钻孔灌注桩钢护筒跟进法施工技术

钻孔灌注桩钢护筒跟进施工技术应用
中铁二十二局集团有限公司—王**
摘要:钻孔灌注桩在基础工程中已得到广泛应用。

在进行钻孔灌注桩施工中，会因地下情况复杂多变，给钻孔施工带来一大难题。

本文结合厦门灌新路（环湾大道-烟厂段）工程B 标项目，通过总结该项目祥露大桥左辅道桥桩基施工遇旧废弃污水管的处理技术、施工经验和体会，阐述了钢护筒跟进技术在钻孔灌注桩遇暗管、溶洞处理方案上的应用。

关键词:钻孔灌注桩、钢护筒跟进、施工技术。

钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。

但灌注桩属于隐蔽工程，影响灌注桩施工质量的因素很多，稍有不慎或措施不严，就会在灌注中产生质量事故，小到塌孔松散、缩颈，大到断桩报废，直至影响工期并对整个工程质量产生不利影响。

所以，必须要先了解钻孔灌注桩施工过程可能遇到的各种情况（如随着城市建设不断改造完善遗留的暗管、山区复杂地层中的溶洞等），并根据各种情况制定相关的处理方法，尽量避免发生事故及减少事故造成的损失，以利于工程的顺利进展。

现就以厦门灌新路（环湾大道-烟厂段）工程B标项目祥露大桥左辅道桥桩基施工实例，探讨钢护筒跟进技术在钻孔灌注桩遇暗管、溶洞处理方案上的应用。

1 工程概况
1.1设计概况：祥露大桥左辅道桥中心桩号位于K6+555.115，起点桩号为K6+537.915，终点桩号为K6+57
2.315，全桥跨径组合为(2×15) m，桥梁全长34.4m，桥宽19.5～37.696米不等。

桥梁桩基础均为直径φ120cm摩擦桩，共计16根，其中0#7根（桩长20m）、1#5根（桩长26m）、2#4根（桩长22m）。

1.2施工环境：根据现场踏勘结合多方了解（包括地方居民及该路段原施工人员阐述并提供的图纸），设计左辅道桥桩基位置既有下穿6根Φ200cm钢筋砼污水管道，管道相邻边间隔2m平行布设，管底标高-2（现状地面标高5.5，管道埋深7.5m）。

管道布置情况及受影响桩基如图一所示。

图一管道布置及受影响桩基图
2 方案确定
根据设计情况结合现场实际，祥露大桥左辅道桥受影响桩基包括0#-3、0#-4、0#-5、0#-6、1#-2、1#-3、1#-4、1#-5、2#-1、2#-2、2#-3和2#-4，共计12根，为防止该部分桥桩钻孔过程中破坏既有污水管，产生大面积漏浆致使桥桩无法顺利终孔等后果，影响施工工期造成损失，根据上述的施工难点，综合场地地理位置、周围环境等因素，本桥受影响桩基施工前对几个方案进行了分析、比选：
2.1管内填充混凝土。

先需开挖出管道两个端头，清除管内残积的砂土（防止填充混凝土过程受阻致使填充不密实），最后再填充混凝土。

该方法施工复杂且混凝土填充密实难度大，同时需使用大量砼，不经济不适用。

2.2管头两端封堵。

先开挖出管道两个端头，再进行封堵防止钻孔过程漏浆。

该方法可以完成桩基钻孔施工但封堵密实技术要求高，同时桩基混凝土灌注过程同样需增加填充管内砼量，浪费方量大，不经济不适用。

2.3挖除管道、回填再进行桩基施工。

原地面标高为5.5，管内底标高-2，管道埋深7.5m，挖出此6根管需进行大面积放坡开挖，开挖回填土方量较大，且挖深7m多存在重大安全隐患。

同时该位置周边属施工便道各施工点交叉位置，开挖造成便道破坏影响机械通行、材料运输，进而耽误祥露大桥、箱涵、路基等工程的施工。

该方法存在安全隐患，开挖回填土方量大不经济且影响其它分部工程施工，不采用。

2.4钢护筒跟进方案。

首先按钻孔灌注桩正常施工工序埋设外钢护筒，正常钻进至污水管顶上方约1m，采用汽车吊辅助振动锤等设备将内钢护筒分节打入管道底下1m，后续正
常钻孔至设计桩底标高。

下置内护筒目的主要是防止贯通污水管道的漏浆而造成沙质覆土层的坍孔，通过下置钢护筒的作用，即可顺利穿越管道至设计桩底标高，达到顺利终孔的要求，同时避免混凝土超灌甚至无法灌注至设计桩顶标高等情况。

该方法避免了上述几个方案造成的影响，施工简单，技术可行，经济合理且安全可靠。

根据工程实际情况，经过对上述方案进行比较和分析，确定采用钢护筒跟进方案。

图二左辅道桥桥桩钢护筒跟进施工方案
3 施工方法
3.1 桩基内护筒的跟进施工工艺：
场地平整、定位——埋设外钢护筒——冲孔至暗管（空洞）顶——下放内钢护筒——正常成孔至桩底标高。

3.2 钢护筒制作：钢护筒采用壁厚10mm的钢板在厂家用集中卷制加工制作，内护筒长度和内径的确定：护筒长度L=（h+H+1）m（h为确定的暗管（溶洞）高度，H为暗管（溶洞）顶到地面加30厘米的高度,加上内护筒进入暗管（溶洞）底下1m）；钢护筒内径大于桩直径20cm，外面一层护筒内径大于内层护筒外径20cm，埋置深度2~4m。

钢护筒孔径要准确，连接顺直，同时要有一定的刚度。

3.3钢护筒跟进施工：
将原钻头扩大至比设计桩径大20cm，正常钻进至暗管（溶洞）上方约1米处，采用挖掘机（或桩基自身重量），将内护筒分节打入暗管（溶洞）底下1m处（必要时采用汽车吊辅助振动锤下沉），再进行回钻成孔至设计桩底标高。

在下沉钢护筒的施工过程中，护筒顶
面的平面位置一定要居中，尽可能避免因偏心造成护筒产生偏斜。

同时采用水平尺严格控制好各节护筒连接的垂直度，不得超过施工规范要求的1/200，力求钢护筒垂直入土。

若一旦发现偏斜的趋势，马上进行纠正，将可能发生偏斜的不利因素消除在萌芽状态。

各节内钢护筒的连接焊缝全部采用双面开坡口进行满焊，两节护筒的接缝除施焊外，还需在接缝处焊接50mm宽、δ=10㎜的加强钢带，以保证其尺寸准确，使护筒体顺直度达到要求。

整个内护筒的竖向壁成一直线，对其控制好质量的环节上起到关键的作用。

3.4 内护筒下至暗管（溶洞）处的处理：
由于内护筒下沉过程存在贯通暗管（溶洞）困难情况，需采用冲锤预先凿穿；或未下放内护筒前预先钻孔施工可能贯通暗管（溶洞）。

对于此处的处理更不得马虎，若处理不当有可能出现卡锤或漏浆造成坍孔等情况。

需根据各方资料或结合已施工的桩基情况，详细了解暗管（溶洞）顶标高的准确位置后，严格按照以下进行处理：
冲击锤冲至暗管（溶洞）顶部范围，做到上下轻提慢放，做到缓慢进尺至暗管（溶洞）处形成一小的裂口，不得高提进行强烈的冲击，以防卡锤的危险。

进入暗管（溶洞）后，根据施工经验，孔内的泥浆势必全部漏失。

需尽快凿穿暗管（溶洞），将冲击锤吊开，将拼装备好的内护筒及时下放，再用冲击锤进行反复回钻、跟进内钢护筒至设计标高。

4 应用情况
4.1施工情况
祥露大桥左辅道桥桥桩从2015年4月开工至2015年6月全部完成，施工过程顺利，桩基成孔质量经检测均良好。

钻进过程中无塌孔、吸钻、埋钻及卡钻现象；钻头上下自如，无孔斜、缩孔现象。

上端加强，
防止下压
过程被机
械损坏变
形。

图三左辅道桥桥桩钢护筒跟进施工过程
4.2应用范围
钻孔灌注桩钢护筒跟进施工技术适用于空洞、特大溶洞(溶洞高度大于3米)、无填充溶洞、半填充溶洞或溶洞上方有较厚的沙砾层等，同时适用于地下岩层为淤泥层、海积砂层，地质情况较为复杂、岩层松散不稳定地区或深水桩基施工等。

图四溶洞地区钻孔灌注桩钢护筒跟进施工
5 结语
目前，钻孔灌注桩的施工技术发展迅速，但施工过程遇暗管或溶洞地层的钻孔灌注桩施工，一直是工程关注的重点。

钻孔灌注桩施工过程的每个环节都必须落实到位，严格把好安全与质量技术关，才能有效缩短工期，保证工程质量与经济效益的双赢。

本项目祥露大桥左辅道桥桩基采用钢护筒跟进施工方案，成功穿越旧污水管，顺利完成了全部桩基。

实践证明，此钻孔灌注桩钢护筒跟进方案可行，施工方便、缩短了工期加快了施工进度，同时以“技术可行、经济合理、安全可靠”原则确保了桩基质量，为类似钻孔灌注桩遇暗管或溶洞的处理技术提供了参考与借鉴。

参考文献
[1]《公路桥涵施工技术规范》 JTG/T F50-2011.
[2] 《建筑桩基技术规范》 JGJ 94-2008.
[3] 吴红承. 穿越复杂岩溶地质钻孔施工技术初探[J] . 湖南交通科技,2007.
[4] 许钧愿. 溶洞地区桩基施工技术[J] . 交通科技,2007.
[5] 张震. 钻孔灌注桩穿越溶洞地层的施工[J] . 山西建筑,2004 .。