崇礼县石窑河中桥嵌岩桩基础施工
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B桥梁隧道 RIDGE&TUNNEL
崇礼县石窑河中桥嵌岩桩基础施工
文/白 强
本文介绍了崇礼县石窑河中桥钻孔 灌注嵌岩桩采用的机械设备及成 桩施工工艺。针对桥质情况和施工工艺 情况，采用冲击钻成孔，正循环排渣方 法进行施工，表明这种施工工艺能保证 成桩质量，确保桩基施工进度。
工程概况
石窑河中桥是由张家口市腾达路 桥工程有限公司施工的张家口至崇礼 县县道段的一座中型桥梁。该桥跨越 石窑河，水面宽度36m。结构形式为 7～13m先简支安装预制空心板，再现 浇墩顶湿接缝形成连续结构，最后形成 多跨连续体系。桥址区为山前冲洪积微 倾斜平原，高差不大，地势平坦。地下 水位1m，属潜水类型，对建筑材料无 腐蚀性，底层主要由第四系松散沉积物 及二叠系砂岩组成，层理明晰。基岩倾 向240°，倾角25°。桥位无不良地质 作用发育，工程地质条件良好。本桥基 础设计为钢筋混凝土钻孔灌注嵌岩桩， 共有桩基20根，桩径均为Φ1.2m，长 度为26～28 m，共计550.8m。
与其它类型的桩基相比，嵌岩钻 孔灌注桩具有以下优点：一是嵌岩部分 充分利用基岩的承载性能，具有较高的 侧阻力和桩端阻力；二是因基岩压缩性 小，单桩的沉降小，群桩沉降不会因群 桩效应而增大，群桩承载力也不会因群 桩效应而降低；三是以嵌岩桩为基础的 建筑物在地震过程中所产生的地震效应 弱，抗震性能较好。但群桩嵌岩钻孔灌 注桩要求每根桩都必须合格，不允许有 任何疏忽，这就要求施工技术人员把好 每个质控要点。石窑河中桥工程桩基基
土自然造浆。钻进过程中严格控制泥浆 水头、相对密度、含沙率、黏度及pH 值，保证了良好的浮渣效果，并控制了 孔壁上泥皮厚度。
在冲击过程中，大部分冲击残渣 需要靠泥浆将其悬浮后正循环排渣。在 冲锤中部设置接口，通过将连接泥浆泵 的高压管将泥浆池内调制好的纯泥浆压 入孔底，把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆 排出。排出的泥浆通过沉淀沟，在沉淀 沟内将沉淀下来的钻渣捞出外运，剩下 泥浆回流至泥浆池。每2小时对泥浆池 内泥浆的性能指标进行试验，保证满足 施工要求。钻进过程中泥浆相对密度控 制在1.35左右，终孔后控制在1.15，用 来置换孔内的泥浆，当孔内泥浆相对密 度达到1.20以下时，再用相对密度1.05 的泥浆置换，如此循环直到孔内泥浆达 到设计要求。清孔后一般控制泥浆相对 密度达到1.08左右，黏度为19s左右， 含沙率控制在2%以内，实测孔底沉渣 厚度不大于设计和规范要求。
石窑河水位较浅，水深 1.8～2.2m，桩基施工平台采用围堰筑 岛形式，筑岛顶面高出水面1m。钻孔 桩护筒采用δ=8mm厚钢板制作，直
径比钻孔桩径大20～40cm。护筒埋设 后中心竖直线与桩中心线重合，平面 允许误差为50mm，竖直线倾斜不大于 1%。除桩中心定位指示桩外，在护筒 外围另设4个指示桩采用水泥维护，最 终用于校正护筒埋设的正确位置。护筒 采用挖孔埋设法，护筒底部和周围所填 黏土分层夯实，护筒高出地面0.3 m以 上，一般埋深4m。护筒连接处要求筒 内无突出物，应耐拉压、不漏水。
钻机就位以孔口十字交点为准，做 到钻机天轮缘、主钢丝绳、护筒中心在一 条铅垂线上。用水平尺控制钻机底座水 平，不平整时采用千斤顶配合枕木进行调 整，直到底座平稳，符合钻孔要求。
施工时，应在钢丝绳上作标记以 控制冲程，并根据地质图中提供的各种 地层高程，选择钻机冲程及冲击钻频 率，并通过进尺情况及残渣情况复核地 质情况。开钻前应稍提冲击钻头，在护 筒内加入适量黏土打浆，并开动泥浆泵 进行循环，待泥浆均匀后方可开始钻 进。开始钻进时，严格控制钻机冲程， 采用小于1m的“短冲程、慢进尺”措 施，待钻至护筒下1m后，再以正常速度 钻进，在岩石中冲击钻进行钻进时，采 用冲程2.5～3m，冲击频率为8～12次/ min，采用这样大冲程、高频率的方式可 增加冲击动能，提高破岩能力。实践证明 此方法施工可保证较高的钻进速度。
石窑河中桥0号桩基，桩长26m。 该桩孔所处地层情况为：孔口以下 0～2.5m为沙土，2.5～16.45m为黏 土，16.45～19.24m为强风化岩， 19.24～26m为弱风化岩。该桩8d成 孔，其中纯钻孔时间为142h，平均进
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尺18.3cm/h。 该桥全部桩基循环泥浆均使用黏
钢筋笼的制作与安放
为减少运输和吊装，钢筋笼在钻 孔附近加工成型，并在定位筋上设计三 角撑，采用吊车吊装入孔。长度大于 15m的钢筋笼分段制作，孔口吊装准确 定位后焊接成整体，焊接采用单面焊， 焊缝长度须满足《公路桥梁施工技术规 范》（JTJ041—2000）的要求。
二次清孔
由于该桥桩基钢筋笼主筋根数为 22根，3节钢筋笼焊接所需时间较长， 一般全笼接长和下放需要5～6h。此时 间内泥浆中悬浮残渣有一定下沉量，为 保证施工质量，必须在吊装完毕进行水 下混凝土灌注前进行二次清孔，对于嵌 岩灌注桩沉渣过厚不仅会影响承载力的 发挥，同时会导致桩沉降过大。嵌岩桩 沉渣要求为5cm，相当严格。但在实际 施工过程因测绳延伸往往测出的数据误
结合现场实际施工条件，由于反 循环需配备真空泵、泥浆泵及空压机等 较大功率设备，用电难以满足要求。故 在保证清孔质量达到规范要求的前提下 考虑使用正循环排渣。采用正循环排渣 工艺，钻进与排渣可同时连续进行。最 终选用3PN离心式泥浆泵进行正循环排 渣清孔。
桩基施工
钻机就位及成孔
每孔钻进工艺流程为：桩位测量 定位→埋设护筒→钻机就位→开孔→钻 进及排渣→钻至设计高程→验孔→清孔 →终孔→钻机移位。
础采用了嵌ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ灌注桩，在施工过程中取 得了成功，且积累了一定的经验。
钻机选择
根据桥址处的地质情况及工期情 况，我们对适用的GJC-40H型正循环 回旋和ZZ-5型冲击钻两种钻机进行比 较。由于当地用电条件的限制，现场 只有一台200kVA的变压器可供施工， ZZ-5型冲击钻机驱动功率小，为60KW （GJC-40H型号钻机功率大1倍），可 同时满足3台设备施工。桥址处河床覆 盖层较薄，覆盖层以粉质沙土为主，地 基承载力较弱，结合施工现场和工程地 质情况，地层较适合采用实心锥冲击钻 机。故最终采用ZZ-5型冲击钻机，冲击 钻头采用四爪十字锥，重5t。
崇礼县石窑河中桥嵌岩桩基础施工
文/白 强
本文介绍了崇礼县石窑河中桥钻孔 灌注嵌岩桩采用的机械设备及成 桩施工工艺。针对桥质情况和施工工艺 情况，采用冲击钻成孔，正循环排渣方 法进行施工，表明这种施工工艺能保证 成桩质量，确保桩基施工进度。
工程概况
石窑河中桥是由张家口市腾达路 桥工程有限公司施工的张家口至崇礼 县县道段的一座中型桥梁。该桥跨越 石窑河，水面宽度36m。结构形式为 7～13m先简支安装预制空心板，再现 浇墩顶湿接缝形成连续结构，最后形成 多跨连续体系。桥址区为山前冲洪积微 倾斜平原，高差不大，地势平坦。地下 水位1m，属潜水类型，对建筑材料无 腐蚀性，底层主要由第四系松散沉积物 及二叠系砂岩组成，层理明晰。基岩倾 向240°，倾角25°。桥位无不良地质 作用发育，工程地质条件良好。本桥基 础设计为钢筋混凝土钻孔灌注嵌岩桩， 共有桩基20根，桩径均为Φ1.2m，长 度为26～28 m，共计550.8m。
与其它类型的桩基相比，嵌岩钻 孔灌注桩具有以下优点：一是嵌岩部分 充分利用基岩的承载性能，具有较高的 侧阻力和桩端阻力；二是因基岩压缩性 小，单桩的沉降小，群桩沉降不会因群 桩效应而增大，群桩承载力也不会因群 桩效应而降低；三是以嵌岩桩为基础的 建筑物在地震过程中所产生的地震效应 弱，抗震性能较好。但群桩嵌岩钻孔灌 注桩要求每根桩都必须合格，不允许有 任何疏忽，这就要求施工技术人员把好 每个质控要点。石窑河中桥工程桩基基
土自然造浆。钻进过程中严格控制泥浆 水头、相对密度、含沙率、黏度及pH 值，保证了良好的浮渣效果，并控制了 孔壁上泥皮厚度。
在冲击过程中，大部分冲击残渣 需要靠泥浆将其悬浮后正循环排渣。在 冲锤中部设置接口，通过将连接泥浆泵 的高压管将泥浆池内调制好的纯泥浆压 入孔底，把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆 排出。排出的泥浆通过沉淀沟，在沉淀 沟内将沉淀下来的钻渣捞出外运，剩下 泥浆回流至泥浆池。每2小时对泥浆池 内泥浆的性能指标进行试验，保证满足 施工要求。钻进过程中泥浆相对密度控 制在1.35左右，终孔后控制在1.15，用 来置换孔内的泥浆，当孔内泥浆相对密 度达到1.20以下时，再用相对密度1.05 的泥浆置换，如此循环直到孔内泥浆达 到设计要求。清孔后一般控制泥浆相对 密度达到1.08左右，黏度为19s左右， 含沙率控制在2%以内，实测孔底沉渣 厚度不大于设计和规范要求。
石窑河水位较浅，水深 1.8～2.2m，桩基施工平台采用围堰筑 岛形式，筑岛顶面高出水面1m。钻孔 桩护筒采用δ=8mm厚钢板制作，直
径比钻孔桩径大20～40cm。护筒埋设 后中心竖直线与桩中心线重合，平面 允许误差为50mm，竖直线倾斜不大于 1%。除桩中心定位指示桩外，在护筒 外围另设4个指示桩采用水泥维护，最 终用于校正护筒埋设的正确位置。护筒 采用挖孔埋设法，护筒底部和周围所填 黏土分层夯实，护筒高出地面0.3 m以 上，一般埋深4m。护筒连接处要求筒 内无突出物，应耐拉压、不漏水。
钻机就位以孔口十字交点为准，做 到钻机天轮缘、主钢丝绳、护筒中心在一 条铅垂线上。用水平尺控制钻机底座水 平，不平整时采用千斤顶配合枕木进行调 整，直到底座平稳，符合钻孔要求。
施工时，应在钢丝绳上作标记以 控制冲程，并根据地质图中提供的各种 地层高程，选择钻机冲程及冲击钻频 率，并通过进尺情况及残渣情况复核地 质情况。开钻前应稍提冲击钻头，在护 筒内加入适量黏土打浆，并开动泥浆泵 进行循环，待泥浆均匀后方可开始钻 进。开始钻进时，严格控制钻机冲程， 采用小于1m的“短冲程、慢进尺”措 施，待钻至护筒下1m后，再以正常速度 钻进，在岩石中冲击钻进行钻进时，采 用冲程2.5～3m，冲击频率为8～12次/ min，采用这样大冲程、高频率的方式可 增加冲击动能，提高破岩能力。实践证明 此方法施工可保证较高的钻进速度。
石窑河中桥0号桩基，桩长26m。 该桩孔所处地层情况为：孔口以下 0～2.5m为沙土，2.5～16.45m为黏 土，16.45～19.24m为强风化岩， 19.24～26m为弱风化岩。该桩8d成 孔，其中纯钻孔时间为142h，平均进
214 TRANSPOWORLD 2012No.19 (Oct)
尺18.3cm/h。 该桥全部桩基循环泥浆均使用黏
钢筋笼的制作与安放
为减少运输和吊装，钢筋笼在钻 孔附近加工成型，并在定位筋上设计三 角撑，采用吊车吊装入孔。长度大于 15m的钢筋笼分段制作，孔口吊装准确 定位后焊接成整体，焊接采用单面焊， 焊缝长度须满足《公路桥梁施工技术规 范》（JTJ041—2000）的要求。
二次清孔
由于该桥桩基钢筋笼主筋根数为 22根，3节钢筋笼焊接所需时间较长， 一般全笼接长和下放需要5～6h。此时 间内泥浆中悬浮残渣有一定下沉量，为 保证施工质量，必须在吊装完毕进行水 下混凝土灌注前进行二次清孔，对于嵌 岩灌注桩沉渣过厚不仅会影响承载力的 发挥，同时会导致桩沉降过大。嵌岩桩 沉渣要求为5cm，相当严格。但在实际 施工过程因测绳延伸往往测出的数据误
结合现场实际施工条件，由于反 循环需配备真空泵、泥浆泵及空压机等 较大功率设备，用电难以满足要求。故 在保证清孔质量达到规范要求的前提下 考虑使用正循环排渣。采用正循环排渣 工艺，钻进与排渣可同时连续进行。最 终选用3PN离心式泥浆泵进行正循环排 渣清孔。
桩基施工
钻机就位及成孔
每孔钻进工艺流程为：桩位测量 定位→埋设护筒→钻机就位→开孔→钻 进及排渣→钻至设计高程→验孔→清孔 →终孔→钻机移位。
础采用了嵌ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ灌注桩，在施工过程中取 得了成功，且积累了一定的经验。
钻机选择
根据桥址处的地质情况及工期情 况，我们对适用的GJC-40H型正循环 回旋和ZZ-5型冲击钻两种钻机进行比 较。由于当地用电条件的限制，现场 只有一台200kVA的变压器可供施工， ZZ-5型冲击钻机驱动功率小，为60KW （GJC-40H型号钻机功率大1倍），可 同时满足3台设备施工。桥址处河床覆 盖层较薄，覆盖层以粉质沙土为主，地 基承载力较弱，结合施工现场和工程地 质情况，地层较适合采用实心锥冲击钻 机。故最终采用ZZ-5型冲击钻机，冲击 钻头采用四爪十字锥，重5t。