软土地基上钻孔灌注桩钢护筒跟进成孔技术

软土地基上钻孔灌注桩钢护筒跟进成孔
技术
【摘要】文章结合成达万高速铁路德公村特大桥工程实例，重点介绍软土地基上的桩基础成孔技术，总结本工程使用钢护筒跟进施工
工艺的优缺点，供其他类似工程参考。

【关键词】软土地基；钻孔灌注桩；钢护筒跟进；成孔技术
0 引言
软土地基上的桩基础成孔一直是工程技术重难点，其施工质量对基础承载力
影响很大，也是保证工程项目建成后安全、高效运营的关键所在。

近年来，随着
国内社会经济的高速发展，桥梁工程的数量不断增多，很多工程项目需要在软土
地基上组织施工。

特别是在桥梁桩基础施工中，遇到软土地基处理问题时，必须
进行较为详尽的工程地质与水文地质等项目的勘测，工程技术人员要全面了解项
目所在地的软土地质与工程特性，以便制定科学、合理的施工技术方案。

本文结
合成达万高速铁路德公村特大桥工程实例，在软土地基中对桥梁桩基础的施工技
术等进行一些探讨。

1 工程概况
新建成达万高速铁路德公村特大桥，桥梁全长3876.484m，共计117跨；桩
基共计1591根/29175m。

桩基形式为钻孔灌注桩，桥址位于川中丘陵取，构造剥
蚀地形，丘间槽谷地貌。

丘坡陡坎处覆盖层薄，局部基岩裸露，丘间槽谷为鱼塘、水田、荒芜田地。

上覆第四系全新统人工土人工弃土（碎石土）；第四系全新统
人工土人工填筑土（粘性土）；第四系全新统坡洪积积层粉质黏土；坡残积粉质
黏土；下伏基岩为侏罗系上统遂宁组泥岩。

本桥不良地质为泥岩风化剥落形成的软土。

软土为粉质黏土，灰褐色，流塑-软塑状态，土质交纯，黏性较强。

软土具有较高含水量、大孔隙比、高压缩、地承载力等特点，层状分布于沟槽、水塘、水田的浅表部，厚2-14m。

2 桩基成孔工艺选择
根据本工程实际施工区域的相关地质状况及本单位之前的施工经验，本工程采用旋挖钻+长钢护筒跟进施工，由于不使用泥浆护壁，可减小对环境影响，同时旋挖钻施工周期短，工效约为冲击钻或循环钻的15倍；平均每台旋挖机械，每天完成2根桩，但长护筒直径大于桩径0.2m，会造成混凝土超耗，平均超耗率约为1.3。

3 钢护筒跟进工艺流程
4、机械及劳动力配置情况：桩基施工主要机械设备配置表
劳动力配置计划表
5 施工操作要点
5.1施工场地的平整
根据施工现场的相关地质情况，在软土层地基上进行施工，要使质量得到保障的条件之一就是场地的平整性。

在工程施工过程中，钻机因为是位于软土层地基上面的，而软土层地基的承载能力又不够强，进而就会出现钻机偏移甚至下沉等状况，最后使桩位出现偏移现象。

在实际的施工当中，桩基偏位的后果是很严重的，针对这种状况，应该根据地质的实际情况，在钻机就位的底部用大块回填碎石对上部软土层其进行换填、碾压，并铺设钢板，保证钻机施工过程中处于十分平稳的状态。

5.2钢护筒制作
根据地质描述，本标段软土层深度为6-14m，护筒施工需确保全长穿过软土层，伸入基岩中，因此护筒长度选用8m、10m、12m、14m、16m几种型号，直径比设计桩径大20cm，采用14mm厚A3钢板制作，厂家加工成4m、6m节段，运输至现场后焊接成以上5种型号，护筒顶板采用双层钢板锁口。

5.3钢护筒打设
由于本标段内软土层较深，且软土层坍缩严重，对护筒挤压力大，造成直接打入护筒工效较低，项目部采用旋挖钻机引孔，引孔钻头直径同钢护筒直径，引孔深度为软土层深度，并伸入基岩中50cm，引孔前初步定位桩心位置，保证引孔中心与设计桩位偏差不大于10cm，倾斜度不大于1%。

在打入长护筒前，必须完成桩基精确定位，并在四周埋设护桩，护桩采用直径Φ16mm钢筋制作，护桩基础采用混凝土包封，确保埋入混凝土深度不少于
20cm，过程监测钢护筒打设过程中的垂直度。

定位完成后，采用履带吊起吊钢护筒，采用300系列振动锤振动打入，跟进过程中控制护筒的中心位置和高程，护筒顶面高出施工地面0.5m。

护筒顶四周回填黏土并夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。

护筒打设完成后复核护筒顶标高及孔位偏差，调整无误后，采用旋挖钻机施工入岩部分桩身，钻头采用桩身等直径。

5.4钢护筒拔出
桩身混凝土浇筑完成后，为保证桩身混凝土完整性，必须在混凝土初凝前拔除钢护筒，根据混凝土浇筑时检测的坍落度值，一般控制在浇筑完成的1-1.5小时后拔出护筒，拔除开始时不得使用高频，需要低频率松动一下后再拔出，振动频率随上提而加大，在拔起钢护筒的过程中，振动锤要与之保持一条直线。

5.5桩基检测情况
目前桩基检测共计1591根，除2根为II类桩以外，其余均为I类桩。

但在低应变检测过程中时常发生检测波形类似断桩的现象，如下图，左图为本工程某桩基低应变检测波形，后经开挖验证为钢护筒底部突然缩径造成，右图为某工程桩基断桩波形及后期孔内成像照片，两者波形极为相似。

5.6存在的不足及改进措施
(1)长护筒焊缝开裂：
存在问题：桩基长钢护筒施工需要反复多次利用钢护筒，拔除过程中宜发生现场焊缝开裂情况。

改进措施：钢护筒必须选用优质钢材，项目部经研究确定采用14mm厚A3钢板加工定制钢护筒，各节内钢护筒的连接焊缝全部采用双面开坡口进行满焊。

(2)桩基缩径：
存在问题：在长护筒施工中，会出现桩基检测出现缩径，造成缩径的位置往往在长护筒底部偏上30-70cm范围，造成缩径主要原始是拔出护筒太早，或拔除护筒过程中振动锤未保持垂直，导致周围软土向内挤压混凝土，侵入桩径范围。

改进措施：后续施工要严格控制护筒拔出时间以及振动锤的垂直度，方能避免出现此问题。

(3)桩头混凝土下沉过多：
存在问题：长护筒拔出后混凝土会下沉，产生这种情况的原因为护筒打设前引孔施工造成桩基周围软土塌陷，护筒被拔出后变成空隙，混凝土压力大于软土的情况下，会向外挤压此部分空隙。

改进措施：后续施工要严格控制护筒拔出时间，其次应在规范要求的超灌高度基础上再考虑超灌1~2米左右以保证下沉后的桩头质量。

6结束语
由于本桥梁桩基础的深度较大，若某一桩基础质量出现问题，就会影响后期的桥墩及架梁的施工，需要更多的时间来对其进行弥补。

根据该标段桩基础的施工特征要求施工单位从具体的机械配置，原材料的供应、管理人员及施工人员的配备等方面都要严格把关，同时加快施工效率。

参考文献
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