石河道大桥基桩成孔施工方法
2010-11-19
一、工程概况
巩义市新兴路石河道特大桥工程SG－001合同段位于巩义市新城区与老城区之间的石河道上，工程西起和平路（未成）中心，东止嵩山路（已建），全长1482.54米。为巩义市新兴路跨越石河道区段，起点到终点为一直线段，石河道为市区规划的绿色生态带，沟底宽约700米，较平坦。河床最低点132.00，最大高差为52.66米。主桥跨径组合为4×30+[60+5×90+60]+30，全长726米，主孔为七孔双薄壁墩、桥梁上部构造为预应力混凝土变截面连续刚构桥，引桥为30米箱形简支变连续的箱梁，桥梁总宽为32.5米，为一整体式城市道路桥梁。
本桥基桩总计为160根，全部为摩擦桩。桩基础采用φ1.0m、φ1.5m两种直径的钻孔灌注桩，长度分别为30m、35m、65m三种。
二、地质特征
根据地质钻孔资料，桥址地处黄土丘陵区，地形较复杂，沟谷发育，为黄土沟谷地貌特征，地表以第四纪新世冲积地层，下部为第四纪中更新世冲积地层，桥址地层以粘土层、泥卵石，砾石层及砂层交错分布，且含较多漂石，属黄河古老的沉积地层。河床部位分布砂、砾石层，砾石成分为灰岩，厚度变化大，分选及滚圆度极差，但密实、强度较大。
三、成孔施工方法
由于实际地质状况复杂，地层中粘土层、泥卵石，砾石层及砂层交错分布，且泥卵石中含较多漂石，故在钻孔过程中不同墩位选择的钻孔方式有所不同。主墩基桩采用钻机成孔，过渡墩基桩采用人工挖孔，12#桥台基桩采用机械挖孔。现将我部在成孔过程中
1、冲击钻成孔
施工初期主要采用这种成孔方式，单纯用冲锤钻进，在护筒以下40米范围内卵石和砂含量较高，进尺较快，但是在40多米以后进入粘土层，进尺缓慢，吸锥严重，导致成孔周期长，平均达到25天，且材料损耗严重，超方较多，单桩平均超10方左右。
2、回旋钻成孔
采用回旋钻正循环钻进成孔，在卵石层钻进时，钻头磨损严重，钻杆所受扭矩较大，憋车严重，钻进十分困难，且在20~50m深度范围内，间歇性有巨石出现，经常需要起钻加焊合金，材料损耗及其巨大，成本过高。该成孔方式开工初期在7#墩采用过，平均成孔周期为22天。
3、冲击与回旋配合成孔
根据地质勘测资料及前期施工过程中所遇到的实际情况发现：从地面以下40米左右地层均以卵石层为主，粘土较少，采用冲击钻施工既能保证施工质量，又有效控制了材料消耗，降低了成本；40米以下地层以粘土为主，含少量砾石和砂，冲击困难，适合采用回旋钻施工。
主墩基桩在成孔过程中多采用了先冲击后回旋的成孔方式，冲击钻8天左右即可钻至粘土层，然后更换钻机，采用回旋钻施工，7-8天可钻到位，完成一根基桩周期大约为16天，比单纯冲击钻或回旋钻明显缩短，材料损耗明显减少，成本得到有效控制。
4、磕头钻成孔
在主桥10#墩前期采用冲击钻成孔，周期长，平均为32天，超方较严重；后采用磕头钻机反循环成孔，成孔周期大大缩短，平均为13天，并且基本控制了超方，降低了成本，加快了生产进度。
5、挖孔成孔
4#、11#墩基桩桩长较短，桩身范围内未见地下水，适宜采用人工挖孔施工。各孔同时开挖，有效提高了生产效率，机械设备投入少，成孔后可直观检查孔内土质情况，有效保证了桩的质量。
12#桥台基桩采用机械挖孔，成孔速度快，两天即可完成一根。
6、施工经验总结
在钻孔施工过程中，对不同类型的基桩要视不同的地质情况，认真分析，选择科学合理的成孔方式，不仅能有效保证基桩质量，更能提高生产效率，加快施工进度，减少成本投入。钻孔时应注意以下几点：
6.1、泥浆调制关系到成孔护壁效果，并对成桩后桩周摩阻力值有一定程度的影响，泥浆相对密度的大小与排渣效果关系密切，排渣效果的好坏直接影响到钻孔进尺速度。特别是卵石层中桩基施工更应调制好泥浆的性能，且施工速度不宜过快。
6.2、进入泥岩层后，进尺速度控制在1.5~2m/24h左右为宜，因泥岩层易分解导致粘钻现象，故提钻要慢些，冲程不宜过大同时还应调整好泥浆性能，防止大程度扩孔和局部塌孔。
6.3、施工过程中应视进尺情况按时检测泥浆含砂率，及时做好捞渣换浆工作，以免影响进度。
四、结束语
施工质量要得到良好控制，首先必须保证施工方案的科学性、可行性和易操作性；其次必须做好施工技术交底工作；再次必须实行施工全过程、全方位严格的管理和监督；另外还应提高施工人员的综合素质和质量意识，让每一位参与施工的人员都能理解施工质量和施工每一个环节的重要性，以预防为主，对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工，只有这样桩基的质量控制才能得到保证。
