临近既有线长大钻孔灌注桩施工技术
【摘要】钻孔灌注桩在建筑工程中广泛应用于基坑围护、桥梁工程的基础之中，是整个工程质量控制的关键点，亦是难点。结合龙葵路跨线桥主桥墩临近高铁既有线及铁路接触网施工，介绍了长大钻孔桩临近高铁既有线及接触网施工防护、钻机选型、优质泥浆应用、清孔工艺、钢筋笼制作及安装、混凝土灌注等关键施工技术。
【关键词】大直径；高铁；接触网；长桩
1、工程概况
2012年哈西路网建设和谐大道（龙葵路）跨线桥工程，全桥长997.24m，其中主桥为1联（65+110+65）m预应力混凝土连续梁。主桥长240.2m。主桥上跨哈大铁路客站咽喉区，与哈大客专正线交角为79.5°，铁路交叉里程DK925+043。主桥下部结构中临近高铁及接触网的6#墩和7#墩采用分离式实体桥墩、整体式承台及群桩基础，其中6#墩、7#墩桩基础采用每墩24根钻孔桩，孔直径为1.5米，桩长80米，共48根钻孔桩。
2、临近既有线防护
为了保证既有高铁路基及接触网的安全，在钻孔前对既有线进行防护。首先在承台外1m处平行既有线采用Φ500、桩长10m、桩净距0.1m的钢筋混凝土防护桩，桩顶采用钢筋混凝土贯梁形成整体结构对铁路路基进行防护；另外在在钻孔前在接触网外2m处设高于接触网1m的防护网，防止吊车绳索或钢筋笼在作业过程中碰到接触网，最后在远离既有线处设置地锚揽风绳防止钻机倾覆砸到接触网或既有线。在所有吊装作业中采用溜绳的方法以保证吊物的稳定性。大风或雨雪天气严禁吊装作业，全过程设1名安全员及1名防护员进行安全监控以保证铁路安全。
3、钻机类型选用
根据施工图纸提供的地质斟探资料、深度、桩径及现场情况确定，采用反循环钻机钻孔。根据钻孔深度，钻孔桩桩长及空钻长度按90m考虑，反循环钻机扭矩不小于24.7KN.m、钻杆内径不小于150mm、功率不小于37KW，保证钻进过程中钻杆平稳及钻孔桩垂直度，防止钻杆摆动过大，钻机适当配重。
4、钻孔桩施工
4.1钻孔场地清除杂物、换除软土、平整压实，施工前测量组对桩位进行测量报验及进行点位复测 复测后根据中心点位引出“十”字线控制护筒的埋设位置和钻机的准确就位，钻孔前对导管进行水密性试验，进行水密度试验的水压不小于孔内水深的1.3倍的压力也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大
内压P的1.3倍。
4.2埋设护筒及钻机对位 护筒采用钢制长度大于3m以保证高铁路基稳定，护筒内径170cm埋设时护筒部高出施工地面0.3m。在护筒四周回填黏土并分层夯实。护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。测量组随时复核桩位中心及护筒顶高程。
4.3泥浆控制 选用膨润土、碳酸钠、烧碱等配制优质泥浆。根据地层情况及时调整泥浆性能，泥浆性能指标如下：泥浆比重：反循环钻机一般地层泥浆比重可为1.05～1.15。黏度：一般地层16～22s，松散易坍地层19～28s。含砂率：新制泥浆不大于4%。胶体率：不小于95%。PH值：大于6.5。
4.4钻孔 反循环钻机的起重滑轮和固定钻杆的卡机，应在同一垂直线上，保持钻孔垂直。开钻前在护筒内存进适量泥浆，开钻时宜低档慢速钻进，钻至护筒下1m后再以正常速度钻进，钻进过程中，应保持筒内的水头。针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。钻进过程中及时滤渣，每钻进2m或在地层的变化处均应捞取渣样，判断地质的类型，记入记录表中，并与设计提供的地质剖面图相对照。
4.5清孔 换浆法清孔：终孔后，停止进尺，稍提钻锥离孔底10～20cm空转，并保持泥浆正常循环，以中速将较纯泥浆压入，把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出。使清孔后泥浆符合要求。
4.6成孔检测 清孔完毕后即进行成孔检测，采用钢筋焊接成高约6m直径比设计孔径稍小的检孔器及测垂法对桩孔进行检验，在孔内能下落到孔底，则孔径符合设计要求。如在某个位置卡住时，测量下放钢丝绳长度，可计算出深度，用钻机扫孔时重点反复扫该位置。保证成孔孔深、孔径、倾斜度、沉渣厚度满足设计及规范要求。
5、钢筋笼制作、安装及质量控制
钢筋进场后，原材料按批次进行检验合格后方可进行下道工序施工。钢筋骨架在钢筋加工场地分段制作，根据现场实际情况、钢筋笼总长度， 合理规划制定钢筋笼节数，并编号标识桩位及节数，便于钢筋加工及安装。在运至现场后用吊车吊入孔内，并在孔口进行接长焊接。现场焊接采用单面搭接焊，焊缝长度应大于10d，焊缝高度h≥0.3d，焊缝宽度b≥0.7d，每节钢筋笼接头钢筋应错开，在接头长度段内，受力钢筋焊接接头面积小于总面积的50%。
下放至末段钢筋笼时根据钻孔桩设计高程与地面高程计算确定固定钢筋的长度。钢筋笼入孔后应准确、牢固定位，平面位置偏差不大于50mm，底面高程偏差不大于±10cm。在钢筋笼上端设置吊环，吊环设定根据钢筋笼重量确定选用吊环钢筋直径。以6号墩钻孔桩钢筋笼为例：钢筋笼总重7.8t，78000N，Ⅰ级钢筋允许应力170Mpa，R=F/A，R=78000N/（2×170Mpa），R=230mm2，经计算采用直径18圆钢，系数1.3。
6、桩基检测管
每根桩基检测管设置3根，在加强筋内侧呈120度布置，与N5钢筋焊接牢固，并每隔4米设置一个半圆形卡扣（采用Φ10圆钢）焊接在N5钢筋上，增加检测管的牢固性。检测管采用套管连接，套管上下端与检测管紧密焊接，不允许漏水。检测管上下端用钢板封底焊牢，管内无异物，要求不漏水。保证砼灌注过程中检测管无浮管现象。
7、水下混凝土灌注
砼浇筑采用导管、储料斗、砼泵车配合浇筑。安装导管时，导管卡盘具有足够的强度钢度能承压自身荷载及砼浇筑时荷载。导管底口距孔底距离控制在0.3-0.5m范围，导管埋入混凝土的深度不小于1m，并不宜大于6m。首批砼封底量：γ=πD2HC/4+πD2h1/4， γ=π×1.52×1.4/4+[π×0.32×（11.5KN/m3×80m/24KN/m） ]/4， γ=5.2m3，经计算首批砼封底量不小于5.2m3；漏斗底口处必须设置严密可靠的隔水装置，该装置必须有良好的隔水性能并能顺利排出。水下混凝土连续浇筑，中途不得停顿，浇筑过程中对孔内砼面增加观测频率控制导管埋深。并尽量缩短拆除导管的间断时间，每根桩的浇筑时间宜在8小时内浇筑完成。当混凝土浇筑面达到设计高程时，保证混凝土顶面浇筑到桩顶设计高程以上1.0m（施工预留桩头时根据顶层泥浆比重、沉渣厚度、空钻长度确定）。水下砼强度采用C30砼，碳化环境T1，坍落度控制在180-220mm，砼运至施工现场具有良好的和易性，流动性。砼运至施工现场时作砼坍落度试验，控制砼和易性、流动性。混凝土浇筑完毕，护筒应在混凝土初凝前拔出。
参考文献
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