方法與施工平臺、深水圍堰

2.3.1 常用鉆進方法

1）正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆 ①正循環(huán) 利用高壓將泥漿泵壓入孔底，底部鉆頭回轉(zhuǎn)時將鉆渣帶出護筒，經(jīng)過濾凈化后的泥漿可重復循環(huán)利用；②反循環(huán) 泥漿從鉆桿外流入井孔，借助真空泵、空氣吸泥機等吸出鉆渣，由于鉆桿內(nèi)徑比井孔更小，故鉆桿內(nèi)泥水上升速度快于正循環(huán)，在橋梁鉆孔樁施工中應用較多。

2）沖擊鉆 工程選用的是沖擊式鉆機設備，同時引入卷揚機進行輔助作業(yè)。具體為:首先需將鉆頭提升至一定高度，而后基于自由下落的形式將鉆頭垂落至土層，以此起到?jīng)_擊的作用，此時部分碎渣與泥漿在壓力作用下進入孔壁，基于泥漿循環(huán)的方式將其排出。此方法在實際應用中，不同地層宜選用不同鉆頭，如對于碎石類土層結(jié)構(gòu)，應采用十字形鉆頭為宜；而對于砂礫石結(jié)構(gòu)，應采用管形鉆頭。

3）旋挖鉆 旋挖鉆的適用范圍廣泛，可根據(jù)不同土質(zhì)條件合理選擇相應鉆頭，常見鉆頭有短螺旋型、巖心螺旋型等。具體方式為:基于桅桿的導向作用可實現(xiàn)鉆桿的下落，此時鉆頭通過回轉(zhuǎn)的方式對巖土進行破碎處理，此過程鉆頭將隨之鉆入，而后提出孔外，并以此順序進行循環(huán)作業(yè)。

2.3.2 常用施工平臺

在鐵路橋梁工程中，鉆孔灌注樁施工必須嚴格根據(jù)經(jīng)濟、工期、技術等諸多因素，合理搭建水上鉆孔平臺，主要分為浮動式、固定式2種。

1）浮動式施工平臺 常用于船只及舟橋浮箱的搭建作業(yè)，其占用面積大、可承載荷載較小，但施工快捷、方便。

位場轉(zhuǎn)換是磁測數(shù)據(jù)的一種常用處理方法，為了查明測區(qū)深部和淺部的磁場特征，對測區(qū)的磁測數(shù)據(jù)進行向下、向上延拓處理，向上延拓處理主要用于削弱淺部干擾異常，反映深部異常[8-9]。根據(jù)本次工作需要，對ΔT異常數(shù)據(jù)分別進行了高度為200m的上延處理，得到ΔT上延等值線平面圖，作為測區(qū)的區(qū)域磁異常平面圖。向下延拓主要是區(qū)分疊加異常，突出淺部礦體的異常范圍[11]，將向下延拓的ΔT常值作為局部磁異常值，反映淺部的異常。

2）固定式施工平臺 此平臺可進一步分為樁柱式、圍堰式2種，前者分為鋼管樁單獨搭設平臺、打入的鋼護筒配合鋼管樁搭設平臺2種，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；后者具有優(yōu)良的承重性能，此時鋼箱和圍堰均是主要的承重結(jié)構(gòu)。

2.3.3 常用深水橋梁基礎圍堰

近年來，鐵路橋梁鉆孔灌注樁施工常面臨深水作業(yè)的情況，其關鍵在于防水、防土、防沖刷，防水圍堰的施工必不可少，不同的橋梁地質(zhì)、水文、施工條件等均存在較大差異，常用的有鋼板樁圍堰、鋼壁圍堰、鋼吊箱圍堰等，對實際情況進行分析而做出針對性選擇。

3 實例探析鐵路橋梁施工中鉆孔灌注樁技術的應用

3.1 工程概況

本項目為新建成都至貴陽鐵路樂山至貴陽段站前工程CGZQSG-8標段，起止里程D1K217+648.586—D4K252+265，全長34.367km。其中，雙線特大橋9 145.92m/9座，大橋1 539.18m/6座，中橋253.98m/3座，框架橋27.15m/1座。本標段橋梁基礎根據(jù)地質(zhì)條件采用鉆孔樁基礎、挖孔樁基礎和明挖基礎。

3.2 鉆孔灌注樁技術方案

在本項目中，鉆孔灌注樁是橋梁的核心基礎結(jié)構(gòu)，樁徑涉及范圍廣，直徑有100，125，150cm 3種形式。根據(jù)樁孔的分布、本標段地質(zhì)條件、設計樁徑、樁長等情況，鉆孔樁基礎可采用沖擊鉆、旋挖鉆鉆進。

當樁基對應的水深高度不超過2m時，宜采用草袋圍巖筑島的施工方式；當超出2m而不大于3m時，宜采用鋼板樁圍巖的施工方式。新壩雙線特大橋施工時，5，40，51號墩基礎采用鋼板樁圍堰；4，6，41，42，50號墩基礎采用編織袋圍堰。橋梁樁基施工泥漿沉淀后運至棄土場，及時按設計要求施工棄土場支擋防護。

3.3 巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工措施

1）已探明較小封閉型溶洞 鉆孔前注漿加固。

2）未探明巖隙 鉆孔時孔內(nèi)泥漿面緩慢下降時，使用優(yōu)質(zhì)膨潤土+5%CMC外加劑+鋸木灰，沖程控制在1.0～1.5m，堵住巖石裂隙，防止泥漿漏失。

3）未探明小溶洞 鉆孔時孔內(nèi)泥漿面快速下降時，使用小片石+黏土（1∶1）回填，使用小沖程，并做好補水。

4）較大封閉型溶洞 孔口附近備足塊石、黏土、水泥等，洞頂打穿后若出現(xiàn)漏漿的情況，應立即填堵，以免塌孔。

5）單級串通型溶洞 以規(guī)格為12mm厚的鋼板為原材料，對其進行加工，從而形成雙護筒。其中，大護筒需跟進至溶洞頂巖石，而小護筒則需跟進至溶洞下方0.5m處。

6）多級串通型溶洞 采用多級護筒跟進方法。

3.4 其他技術措施

1）注漿凝固后方可沖擊成孔，等待時間約10d。

2）沖孔前做好相關備用工作，包括黏土、水泥、片石等，若出現(xiàn)泥漿泄漏情況，可在第一時間封堵，確保沖鉆順利進行。

3）選用優(yōu)質(zhì)泥漿，適當摻入水泥、燒堿、鋸末，提高泥漿膠體率，保證懸浮能力良好。

4）當巖面傾斜較大時，鉆頭擺動撞擊護筒或孔壁，對此可回填片石，孔底出現(xiàn)1個平臺后正常沖孔。

5）對于靠近巖溶的區(qū)域，需采用輕錘沖擊的方式進行施工，并提升泥漿密度，以此避免出現(xiàn)卡鉆等現(xiàn)象。

4 結(jié)語

鉆孔灌注樁作為目前鐵路橋梁主要基礎形式之一，其施工質(zhì)量對橋梁的安全至關重要。在工程實踐中，應充分考慮鉆孔所處的地質(zhì)條件及樁基深度，選擇相應的鉆進方法，并合理確定鉆頭、鉆速等，做好全面質(zhì)量檢測工作，涉及準備、成孔、灌注等工程環(huán)節(jié)，需合理應對各種地質(zhì)問題，切實保障橋梁的整體質(zhì)量。