维普资讯 http://www.cqvip.com １２０ 铁道勘察 ２００７年第３期 深水裸岩钻孑Ｌ灌注桩施工技术 胡 永 （中铁四局集团有限公司技术中心，安徽合肥２３００２３） Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｂｏｒｅｄ Ｃａｓｔ－ｉｎ－Ｐｌａｃｅ Ｐｉｌｅｓ ｉｎ Ｄｅｅｐ Ｗａｔｅｒ ａｎｄ Ｕｎｃｏｖｅｒｅｄ Ｒｏｃｋ Ｈｕ Ｙｏｎｇ 摘 要 以柳州市三门江大桥主墩钻孔灌注桩施工为例，介绍钻孔平台及钻孔灌注桩的设计与施 工，重点介绍钻孔平台的设计方案、施工工艺、施工要点，以及钻孔灌注桩的施工要点等技术细节，同时 对钻孔灌注桩施工中的注意事项进行了阐述。 关键词深水裸岩钻孔灌注桩钻孔平台 施工技术 １ 工程概况 柳州市三门江大桥是柳江上的一座双塔双索面三 跨预应力混凝土部分斜拉桥。主桥横跨柳江，长３６０ Ｉｎ，跨径组合为１００ Ｉｎ＋１６０ ｍ＋１００ ｍ，塔、梁和桥墩固 结。主梁采用分离式双主箱断面，每个主箱为单箱双 室截面，梁底设置二次抛物线。桥面宽４１ ｍ，桥型布 置如图１所示。该超宽截面型式的部分斜拉桥为国内 首创。２１号主墩处覆盖有０．５ ＩＩ１厚的卵石夹沙层，河 床向江心方向有１５。左右的倾角；２２号主墩处为光板 河床，裸露岩层为微风化含泥炭质灰岩。下游红花水 收稿日期：２００７—０４—２８ 作者简介：胡永（１９８１一），男，２００４年毕业于安徽理工大学土木工程 专业，工学学士，工程师。 电站蓄水后施工水深 ５ ｍ，水流流速在３Ⅱ ｓ左右。 １００ 主跨１６０ １００ 图１ 三门江大桥主桥桥型布置（单位：ｍ） ２１号、２２号主墩基础为高桩承台，每个主墩有两 个承台，承台间设置横系梁。左右幅承台尺寸均为 ９．０ ｍ ｘ １３．０ ｍ ｘ４．０ ｍ，每个承台下有６根钻孔灌注 桩，承台顶高程为＋７２．８ ｍ，底部距离河床为１１ ｍ。钻 孔灌注桩设计为嵌岩桩，嵌岩深度在６ ｍ以上，桩基混 凝土标号为Ｃ３０，桩径为２．２ｍ，最大桩长２３ １１＂１，部分桩 部分。工程造价低，施工进度快。且能充分利用现场 监测的变形数据，及时调整土钉长度和间距。其施工 设备简单，操作方便，土钉的制作和成孔不需要复杂的 技术和大型机具，土钉的施工作业对周围环境干扰较 少。不需单独占用场地，对于施工场地狭小，放坡困 难，有相邻建筑物、大型护坡施工设备不能进场时，该 技术显示出独特的优越性。 参考文献 ［１ １ ＴＢ１０２０２－－２００２铁路路基施工规范［ｓ】 ［２１ ＴＢ１０４１４－－２００３铁路路基工程施工质量验收标准［ｓ】 ［３］习仲伟．土钉支护在铁路边坡工程中的应用［Ｊ１．铁道勘察，２００５， ３１（５１ ４机械配备 主要的机械配备有：ＧＸ一５０型钻机１台，发电机 １台，空压机ｌ台，风镐６台，钢筋加工设备１套，ＴＫ一 ９６１型混凝土湿喷机１台，砂浆搅拌机１台、注浆机１ 台及供水设施等。 ５结束语 工程竣工交付运营后，经历了多次雨季的考验，监 测结果显示土钉墙加固边坡效果良好。与加筋土挡土 墙、锚杆、重力式挡土墙等结构相比，土钉墙能合理利 用土体的自承能力，将土体用作支护结构不可分割的 维普资讯 http://www.cqvip.com 深水裸岩钻孔灌注桩施工技术：胡永 ｌ２ｌ 基穿过溶槽与空洞。主墩基础布置型式如图２所示。 ２ ４．５ ４．５ ２ ２ ４．５ ４．５ ２ Ｉ Ｉ １ ］ Ｉ １ ］ 辰 己 ＠＠、＠ 图２主墩基础型式（单位：ｍ） ２钻孑Ｌ平台设计与施工 ２．１钻孔平台设计 钻孔灌注桩施工时，柳江水位为＋７１．５ ｍ。针对 深水裸岩水文地质和工期紧的特点，方案比选后采用 钢管桩、贝雷梁搭设钻孔平台法施工钻孔灌注桩。 （１）钻孔平台尺寸及钢管桩布位 施工时每个承台上布置３台冲孔钻机，在平台上 呈三角形布置。先施工１号、３号、８号与４号、６号、 １ １号钻孔灌注桩后再施工其他桩基。根据钻机平面 尺寸和后期钢吊箱围堰的位置，并考虑施工通道后，钻 孔平台平面尺寸确定为４４．８ ｍ×１５ ｍ。为保证漂浮物 通过和便于施工操作，并考虑水位上升１．０ ｍ的预留 高度，贝雷梁底距离水面为１．５５ ｍ，钻孔平台顶面高 程确定为＋７５．０ ｍ。钢管桩内径为１．０ ｍ，壁厚ｌ０ ｍｍ，采用Ｑ２３５钢板卷制。钢管桩长度根据实际地形 情况确定，平均长度约为２５ ｍ，钢管桩分节接长施工。 平面主要架构及钢管桩的位置如图３所示。 ４４ Ｒ Ｉ 东岸ｌ 上游 图３钻子Ｌ平台平面（单位：ｍ） （２）插打钢管桩及平台整体稳定性 由于河床无覆盖层，且裸露岩层表面坚硬，钢管桩 无法打入岩层固定。通过插打试验可知，大部分地段 只能打入０．０２ ｍ左右。经深入研究，确定采取抛填土 袋的方法：在钻孔平台最外侧钢管桩５ ｍ范围内，抛填 高３．０ ｍ以上的土袋，钢管桩插打后在桩内灌砂。这 就解决了钢管桩插打定位问题，通过检算，可以满足平 台整体稳定性的要求。钢管桩之间的连接采用槽钢设 置剪刀撑。在水下部分，采用抱箍连接，避免了水下焊 接。抱箍由潜水员在水下拧紧。钻孔平台的整体性连 接如图４所示。 ４５ａ工字钢 目 ．．目 三兰 ｊ 三兰 ｊ ： × ×： 、Ｉ 、 × 抱箍 ： 图４钻孔平台整体性连接（单位：ｍ） ２．２钻孔平台施工 钻孔平台施工工艺流程如图５所示。 压垂巫 巫画一［巫 一医困 臣 — Ｊ 匪 画一臣亟 匦 面一臣 亟 匡 垂圃一臣 ［ 匝 垂鲴 图５钻孔平台施－ｒ－－ｒ－艺流程 （１）测设定位浮标 利用全站仪和浮标船，根据测定的水流速度计算 出定位点，并在定位点上游抛下浮标。设置浮标后复 测实际位置，定位偏差应控制在５．０ ｍｍ以内。在利 用浮标定位施工前，根据水位涨落情况，推算浮标位 置，以便调整施工距离和方向，及时复测浮标的位置。 （２）抛填土袋 用尼龙袋装土，不得装入大石块和树根类杂物，利 用工程驳船运至抛掷点上游，根据计算的距离抛掷。 为保证抛填范围内土袋均匀布置，抛掷时驳船缓慢向 下行驶，反复进行，直至抛填厚度达到３ ｍ以上。 （３）插打钢管桩 在３５０ｔ驳船上，设置２５ ｔ汽车吊。根据浮标抛锚 定位浮吊和运输船，利用浮吊和４５ｋＷ振动桩锤吊起 钢管桩。全站仪测量定位后，先利用自重使桩压入土 中，再用振动桩锤开打，插打钢管桩直至岩面。随后及 时在桩四周抛掷土袋，同时向桩内灌砂。除第一根钢 管桩外，其余钢管桩均及时与已插打的桩利用槽钢进 行临时连接，最后松开桩锤。钢管桩插打顺序为从上 游向下游，从西岸侧向东岸侧。从平台角点处开始，先 维普资讯 http://www.cqvip.com １２２ 铁道勘察 ２００７年第３期 插打１号、２号、５号桩，然后向整个平台扩展。每班完 成前及时施工剪刀撑和水平撑，水下部分用抱箍与钢 管桩连接，水上部分进行焊接。为防止钢管桩刃脚在 插打过程中变形，在钢管桩底部增焊一道长５０ Ｃ１ＴＩ、壁 护筒间水平焊缝位置应增加６块拼接板。护筒长度根 据各桩地质条件确定。主墩钢护筒已在钻孔平台施工 中埋设完毕。 ３．２ 钻孔作业 钻孔作业主要包括钻机选型、定位和钻进、清孔、 验孔等流程。 （１）钻机选型：以冲击钻机为主，以冲吸反循环钻 机为辅。主墩钻孔桩须穿过微风化含泥炭质灰岩。 厚８ ｍｍ的钢板加劲箍。钢管桩插打时力求垂直打 入，定位偏差≤０．１５ １ＴＩ，倾斜度≤１％。 （４）架设贝雷梁 所有钢管桩插打、连接固定后，割除钢管桩至设计 高程并焊接桩帽，桩顶高程偏差≤０．０ｌ １ＴＩ。随后架设 贝雷梁和工字钢梁。最后对平台面进行检查，保证每 个孔位处的高低差≤０．０２ ｍ。 （５）钻孔平台稳定性监控 钻孔平台搭设完成后，在平台上布置６个稳定性 监控点，测定其三维坐标，并每日进行监控，平面位置 的摆动应在１０ ｍｍ以内。 ３钻孔灌注桩施工 钻孔灌注桩施工工艺流程如图６所示。 ［ 匦［ 匦匠亟匦 ［ 一匝 匦 上 ［ 巫 上 ｌ臣亟匾一［ 巫 Ｉ压 亟圊｛ 厂 赢－］ ［ 回一臣 运困 圈一［ 垂口 匦 垂画 围 ｌ≤５ ｃｍ Ｉ匦亟亟一［二三函噩 上 ［巫 图６钻孔灌注桩施工工艺流程 ３．１钢护筒埋设 护筒采用１４ ｍｍ厚的钢板制作，护筒内径为２．５ ｍ。根据逐桩钻孔的地质资料，有溶洞的桩，开孔护筒 内径应根据钻孔桩穿过溶洞层数确定，每穿过一层相 应加大０．２ １ＴＩ。护筒底口加焊３０ ｃｍ高加劲箍，上下节 （２）钻机定位：钻机就位前，钻机所有零部件须经 检查及整修，钻头直径必须满足钻孔要求，钻机底座平 整牢固，钻机安装后稳定可靠。 （３）钻进：开钻时要采取低锤轻打、高频率小冲程 原则，确保成孔质量。本地区覆盖层较薄或基本上无 覆盖层，施工中要控制总体钻进程度。钻岩过程中要 勤排渣清孔，加快钻进速度。护筒底口位置宜回填黏 土和片石并反复冲砸，以促使护筒底口形成硬壳，避免 漏浆。冲击钻机钻孔时，若遇到倾斜岩面，则回填黏 土、小块片石，并用砸机反复冲砸。冲砸过程中，一面 挤石造壁，一面切削倾斜岩面，直至全断面进入岩石后 正常砸进。 当进入岩层遇到溶洞时，选用实心锤冲击钻机，小 冲程、低频率钻进。发现异常情况时应及时将钻头提 出孔外，以防塌孔埋钻。 （４）清孔、验孔：钻进过程中应经常验孔，如果检 孔器被卡住，则应分析原因采取对策。如孔壁弯斜较 严重，检孔器不能放下去，则应填石重钻。钻孔达到设 计高程后，采用正循环或４，１５ｏ空气吸泥机清孔。为 节省钢护筒，在清孔后，多层护筒须水下切割，保留最 外层护筒，护筒切割搭接长度为２ １ＴＩ。切割下的护筒 可用至其他孔位。 ３．３ 安放钢筋笼及混凝土导管 清孔后安放钢筋笼。钢筋笼安放到位后，将笼上 ４根钢筋焊在钢护筒上，防止灌注混凝土时钢筋笼 上浮。 导管用４，３００ ｍｍ内壁光滑的钢管，底节长４ １ＴＩ，中 间节段长２．５ １ＴＩ。在使用前，要将拼装好的导管进行 拉力试验和水密试验，并配备一定的备用导管。导管 吊放时，使导管位置居中，轴线顺直，稳定下放，防止擦 挂钢筋笼和碰撞孔壁，管底距孔底为３０—４０ ｃｍ。 ３．４灌注水下混凝土 灌注前，再次进行检查。如有沉碴，用高压空气反 循环清孔，确保沉碴厚度符合设计要求。 采用拔球法进行封孔。导管拔球前，应备有足够 维普资讯 http://www.cqvip.com 路堑锚索桩板墙施工技术：史常青 １２３ 路堑锚索桩板墙施工技术 史常青 （中铁二十局集团水利工程公司，陕西西安７１００１６） Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ａｎｃｈｏｒｅｄ Ｃａｂｌｅ Ｐｉｌｅ Ｐｌａｔｅ Ｒｅｔａｉｎｉｎｇ Ｗａｌｌ ｏｆ Ｒａｉｌｗａｙ Ｃｕｔｔｉｎｇｓ Ｓｈｉ Ｃｈａｎｇｑｉｎｇ 摘要结合工程实际，论述了山区铁路深路堑路基新型加固防护支挡结构物——锚索桩板墙施 工的关键技术和工艺。桩前土体的开挖、桩的施工、锚索预应力的施加等环节非常重要，是确保施工安 全顺利的关键。 关键词锚索桩桩板墙施工 １ 工程概况 渝怀铁路十一标段白马车站Ｄ１Ｋ１７５＋６２６～ Ｄ１Ｋ１７６＋８９６．７５段，长２７０．７５ ｉｎ，线路以挖方通过， 收稿日期：２００７—０４—２８ 作者简介：史常青（１９６４一），男，１９８７年毕业于石家庄铁道学院铁道建 筑专业，工学学士；１９９６年毕业于西南交通大学岩土与地下工程专业， 工学硕士，高级工程师。 中心最大挖方边坡高度近２０ ｍ。线路左侧设计有路 堑锚固桩、锚索桩，桩间设挡土板，桩靠线路Ⅱ线中心 的距离为９．５ ｍ，桩间距（中一中）为６ ｍ。共设４６根 桩，其中锚索桩２２根（锚固桩２４根）。 本段位于乌江右岸，属中低山乌江峡谷溶蚀、侵蚀 地貌，地势北高南低，自然坡度一般为２Ｏ～４Ｏ。。地表 上覆盖第四系坡崩积附砂黏土、块石土，最大覆土厚度 保证平台的稳定性，同时也解决了钢管桩插打固定问 题。相比其他方法，既加快了施工进度，又降低了成本。 （４）在钻头反复低行程打密的过程中，采用一面 挤石造壁、一面小行程切削高出的倾斜岩面的钻进施 工技术，有效解决了斜面开孔施工难题。 柳州三门江大桥钻孔灌注桩施工于２００５年３月 的混凝土储备量，使导管在拔球后埋入混凝土的深度 不小于１．５ ｉｎ，正常灌注时导管埋深不得小于２ ｉｎ，亦 不大于６ ｉｎ。灌注工作应一气呵成，不能中断。在灌 注过程中，应经常测量高程和统计混凝土数量，并做好 灌注原始记录，绘制混凝土柱状图。为确保桩顶混凝 土的质量，水下混凝土灌注面宜高出桩顶设计高程 ０．５～１．０ ｉｎ，以便清除浮浆，凿出桩头，确保灌注桩与 承台的连接质量。 顺利完成，通过超声波检测，钻孔灌注桩全部合格。工 程实践表明：该钻孔平台设计考虑充分，钻孔平台及钻 孔灌注桩施工方法精细合理。采用钢管桩、贝雷梁搭 设钻孔平台法施工钻孔灌注桩，成功解决了深水裸岩 钻孔灌注桩的施工难题，为以后深水裸岩高桩承台基 ４结束语 （１）柳州市三门江大桥采用钢管桩与贝雷梁搭设 的钻孔平台，能较灵活地适应河床倾斜、不平整的地质 特点。根据水深及打桩的贯入度调整桩长，不必对河 床岩面形状进行详细测量，缩短了工期。 （２）剪刀撑采用抱箍的连接方式，避免了水下焊 础施工提供了参考和借鉴。 参考文献 ［１］ 王进．铁路工程施工［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２００２ ［２］ 殷万寿．深水基础工程［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２００３ ［３］ 尹洪波．反循环钻孔灌注桩在丁香特大桥中的应用［Ｊ］．铁道勘 察，２００４，３０（３） 接，降低了工程成本，同时也能保证钻孔平台的整体性。 （３）选取较合理的平面尺寸和平台高度能提高平 台的自稳性。采用抛填土袋和钢管桩内灌砂的方法可 ［４］ 董瑞峰．岩溶地区桥梁钻孔桩施工技术［Ｊ］．铁道勘察，２００５，３１（５） ［５】ＴＢ１０２０３－－２００２铁路桥涵施工规范［Ｓ］