南川河大桥钻孔桩施工工艺及对清孔问题探讨

第３９卷第３１期　・１７０・　２　０　１　３年１　１月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖ０１．３９　Ｎｏ．３１　ＮＯＶ．　２０１３　

文章编号：１００９－６８２５（２０１３）３１－０１７０—０２　

南川河大桥钻孔桩施工工艺及对清孔问题探讨　

张逢春　

（大同市北岳建筑安装有限责任公司，山西大同０３７００４）　

摘要：以青岛白银川国道主干线汾柳高速公路南川河大桥钻孔灌注桩基础施工为例，论述了钻孔灌注桩的施工工艺及技术要　

求，并结合具体施工过程中出现的钻孔偏斜、钢筋笼吊装过程中的变形、清孑Ｌ不达标等问题提出了现场的解决方法和措施，并提出　

了用保持原浆比重的泥浆换浆清孔，以防止孔壁坍塌，确保工程质量。　

关键词：钻孔桩，施工工艺，清孔　

中图分类号：Ｕ４４５．５５　文献标识码：Ａ　

１　工程概况　

南川河大桥位于离石市交口处，为３６孔１００　ｍ预应力混凝土　

桥，全长１００　ｍ。该桥设计为钻孔桩基础，圆形桥墩，预应力混凝　

土简支箱形梁，桩基直径１．５　ｍ，长度为２０　ｍ～３５　ｍ，桩基总数为　３６根。新建桥横跨河床位于汾柳支线。该河旱季水量较小，雨季　

水量较大。该处地层岩性为砂土、砂粘土和粉土。　

２钻孔灌注桩施工　

钻孔桩施工顺序为：测量定位一埋设护筒一钻机就位一钻进一　

换浆法清孔一检测一吊装钢筋笼一吊装导管一灌注水下混凝土一　

拆除护筒、处理桩头一桩检测一承台施工。钻孔灌注桩施工工艺　

流程图见图１。　

２．１　施工准备　

１）桩位测量。钻孔桩施工前采用全站仪进行精确测量，精确　

测定钻孔桩位置。２）埋设护筒。护筒采用４　ｍｍ厚钢板制成，其　

直径为１．５　ｍ，每节高２．０　ｍ，根据地质情况可焊接加长。上口开　

一个３０　ｃｍ　ｘ３０　ｃｍ的缺口作为泥浆循环口。护筒采用挖埋法，即　

在桩位处挖一直径２．５　ｍ的圆坑，深１．５　ｍ，在坑底定出钻孔中　

心，然后放入护筒，使其中心与钻孔中心重合并保持竖直，随即在　

护筒四周对称夯填粘土或堆码土袋。３）钻机安装。钻机就位后，　

调平机座，确保钻头中心与孔位中心的偏差在规范允许范围之　

内。钻架安装稳定，钻机定位时采用细线挂重锤检测，保证钻头　

中心与护筒中心偏差不大于５　ｃｍ。　

２．２钻孔作业　

１）通过现场试验选定合理的钻进方式，解决护壁泥浆的取用　

问题。通过对桥址附近郭村的粘土土样进行试验，制备泥浆，ｎ＞　

１０的粘性土，泥浆相对密度小于１．１，表明土质符合造浆要求。　

根据地质情况投入的钻机为ＤＺＦ一１５０型自走式旋转钻机，由机　

架、底盘、动力头、泥浆泵、卷扬机、真空泵、配电系统组成。最大　钻孔直径为１．５　ｍ，最大钻孔深度为１００　ｍ。２）统一规划，一池两　

用。由于本工地场地狭窄、因此设定泥浆池和沉淀池合并为一　个，一端排浆，一端供浆。在钻孔过程中，工地自备小型挖掘机配　

自卸车用来清运钻碴，以解决其容量不足问题。３）旋转钻机钻进　

的作业要点：ａ．泥浆补充与净化：在钻进过程中随时检查泥浆指　

标，根据土层变化，调整泥浆指标。ｂ．钻孔时，保持孔内泥浆顶面　

始终高出地下水位０．５　ｍ以上。为提高泥浆的粘度和胶体率，在　

泥浆中加入适量的烧碱。当一节钻杆钻完时，先停止转盘转动，　

并使反循环系统延续工作至孔底沉碴基本排除，然后关闭泥浆泵　

接长钻杆；在接头法兰盘之间垫３　ＩＢｍ一５　ｍｍ厚的橡皮圈，并拧紧　

螺栓，以防漏气、漏水；启动反循环系统，一切正常后开始钻进。　

ｅ．在钻孔过程中，应经常掏碴观察，以掌握地质变化情况并做好记　

录。终孔时，待抽碴后进行全面检查复核，并填写“终孔检查证”。　

２．３　清孔　

清孔是指当钻孔达到孔底设计标高时，需将钻孔内的钻碴全　

部清除的作业过程。钻孔深度符合要求后，停止钻进，稍提钻头　

离孔底１０　ｃｍ一２０　ｃｍ空转，以中速换入保持原浆比重且较纯的泥　

浆，把钻孔内悬浮钻碴较多的泥浆换出，根据钻孔深度，确定换浆　

时间。然后加入清水继续循环，且孔底沉碴厚度小于３０　ｃｍ，达到　

所要求的清孔标准时，即可停止清孔。　

２．４钢筋笼安装　

钢筋笼的加工步骤为：１）用三个等边三角形支架把３根主筋　

固定于准确位置；２）在主筋上标出加强箍筋位置，把加工好的箍　

筋焊上；３）在加强箍上标出主筋位置，将主筋焊于其上组成骨架；　

４）把骨架放在支架上，按设计间距套上盘筋并点焊牢固。清孔结　

束移走钻机，用吊车吊起钢筋笼扶正后徐徐送人钻孔直至下到设　

计标高为止。钢筋笼吊装完成后，在钢筋顶部主筋上对称布置　

２根　１８的钢筋，用以调节钢筋笼的上下位置。吊筋牢牢固定在特　

究［Ｊ］．铁道运营技术，２０１３（３）：４５—４６．　与质量：学术观察，２０１３（３）：９３－９５．　

［２］　邹文祥．浅谈桥梁沉降变形观测方法与数据处理［Ｊ］．商品　［３］　刘海波．大跨度桥梁沉降观测与线性控制［ｚ］．　

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｌｏｎｇ　ｓｐａｎ　ｂｒｉｄｇｅｓ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　

ＦＵ　Ｆｅｎｇ－ｙａｎ　（Ｓｈａｎｘｉ　Ｊｉｎｚｈｏｎｇ　Ｒｏａｄ＆Ｂｒｉｄｇｅ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｇｒｏｕｐ　Ｌｉｍｉｔｅｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｊｉｎｚｈｏｎｇ　０３０６００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｈａｚａｒｄｓ　ｏｆ　ｌｏｎｇ　ｓｐａｎ　ｂｒｉｄｇｅ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｈｅ　ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ　ｏｆ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　

ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｄａｔａ，ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｔｅ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ　

ａｎｄ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ　ａｆｔｅｒ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ＳＯ　ａｓ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｂｒｉｄｇｅｓ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｒｉｄｇｅ，ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ，ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　

收稿日期：２０１３—０９—１１　作者简介：张逢春（１９７３一），男，

工程师　爹　ｌ３　智　张逢春：南川河大桥钻孔桩施工工艺及对清孔问题探讨　・１７１・　

设的固定架上，防止混凝土灌注过程中钢筋笼上浮。　

施工准备　

审核资料、施工设计图　

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压试件卜＿———　下道工序施工　

图１钻孔灌注桩施工工艺流程图　

２．５设导管　

导管内壁应光滑、圆顺、内径一致，接口严密。导管的内径为　

３００　ｍｍ，壁厚４　ｍｍ，长度有１　ｍ，２　ｍ，４　ｍ三种。　

２．６灌注水下混凝土　

水下混凝土采用导管法灌注，导管上口漏斗隔水采用拔球　法。根据《公路混凝土与砌体工程施工规范》对首批混凝土应满　

足导管埋置深度不小于１．０　ｍ和填充导管口与孔底间隙的要求，　我们计算出首批混凝土为２．５　ｍ　。为保证连续灌注，采用了容量　

为２．５　ｍ　漏斗，并为保证灌注混凝土的质量，混凝土在拌合站集　

中拌合，混凝土输送车运至工地，将混凝土送入漏斗。拆除导管　

时用卡环将下一节导管卡死，防止落入孔内。　

３施工中遇到的问题及解决方法　

３．１　吊装过程中钢筋笼变形　

在刚开始起吊较长的钢筋笼时因吊点设在其顶部，起吊时往　往产生较大的弯曲，严重时会造成钢筋笼变形、焊点开裂等，不得　

不对之进行修整。经过试验，总结出一个防止钢筋笼变形的方　

法，在吊机的起吊钩下增加一个２　ｍ长的扁担梁，用钢丝绳挂在　

吊钩上，扁担梁两端下面安装两个定滑轮。起吊前，先将钢丝绳　１，２穿过扁担梁上的滑车，然后将绳系在钢筋笼的顶部和中部（一　

根钢丝绳要系在钢筋笼的同一侧，见图２），再将另外两根钢丝绳　

（图２中的绳３，４）分别穿入钢筋笼顶部预先焊好的两个铁环里待　用。钢筋笼起吊时，钢丝绳１，２通过扁担梁上的单轮滑车改变其　

两段受力长度，当底端离地时，钢筋笼已处于垂直状态，从而避免　

了钢筋笼产生弯曲。吊起钢筋笼垂直放入桩孔，当钢筋笼下放至　

中部吊点位置时，插上两根钢管架住钢筋笼，解下绳１，２并与绳　

３，４用Ｕ形卡连接好，然后抽掉钢管继续下放钢筋笼至设计位置。　

图２钢筋笼吊装示意图　

３．２清孔不达标　

在６号墩的１号桩，由于清孔后的泥浆比重降低，出现了局部　

塌孔，改用保持原浆比重泥浆换浆清孔后，再无此现象发生。　

４对清孔问题的进一步探讨　

在钻孔特别是清孔时应尽量不改变孔壁的受力状态。但是，　

原浆清孔会不会导致沉碴加厚、我们对此进行了探讨。沉碴问　

题，一般情况下人们往往会认为，比重大的泥浆在相同时间内的　

沉淀要比比重小者多。但在钻孔桩施工中要解决的是沉碴而不　

是泥浆沉淀。因此注意到以下情况：当清孔时间足够长（６　ｈ以　

上）时，采用原浆比重或减小比重的泥浆均能把钻碴排净；当清孔　

在５　ｈ以内时用原浆清孔排碴效果好，沉淀少，而用减少比重的泥　

浆清孔，排碴效果差，沉淀厚，且时间越短越明显。从上述情况可　

以看出，用原浆清孑Ｌ不但没有导致沉淀增加，而且达到了清孔时　

间短、沉淀少、排碴效果好的目的。从上述可以看出，原浆清孔不　

但没有影响桩的质量，也没有给灌注水下混凝土带来困难，所以，　对直径大、钻孔时间长、地质又较差的钻孔桩，原浆清孔是保证灌　

注桩质量的行之有效的方法之一。　

５结语　

钻孔灌注桩施工工序较多，主要工序都在水下及地下进行，　

不便于直观监视，影响施工正常进行和工程质量的因素又很多，　

很难全部预见。然而，如果能根据具体情况采取一系列切实可行　

的方法和措施，在钻进时把握住斜孔和塌孔两个问题，清孔时如　

有可能塌孔的采用原浆清孔，灌注混凝土抓住第一斗和以后导管　

埋深控制，钻孔灌注桩的质量是完全可以保证的。　

参考文献：　

［１］　雷炜．浅谈公路桥梁钻孔灌注桩施工技巧［Ｊ］．山西建筑，　

２０１１，３７（１）：１４１—１４２．　

Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｈｏｌｅ　ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　Ｎａｎｃｈｕａｎｈｅ　ｂｒｉｄｇｅ　

ＺＨＡＮＧ　Ｆｅｎｇ－ｃｈｕｎ　

（Ｂｅｉｙｕｅ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　Ｌｉｍｉｔｅｄ　Ｌｉａｂｉｌｉｔｙ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｄａｔｏｎｇ　０３７００４，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　ｂｏｒｅｄ　ｐｉｌｅｓ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｎａｎｃｈｕａｎｈｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ｏｆ　Ｆｅｎ—Ｌｉｕ　ｈｉｇｈｗａｙ　ｏｆ　Ｑｉｎｇｄａｏ　ｔｏ　Ｙｉｎｃｈｕａｎ　ｔｒｕｎｋ　ｈｉｇｈｗａｙ　ａｓ　ａｎ　

ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｋｅｙ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｆ　ｂｏｒｅｄ　ｐｉｌｅｓ，ａｎｄ　ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｂｏｒｅｈｏｌｅ　ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ，ｄｅ—