1、交通世界TRANSPOWORLD收稿日期：2023-04-17作者简介：姜小红（1984），女，高级工程师，从事轨道安全质量管理工作。轨道交通车站钻孔灌注桩施工技术要点姜小红，张睿，刘骅（重庆市轨道交通（集团）有限公司，重庆 401100）摘要：以重庆轨道交通中央公园东站工程为例，结合工程施工环境，对钻孔灌注桩施工技术展开分析。首先阐述施工前的准备工作，然后重点探讨护筒的埋设、钻进成孔、钢筋笼安装、水下混凝土灌注等环节的施工要点，并提出钻孔灌注桩施工期间的常见问题及其对应的解决措施。在统筹兼顾、科学施工之下，有效保证钻孔灌注桩施工进程的顺利推进，达到安全、质量、效率、效益等方面的要求。关键词：
2、地铁车站；钻孔灌注桩；施工准备；技术应用中图分类号：TU753.3；U415.2文献标识码：B0 引言钻孔灌注桩施工技术因具有承载能力强、适应性良好、沉降控制效果好等优势被广泛应用于交通工程中。在开展钻孔灌注桩施工活动时，需要考虑的细节较多，要求技术操作人员具有较高的专业素质和操作技能，尤其是高速公路桥梁建设中，环境因素易对施工产生明显的影响。基于此，有必要深入探讨钻孔灌注桩施工技术，明确技术应用流程与具体方法，提高钻孔灌注桩的施工质量。1 工程概况中央公园东站为地下两层（局部三层）双跨岛式车站，里程为YDK35+899.863YDK36+166.863，车站总长约 267.0 m，标准段宽约
3、 23.66 m，结构高约 17.5423.78 m。车站主体结构最大深度约30.24 m，采用明挖法，设钻孔灌注桩和内支撑构成稳定可靠的主体围护结构，以保证开挖施工的安全性。经技术可行性分析，钻孔灌注桩采用旋挖钻施工工艺。2 钻孔灌注桩技术优势2.1 提高地基的稳定性钻孔灌注桩施工技术的性能优势主要体现在渗透压密、渗透和劈裂等方面，按照不同的施工状况采用不同的形式，通过钻孔灌注桩提高地基的稳定性1。2.2 保证地基的安全性钻孔灌注桩和土层结合至一体构成复合地基，保障地基的安全性。施工期间应重点关注灌输混凝土浆液的过程，充分发挥出浆液的渗透性作用，使土层和灌注桩紧密地结合在一起。2.3 降低施
4、工成本钻孔灌注桩施工不易受现场地质条件的影响，对环境具有较好的适应能力。同时，钻孔灌注桩施工技术日益进步，技术的实践经验更为丰富，在有效降低施工难度的同时，也起到减少施工时长的作用，易取得良好的经济效益2。3 钻孔灌注桩施工的现场准备钻孔灌注桩施工现场应做好如下准备工作：全面整平施工场地，根据施工要求修筑便道，以便钻机、罐车等设备的顺畅运行；在现场修筑泥浆池和沉淀池；根据现场水文条件采取引排水措施，避免现场积水；建立测量控制网，测放桩位，明确各桩的布设位置，设置护桩。4 钻孔灌注桩施工技术要点4.1 钢护筒的制作、安装钢护筒长度 3 m，直径比桩径略大 30 cm，壁厚20 mm，具体视现场施
5、工条件灵活调整，例如，在水塘中埋设钢护筒时，适当增加埋设深度，保证钢护筒的稳定性。根据桩位测放结果安排钻机准确就位，使设备保持平稳。钻进的钻头大于护筒直径，钻进至护筒埋设底标高处，用吊车将护筒吊装到位；在护筒周边分层回填黏土并做夯实处理，提高护筒的稳定性。钢护筒埋设到位后，检测其位置和垂直度，要求护筒中心与桩位中心的偏差不超过50 mm，倾斜度不超过1%。4.2 钻机就位修筑施工便道，以便钻机或其他设备有效运送至现场。部分区域的原地面坡度较陡时，需要在坡中间或坡13总659期2023年第29期（10月 中）顶设桩基，采取修筑“之”形便道、放缓坡度等措施。综合考虑现场地质条件、桩径，为钻孔灌注桩
6、施工配置 BG25、BG36 旋挖钻机。现场土层稳定性不足时，钻机可能由于自重过大而下陷，孔壁所受压力过强。为此，在地面均匀铺设钢板用于分散钻机的作用力，保证钻机平稳运行。旋挖钻机就位时，灵活调整钻头，对准桩位中心十字线后锁定，后续未经许可不得随意调整。钻头中心和桩位中心的偏差需在2 cm以内，否则仍需调整，直至偏差满足要求为止3。4.3 钻进成孔施钻时，钻头稳定在距离地面30 cm的位置；向真空泵内注入足量的清水，关闭控制阀管路、开启真空管路，利用真空泵营造负压，在此期间密切关注泥浆泵的状态，待该设备满水后关闭真空泵，运行泥浆泵。真空压力增至0.2 MPa后开启出水控制阀，清理残留在管路中的
7、泥水，形成泥浆反循环运行机制，钻机以3 m/h的速度钻进。平衡架到达钻架滑道下端时，泥浆循环3 min，待孔底沉渣得到有效的清理后关闭泥浆泵，提升钻头、接长钻杆，放慢钻进速度，钻进至护筒下2 m时恢复正常钻进状态，以68 m/h的进尺速度进行钻进。现场钻进人员要关注钻孔的实际进尺，待钻孔位置达到设计高程时，向上提升直至钻头与孔底相距10 cm。此时，匀速旋转转盘，泥浆循环，清理钻进期间产生的钻渣，最后停机。4.4 成孔检查从以下方面全面检查，客观判断钻孔质量：孔位中心：用尺测定沿线路方向和垂直线路方向位置偏差；孔径、孔深、倾斜度：检测设备采用成孔检测仪，根据实测数据加以判断；沉渣厚度：联合应用
8、测绳和测头检测。钻孔质量检查的项目、允许偏差和方法如表1所示。表1 钻孔质量检查表检查项目护筒孔位中心/mm倾斜度（%）孔径孔深沉渣厚度/mm顶面位置/mm倾斜度（%）允许偏差501501不小于设计值不小于设计值200检验方法测量检查成孔检测仪检查4.5 清孔清孔采用吸泥法，满足如下条件时方可结束清孔：泥浆比重为 1.051.1、黏度为 1720 MPas、含砂率小于2%，抽出的泥浆无23 mm的颗粒。4.6 钢筋笼吊放分节制作钢筋笼，先将各节段的钢筋笼制作完毕，再统一开展安装和焊接作业，焊接期间必须保证对齐和找准每节钢筋笼的主筋，接头部位错开。焊接接头数量需少于同一平面内主筋总数的50%。钢
9、筋笼设计、制作以及焊接长度均需符合表2所示的规定要求。表2 钢筋笼制作允许偏差表指标主筋间距箍筋间距钢筋笼直径钢筋笼长度允许偏差/mm10201050钢筋笼吊装重量大，用汽车吊完成。根据桩位测放结果，在孔桩左侧放置吊车，吊车将钢筋笼吊放入孔。为避免长骨架在吊装期间变形，先在骨架内焊接支撑，保证该装置有足够的刚度。其吊放具体细节如下：1）钢筋笼起吊采用两点吊装的方法，分别在骨架的下部（第一吊点）、骨架长度的中点至上三分点处布设吊点（第二吊点）。两点同时起吊至骨架脱离地面后，仅对第二吊点提升，并在此期间缓慢松开第一吊点，按照此方法将骨架吊起，并使其与地面垂直，确认骨架的姿态无误后解除第一吊点4。2
10、）为使骨架准确入孔，在汽车吊吊装的同时用人工辅助作业，扶正骨架，使其缓慢下降到位，全程均不可与孔壁发生磕碰。然后按照自下而上的顺序有序解除预先设置的临时支撑，最终使骨架下放入孔。3）骨架下降位置位于加强箍接近孔口时，于加强箍下方穿过型钢导向架，用此装置暂时支撑骨架，使其保持稳定。4）经过第一节的吊装后，开始吊装第二节骨架，经过调整后使两节骨架对位，用滚轧直螺纹进行稳定可靠的连接处理，吊钩移动至骨架上端，将预先设置的临时支撑装置取出，将两节骨架作为整体缓慢下放到位。此后，用定位骨架对钢筋笼做有效的固定处理，护筒两侧放置枕木用于支托定位骨架。5）最后一节钢筋笼稳定在孔口处，以焊接的方法设置吊筋。材
11、料选用的是直径28 mm的HPB300钢筋，各吊点均用1根。吊筋的长度等于焊接、定位架高度、护筒顶面至钢筋笼顶3项数值的总和。图1为钢筋笼吊装示意图。4.7 二次清孔钻进成孔后安排一次清孔作业，但后续仍有杂物落入其中，因此在混凝土灌注前安排二次清孔，待实测沉渣厚度得到有效控制后方可灌注混凝土。14交通世界TRANSPOWORLD二次清孔采用气举反循环的方法，用空气压缩机向风管内送入足量的压缩空气，气体具有冲击作用，能够使孔底的沉渣保持悬浮的状态，同时受管内外液体密度差的作用，沉渣沿导管向上运行，进入接渣篮，经过过滤后排出沉渣，而剩余的泥浆可继续进入孔内。清孔的基本流程为：钢筋笼下放到位，向钻进
12、成型的孔内下放灌注导管，直至与孔底相距100 mm；然后向导管内下放风管，将风压管的另一端引出并连接至空压机；于出渣口下放至接渣篮；关注孔内泥浆高度并进行调整，利用泥浆维持孔壁的稳定性；启用空压机完成清孔作业，风压控制在0.40.7 MPa，并逐步由小增大，风量控制在8 m3/h左右。满足条件时，结束清孔作业。4.8 灌注水下混凝土以现场灌注要求为准，拌和适量性能达标的混凝土，由运输车将拌和好的混凝土运送至现场，用漏斗和导管联合灌注到位。到场的混凝土应有良好的和易性，进入漏斗的坍落度为180220 mm。在首批混凝土初凝前，需要确保灌注工作落实到位，否则混凝土之间的结合稳定性难以保证。首批混凝
13、土灌注后，拆除大料斗，调整为小料斗灌注的方法。遵循连续灌注的原则，避免中途停顿。灌注期间灵活调控导管的姿态，要求其埋入混凝土的深度在26 m。通过测锤的应用，测定钢护筒顶面以下的孔深和混凝土面的具体高度，根据此类参数加强对导管埋入深度和桩顶标高的有效控制5。混凝土灌注结束后，缓慢提升最后一节导管，直至其到达孔口处，再拆除导管。以混凝土的实际状态为准，合理把控钢护筒的拆除时间，宜在其初凝前拔除钢护筒。5 钻孔灌注桩施工期间的常见问题及防治措施5.1 桩孔偏移倾斜的防治钻机就位，底座保持水平、稳定，定期检查校正，及时发现异常并妥善处理。钻进初期以低速为宜，待钻进状态恢复正常后适当增加速度，继续完成
14、钻进作业。遇倾斜的软、硬地层时，加强对进尺和钻速的控制。若遇到孤石，调整为合金钢钻头，以便继续钻进。钻孔偏斜超出许可范围时，于桩孔偏斜部位上下多次扫孔，将钻孔偏斜量调整至许可范围内；遇严重偏斜的情况时，先回填黏土至桩孔倾斜部位，保证该部分的密实性，而后继续钻进。5.2 卡钻、埋钻的防治钻进作业人员全面检查钻杆、钢丝绳等钻进设施，判断其是否有磨损，若有则明确磨损程度，适时换新。卡钻时，以轻提钻头正反旋转的方法缓慢将钻头拔出，禁止强制性提拔。埋钻时，根据具体的原因采取针对性的应对措施，若由于坍孔而埋钻，需及时用高压空气吸泥机清理泥沙，以便顺利将钻头提出。5.3 钢筋笼上浮的防治钢筋骨架的主筋延伸至
15、孔底，在骨架上端孔口部位配套稳定可靠的加压固定设施。灌注的混凝土接近底部时，应适当放慢灌注速度，加大导管的埋深，拉开导管底口与钢筋笼底端的距离，以免对钢筋笼造成强烈的冲击作用。混凝土面进入钢筋笼一定深度后，适当向上提升导管，但要求导管在混凝土内的埋深始终不少于3 m。混凝土灌注期间发生坍孔现象时，需用吸泥机将堆积物清理干净，同时排除施工震动作用，减小外部因素的影响，以免坍孔现象持续发展。在坍孔得到有效的制止后，继续灌注混凝土。若按前述方法处理后坍孔现象仍存在，需将导管和钢筋笼拔出，向其回填黏土，再重新施钻。6 结束语综上，钻孔灌注桩在轨道交通建设中应用广泛，其施工质量将直接影响到工程的整体效果
16、。本文针对钻孔灌注桩的施工技术要点进行论述，并提出具体的作业方法，以期为类似工程提供参考。参考文献：1 胥斌.地铁车站围护结构施工中的钻孔灌注桩施工技术J.工程建设与设计，2020（6）：175-176.2 何杰.复杂地质条件下的地铁工程钻孔灌注桩施工技术J.建筑机械，2019（2）：20-24.3 谢雄.西安地铁和平村站钻孔灌注桩施工技术J.山东工业技术，2017（9）：123-124.4 张文强.钻孔灌注桩钻孔施工工艺与质量控制要点J.四川水泥，2023（3）：118-120.5 蔡国娜，田远琼.钻孔灌注桩施工质量控制探讨J.四川建材，2023，49（3）：94-95，106.下节钢筋笼上节钢筋笼桩孔图1 钢筋笼吊装示意图15
