祖重熙

（中國(guó)土木工程集團(tuán)有限公司，北京 100038）

1 引言

RCD反循環(huán)鉆成孔技術(shù)，作為橋梁樁基施工中的先進(jìn)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于橋梁樁基施工中，使用反循環(huán)技術(shù)進(jìn)行成孔不但可以增加施工的速度，而且可以提升沖洗液的使用率，最終減少工程的投資成本。因此，對(duì)RCD鉆孔樁基施工技術(shù)的研究十分重要。

2 工程概況

某斜拉橋總長(zhǎng)690 m，其中主跨長(zhǎng)370 m，兩側(cè)邊跨長(zhǎng)2×160 m。主跨跨中橋面標(biāo)高56.987 m，橋塔中心橋面標(biāo)高53.684 m，雙橋塔斜拉索160束。大橋主墩（塔）基礎(chǔ)為23根φ2.5 m鉆孔樁基礎(chǔ)，樁基長(zhǎng)度110～116 m，單樁鋼筋籠質(zhì)量為74～82 t，主墩（塔）永久鋼護(hù)筒（厚度20 mm）長(zhǎng)度為27～34 m，單護(hù)筒質(zhì)量為34～43 t。

3 鋼護(hù)筒安裝

3.1 測(cè)量放樣

利用施工平臺(tái)，按鉆孔樁中心位置準(zhǔn)確放樣，然后在平臺(tái)面畫(huà)十字線，確定鋼護(hù)筒位置。

3.2 安裝導(dǎo)向架

橋位處水位較深，鋼護(hù)筒打入河床前，自由長(zhǎng)度較長(zhǎng)，根據(jù)鋼棧橋、施工平臺(tái)施工經(jīng)驗(yàn)，受水流影響，鋼管基礎(chǔ)安裝困難，需要使用導(dǎo)向架；鋼護(hù)筒體積大，受水流影響更大，經(jīng)綜合考慮鋼護(hù)筒安裝使用桁架式導(dǎo)向架。

1）施工條件。橋位處受潮汐影響，退潮時(shí)河道水流流速偏快，漲潮時(shí)河道水流流速偏慢，平潮時(shí)河道水流流速相對(duì)穩(wěn)定，每天（壅水）平潮時(shí)間約30 min，時(shí)間較短。高潮位期間，水位差約±3.0 m，低潮位期間，水位差約±2.0 m，根據(jù)此特點(diǎn)，鋼護(hù)筒盡量安排在每天平潮時(shí)間插打。另考慮總體工期緊張，這樣鋼護(hù)筒安裝時(shí)間會(huì)較長(zhǎng)，影響節(jié)點(diǎn)工期[1]。

2）鋼護(hù)筒導(dǎo)向架。桁架式導(dǎo)向架總長(zhǎng)9.34 m，總高6.0 m，施工平臺(tái)面以上高2.0 m，施工平臺(tái)面以下截面外形尺寸3.34 m×3.34 m，利用施工平臺(tái)固定。導(dǎo)向架主框架采用2根30#槽鋼[30焊接，框架斜支撐采用單根25#槽鋼[25焊接。

導(dǎo)向架平面示意圖如圖1所示。

圖1 導(dǎo)向架平面示意圖（單位：mm）

3）導(dǎo)向架安裝誤差。導(dǎo)向架決定鋼護(hù)筒，鋼護(hù)筒決定樁基礎(chǔ)，因此，導(dǎo)向架安裝要求必須準(zhǔn)確，安裝的誤差要求為：垂直度≤1/100，頂面平面誤差≤30 mm。

3.3 鋼護(hù)筒吊裝

利用龍門(mén)吊分節(jié)吊裝，人工纜風(fēng)繩輔助方法導(dǎo)入導(dǎo)向架內(nèi)就位。兩節(jié)鋼護(hù)筒現(xiàn)場(chǎng)拼接，底節(jié)利用施工平臺(tái)型鋼支架固定，上節(jié)利用龍門(mén)吊吊裝，上下節(jié)鋼護(hù)筒對(duì)齊接頭后，采用鋼板條臨時(shí)點(diǎn)焊固定，采用手工焊，安排4名焊工對(duì)稱(chēng)焊接，焊接方法見(jiàn)鋼護(hù)筒車(chē)間加工方法，在經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)之后，用龍門(mén)吊將鋼護(hù)筒降到河床面，采用上面的方法再接第三節(jié)，鋼護(hù)筒需要插打。

3.4 插打鋼護(hù)筒

利用龍門(mén)吊吊裝DZL-240型雙夾振動(dòng)錘插打，初始插打時(shí)要注意控制振錘下落高差和速度。鋼護(hù)筒頂面打至施工平臺(tái)上1.0 m時(shí)，停止插打，繼續(xù)接長(zhǎng)鋼護(hù)筒，鋼護(hù)筒接長(zhǎng)后，再繼續(xù)插打至設(shè)計(jì)位置。PY1墩鋼護(hù)筒打入河床深度約20 m，PY2墩鋼護(hù)筒打入河床深度約24 m[2]。

4 鉆孔、清孔

4.1 鉆孔

根據(jù)地質(zhì)條件和樁基特性，采用RCD履帶式反循環(huán)鉆機(jī)，鋼護(hù)筒和膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁方法鉆孔。

1）鉆孔順序。盡量使鉆機(jī)及配套機(jī)具移動(dòng)范圍最小，以方便施工。為滿(mǎn)足條款要求，不干擾新灌混凝土樁的混凝土穩(wěn)定性及質(zhì)量，采用間隔樁鉆順序施工。鉆孔順序如圖2所示。

圖2 鉆孔順序（單位：m）

2）鉆機(jī)就位。利用施工平臺(tái)和鋼護(hù)筒測(cè)量放樣，確定樁基中心位置，鉆機(jī)就位后，鉆機(jī)調(diào)平，通過(guò)對(duì)鉆頭的定位，使其與樁身中心相一致，調(diào)直鉆桿垂直度＜1/75，固定鉆機(jī)位置，檢查設(shè)備的配置和狀況是否符合施工要求，方能進(jìn)行鉆孔[3]。

3）抽水置換泥漿。鋼護(hù)筒施工期間，內(nèi)部存有河水，河水含有大量雜質(zhì)，影響泥漿質(zhì)量，開(kāi)鉆前采用水泵抽出鋼護(hù)筒內(nèi)的水后，置換新拌制泥漿進(jìn)入鋼護(hù)筒至控制水頭位置。

4）鉆孔。通過(guò)鋼護(hù)筒內(nèi)空鉆部分，要進(jìn)行鉆機(jī)調(diào)試，必要時(shí)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；有鋼護(hù)筒部分可以快速鉆進(jìn)；接近鋼護(hù)筒底部要放慢鉆孔速度，采用慢速鉆進(jìn)方法，同時(shí)泥漿采用較大密度；通過(guò)鋼護(hù)筒底部后，根據(jù)地質(zhì)條件，采用適宜的速度鉆孔，地質(zhì)相對(duì)松軟部分，鉆孔速度不要太快，避免鉆孔樁縮孔；泥漿密度要控制好，泥漿密度低，護(hù)墻效果不好，易造成塌孔、縮孔現(xiàn)象，泥漿密度偏大時(shí)，影響鉆孔效率；在鉆孔時(shí)，應(yīng)根據(jù)河面的水位，對(duì)鋼護(hù)筒的水頭高度進(jìn)行控制[4]。

5）鉆渣處理及取樣。從孔內(nèi)抽出的含砂泥漿，直接進(jìn)入泥漿除砂機(jī)進(jìn)行分離處理，分離出的泥漿進(jìn)入備用泥漿槽，泥漿經(jīng)沉淀檢測(cè)合格后再利用，分離出的鉆渣（泥、砂等）進(jìn)入鉆渣槽，利用小型挖掘機(jī)（或裝載機(jī)）裝入自卸車(chē)運(yùn)至指定棄土場(chǎng)地處理；現(xiàn)場(chǎng)要保留鉆渣樣品，當(dāng)?shù)刭|(zhì)情況與最初的設(shè)計(jì)有出入時(shí)，應(yīng)及時(shí)與咨詢(xún)監(jiān)理聯(lián)系，必要時(shí)需要進(jìn)行鉆孔深度調(diào)整。

4.2 清孔

本工程使用RCD反循環(huán)鉆機(jī)，有利清孔；考慮樁底部地質(zhì)土層密實(shí)穩(wěn)定，對(duì)泥漿護(hù)壁要求不高，考慮加快施工進(jìn)度，當(dāng)鉆頭接近樁底時(shí)，由操作手控制，邊鉆孔邊清孔，當(dāng)鉆頭達(dá)到樁底時(shí)，第一次清孔基本完成，停止鉆孔后，繼續(xù)清理鉆孔直到泥漿達(dá)到規(guī)定的要求為止，力爭(zhēng)做到提鉆、清孔一次完成，盡量縮短第一次清孔時(shí)間；移出鉆機(jī)，清理現(xiàn)場(chǎng)。

5 鋼筋籠節(jié)段拼裝

5.1 鋼筋籠節(jié)段運(yùn)輸

1）在河流北側(cè)場(chǎng)地臨時(shí)碼頭，使用駁船把鋼筋籠節(jié)段運(yùn)輸運(yùn)至施工平臺(tái)，利用履帶吊卸船，鋼筋籠平放在鉆孔樁附近；在設(shè)置鋼筋籠加工場(chǎng)地，使用平板車(chē)運(yùn)輸鋼筋籠至施工平臺(tái)。

2）駁船長(zhǎng)45 m，寬15 m，至少可以擺放16節(jié)12 m長(zhǎng)鋼筋籠，運(yùn)輸途中，鋼筋籠底部采用墊木及楔塊支撐穩(wěn)定，上部采用吊帶捆綁，保證運(yùn)輸?shù)陌踩浴ｑg船由拖輪拖拽。

5.2 鋼筋籠節(jié)段拼裝

利用施工平臺(tái)跨墩龍門(mén)吊，按自下而上的順序分節(jié)吊裝現(xiàn)場(chǎng)拼裝。鋼筋籠吊裝有平吊、豎吊、整體吊裝3種狀態(tài)。平吊采用扁擔(dān)吊裝，豎吊采用多點(diǎn)吊裝，整體吊裝采用支架加固方法。

1）首先底節(jié)吊裝入孔。底節(jié)鋼筋籠不長(zhǎng)，且質(zhì)量輕，可以采用兩點(diǎn)吊裝，確保鋼筋籠吊裝不變形。入孔前，人工氣焊切割內(nèi)圈箍三角支撐后，下放至預(yù)設(shè)位置，利用鋼筋籠固定支撐架，從預(yù)留吊環(huán)孔，穿2根支撐橫梁后，把鋼筋籠放在橫梁上穩(wěn)定后，拆卸吊裝鋼絲繩、吊環(huán)。

2）龍門(mén)吊吊裝第二節(jié)鋼筋籠。鋼筋籠12 m長(zhǎng)，最好采用3點(diǎn)吊裝，確保鋼筋籠吊裝不變形。移動(dòng)至孔口，人工配合按主筋編號(hào)與第一節(jié)對(duì)接，人工利用手動(dòng)扳手，擰套筒螺栓，套筒螺栓不要一次擰緊到位，待所有套筒螺栓都連接好后，再逐個(gè)擰緊套筒螺栓；同樣方法，連接鋼管接頭。

3）綁扎接頭部分鋼筋。綁扎連接兩節(jié)鋼筋籠接頭部分的螺旋筋。

4）起吊下籠。為減少鋼筋籠在現(xiàn)場(chǎng)吊裝過(guò)程中變形，因此，采用鋼筋籠豎轉(zhuǎn)機(jī)機(jī)構(gòu)進(jìn)行安裝。

5）鋼筋籠整體吊裝固定。施工平臺(tái)頂面標(biāo)高＋7.136 m，鋼筋籠頂面標(biāo)高＋3.104 m，鋼筋籠在平臺(tái)面以下4.032 m，采用套筒、鋼筋與鋼筋籠整體固定支撐架直接連接固定。鋼筋籠自身太重，不采用依靠鋼護(hù)筒固定鋼筋籠方法。

6）鋼管同鋼筋籠同時(shí)安裝，自下而上順序進(jìn)行，在放置過(guò)程中，不受任何外力影響，確保聲波檢測(cè)設(shè)備裝置順利進(jìn)入。

6 灌注樁基混凝土

1）封底混凝土大料斗。考慮樁基較深，封底混凝土高度，將底節(jié)導(dǎo)管埋深2.0 m，導(dǎo)管底距樁底50 cm，導(dǎo)管中混凝土高度是導(dǎo)管長(zhǎng)度的1/2，封底混凝土大料斗體積約16 m3；采用型鋼、鋼板現(xiàn)場(chǎng)加工；利用鋼筋籠支撐架支撐，確保穩(wěn)定、安全。

2）導(dǎo)管口封球?？紤]樁基深，在導(dǎo)管中，混凝土的沉降時(shí)間較長(zhǎng)，易發(fā)生離析，為確保混凝土質(zhì)量，在導(dǎo)管上口采用泡沫球封堵，泡沫球與導(dǎo)管內(nèi)混凝土同時(shí)下落，泡沫球滑出導(dǎo)管后自動(dòng)上浮至鋼護(hù)筒內(nèi)泥漿表面，撈出洗凈下次再用。

3）混凝土連續(xù)灌注。樁基混凝土需要連續(xù)灌注，在大口徑深孔樁基中，必須均勻、連續(xù)地進(jìn)行混凝土灌注；由于施工速度太快，會(huì)導(dǎo)致混凝土中出現(xiàn)泥水夾層，從而對(duì)樁基礎(chǔ)混凝土的質(zhì)量造成不利的影響，速度太慢或間隔時(shí)間較長(zhǎng)，容易造成導(dǎo)管堵塞、斷樁等；現(xiàn)場(chǎng)安排專(zhuān)人組織協(xié)調(diào)，保證混凝土持續(xù)供應(yīng)和連續(xù)灌注。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，橋梁樁基作為整個(gè)橋梁體系中不可或缺的重要構(gòu)成之一，應(yīng)對(duì)其整個(gè)作業(yè)過(guò)程嚴(yán)加管控，以確保其建設(shè)質(zhì)量，在橋梁工程中使用RCD反循環(huán)鉆孔施工技術(shù)，可以發(fā)揮其靈活性、適應(yīng)性等諸多優(yōu)勢(shì)，本文結(jié)合具體工程實(shí)例，詳細(xì)探討了RCD鉆孔樁基的施工技術(shù)要點(diǎn)，以提高橋梁整體工程質(zhì)量。