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【摘 要】京沪三线K400+611大桥全长629.2米，济南铁路局在运营管理中，发现列车经过该桥梁横向摆幅过大，影响列车平稳及安全。 2008年经路局工务处组织专家论证决定，采用西南交通大学科技成果，于当年对桥墩进行了加固处理。经设备管理单位这几年的观察分析，加固处理取到了良好效果，虽然施工已过去了多年，此钻孔桩的施工工艺和方法仍有借鉴意义。
【关键词】桥墩加固；钻孔桩；施工总结；体会
1.工程概况
（1）此桥位于泰山山脉，属华北地台型。根据勘探，桥址处地层分布依次为：人工堆积层、第四纪沉积层、震旦纪花岗岩层，持力层埋深由东到西从20m过度到45m不等；勘察期间地下水位处于现地面3.90～7.80m以下。桥址场地环境类型为Ⅱ类，地下水水质对混凝土结构以及钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。
（2）京沪三线K400+611桥原为浅基柔性墩箱梁，共计20孔19个桥墩。采取的加固方法为：桥墩左右两侧冲击钻孔桩至弱风化基岩（W3），钻孔桩上灌注承台，承台钢筋深入桥墩（用植筋胶植入桥墩内），承台上灌注斜撑，钢绞线施加应力使斜撑与桥墩紧密连接，抱箍把钢绞线包封，使得钻孔桩上承台、斜撑与墩身由抱箍形成整体。
2.钻孔桩施工工艺与方法
2.1 施工准备
（1）围堰筑岛：钻孔桩采用围堰筑岛方式施工，筑岛填料采用黏土，岛面场地并高出施工水位1.5m.。
（2）测量定位：桩位放样后，埋设好护桩，并做好测量交底，随时进行检查。
（3）制作埋设护筒：护筒用4mm厚的钢板加工制成，高度为2m，钻孔桩的护筒内径比钻头直径大200～400mm，护筒顶高出地下水位2m。
（4）钻机就位安装：根据本工程地质情况及桩长设计要求嵌岩要求，钻机拟选用CZ-30型冲击钻机。CZ-30型冲击钻机能适应各种不同地质情况，特别是卵石层、岩层中钻孔，冲击式钻机较之其它型式钻机适应性强。同时，用冲击式钻机造孔成孔后，孔壁四周形成一层密实的土层，对稳定孔壁、提高桩基承载能力，均有一定作用。
（5）泥浆的指标控制：a物理稳定性，静置相当时间其性质不变化，不因重力而沉淀；b化学稳定性，不因水泥、污水等异物混人而污染；c适当的比重，比重大对护壁、浮渣有利，但比重太大会使泵的能力不足也影响钻进速度；d良好的触变性，要求泥浆在流动时，阻力很小，以便泵送。当停止钻孔时，泥浆能很快凝聚成凝胶状，避免浆中砂粒迅速下沉，同时也维持孔壁稳定。
2.2 钻进成孔
（1）开孔钻进的控制：开孔时应扶正锤头用小冲程低锤密击，如表土为淤泥、松散细沙等软弱土层，可加黏土块夹小片石，反复冲击造壁，保证护筒的稳定，控制好桩位中心。必须保证泥浆的供给，使孔内浆液稳定。
（2）冲击钻成孔工艺：从钻机同步卷筒引出来2根受力相等的正、反转钢丝绳，经冲击梁和桅杆的导向滑轮，提引冲击钻头，然后起动电动机，通过传动机构驱动冲击机构，拉动钢丝绳带动钻头做上下冲击运动，形成瞬时冲击力破碎岩土，同时在两根主钢丝绳之间放置由副卷扬机提引的排渣系统，排渣管的下端在钻头的中心管内，钻头做上下冲击运动时，排渣管除了随着钻孔进尺间歇下放外，一般保持不动，并在冲击的同时启动砂石泵连续排出钻渣。
（3）扩孔率的施工控制：扩孔率过大是因为钻锤摆动过大或因地层松软冲击振动力过大，或因钻头直径过大。必须控制钻锤的摆动和冲程的大小，改善钻头直径的匹配，以控制扩孔率。
（4）泥浆回收及排渣处理：钻孔时，采用泥浆悬浮钻渣和护壁，因施工中水泥、土粒等混人及泥浆渗人孔壁等原因使泥浆性能改变，以及为了回收泥浆原料和减少环境污染，可使用机械、物理、化学等方法使泥浆净化与再生，可在现场设置泥浆池、沉淀池等泥浆循环净化系统，钻渣应集中运至弃渣场处理，切忌污染环境。
2.3 灌注桩身水下混凝土
（1）材料配合比：混凝土配合比应根据混凝土原材料品质、施工图要求强度等级、耐久性以及施工工艺对工作性能的要求，通过试配、调整的步骤选定。配制的混凝土拌和物应满足施工过程中混凝土工作性能的要求，配制成的混凝土应满足施工图标示强度、耐久性等质量要求。
（2）制安钢筋笼及检测管：钢筋笼在制作、运输和安装过程中，应采取措施防止变形。吊人桩孔内，将钢筋笼进行有效固定，防止灌注混凝土时钢筋笼移位和上浮。检测管接头顺直牢靠，与钢筋笼的主筋焊接固定，安装期间检测管内注清水；检测管上、下端口用钢板密封，严禁泥浆或水泥浆进人管内，确保混凝土灌注后管道畅通。
（3）导管的配置、试压及安装压浆。1）导管的配置：导管是灌注水下混凝土的重要工具，用钢板卷制焊成或用无缝钢管制作。其直径按桩长、桩径和每小时需要通过的混凝土数量决定，一般25～30cm。2）导管的试压：在导管使用前进行水压试验和接头抗拉试验，严禁用气压试压，禁止使用漏水导管。进行试压的水压不应小于孔内水深的1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受混凝土时最大内压力的1.3倍。3）导管的安装：中间节一般长2m，下端节可加长至4m，漏斗下可配长0.5、1.0m的上端节导管，以便调节漏斗的高度。导管下口与孔底距离以0.2～0.4m为宜。4）灌注超桩项混凝土的控制：为确保桩顶质量，在施工图桩顶高程以上超灌一定高度，确保桩身混凝土的质量，灌注结束后将此段混凝土凿除。增加的高度，可按孔深、成孔方法、清孔方法确定，一般不宜小于0.5m，深桩不宜小于1.0m。5）按设计进行孔底压桨：在桩身混凝土灌注后，在桩身混凝土强度及时间满足设计要求后开始进行桩底压浆，采用膨润土、水泥、水、缓凝剂拌制成的不收缩混合浆液，其7天最小抗压强度为5MPa。浆液按剂量通过注浆回路依次压注，所有回路应以规定的剂量轮流压注或达到规定的压力后维持10min，第一循环压注完成后不少于6h开始下一轮的压注，直至满足设计要求。
3.几点体会
3.1冲击钻成孔时应注意以下细节：
（1）开始钻基岩时应低锤密击或间断冲击，以免偏斜，如发现钻孔偏斜，应立即回填片石。
（2）遇弧石时可适当抛填硬度相似的片石，采用重锤冲击，或中低冲程交替冲击，将大弧石击碎挤人孔壁。
（3）必须准确控制松绳长度，避免打空锤。一般不宜用高冲程，以免扰动孔壁，引起坍孔、扩孔或卡钻事故 。
（4）经常检查冲击钻头的磨损情况，如磨损较大，切削角不符合要求时要及时更换修理，以提高钻进效率和防止卡钻等事故。
（5）勤松绳，防止打空锤，避免钢丝绳承受过大的意外荷载而遭受破坏；勤补浆，保持泥浆浓度，使孔内钻渣能及； 勤取渣，使钻锤经常冲击新鲜地层。
3.2灌注异常的预防及处理方法
3.2.1堵管
在灌注过程中，混凝土在导管中下不去，可用长杆冲捣管内混凝土，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振捣器等使塞球下落。如仍不能下落时，则应将导管连同其内的混凝土提出孔，进行清理整修，然后重新吊装导管，重新灌注。
3.2.2导管漏水
导管漏水主要原因有：第一、首批混凝土储量不足，或虽然混凝土储量足够，但导管底口距孔底的间距较大，混凝土下落后不能埋设导管底口，以至泥水从底口进人导管。第二、导管接头不密封，接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流人。
预防和处理方法：如果是原因一引起导管进水，应立即将导管提出，用空气吸泥机、水利吸泥机清出。不得已时需要将导管、钢筋笼提出来采取复钻清除。然后重新下放钢筋笼、导管并投人足够数量的首批混凝土，重新灌注。如果是原因二引起导管进水，应视具体情况，拔换原管下新管，或用整修后的原导管插人卫宜灌，但应将孔内已灌注全昆凝土清卫戮千净，否则视为断桩。
3.2.3提漏导管
导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出已灌混凝土面，底口涌入泥水，此时已灌注失败造成断桩，应及时提出导管及钢筋笼重钻。因此在灌注中应准确测量从而指导提导管和拆卸导管的高度，防止断桩事故的发生。 [科]
【关键词】桥墩加固；钻孔桩；施工总结；体会
1.工程概况
（1）此桥位于泰山山脉，属华北地台型。根据勘探，桥址处地层分布依次为：人工堆积层、第四纪沉积层、震旦纪花岗岩层，持力层埋深由东到西从20m过度到45m不等；勘察期间地下水位处于现地面3.90～7.80m以下。桥址场地环境类型为Ⅱ类，地下水水质对混凝土结构以及钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。
（2）京沪三线K400+611桥原为浅基柔性墩箱梁，共计20孔19个桥墩。采取的加固方法为：桥墩左右两侧冲击钻孔桩至弱风化基岩（W3），钻孔桩上灌注承台，承台钢筋深入桥墩（用植筋胶植入桥墩内），承台上灌注斜撑，钢绞线施加应力使斜撑与桥墩紧密连接，抱箍把钢绞线包封，使得钻孔桩上承台、斜撑与墩身由抱箍形成整体。
2.钻孔桩施工工艺与方法
2.1 施工准备
（1）围堰筑岛：钻孔桩采用围堰筑岛方式施工，筑岛填料采用黏土，岛面场地并高出施工水位1.5m.。
（2）测量定位：桩位放样后，埋设好护桩，并做好测量交底，随时进行检查。
（3）制作埋设护筒：护筒用4mm厚的钢板加工制成，高度为2m，钻孔桩的护筒内径比钻头直径大200～400mm，护筒顶高出地下水位2m。
（4）钻机就位安装：根据本工程地质情况及桩长设计要求嵌岩要求，钻机拟选用CZ-30型冲击钻机。CZ-30型冲击钻机能适应各种不同地质情况，特别是卵石层、岩层中钻孔，冲击式钻机较之其它型式钻机适应性强。同时，用冲击式钻机造孔成孔后，孔壁四周形成一层密实的土层，对稳定孔壁、提高桩基承载能力，均有一定作用。
（5）泥浆的指标控制：a物理稳定性，静置相当时间其性质不变化，不因重力而沉淀；b化学稳定性，不因水泥、污水等异物混人而污染；c适当的比重，比重大对护壁、浮渣有利，但比重太大会使泵的能力不足也影响钻进速度；d良好的触变性，要求泥浆在流动时，阻力很小，以便泵送。当停止钻孔时，泥浆能很快凝聚成凝胶状，避免浆中砂粒迅速下沉，同时也维持孔壁稳定。
2.2 钻进成孔
（1）开孔钻进的控制：开孔时应扶正锤头用小冲程低锤密击，如表土为淤泥、松散细沙等软弱土层，可加黏土块夹小片石，反复冲击造壁，保证护筒的稳定，控制好桩位中心。必须保证泥浆的供给，使孔内浆液稳定。
（2）冲击钻成孔工艺：从钻机同步卷筒引出来2根受力相等的正、反转钢丝绳，经冲击梁和桅杆的导向滑轮，提引冲击钻头，然后起动电动机，通过传动机构驱动冲击机构，拉动钢丝绳带动钻头做上下冲击运动，形成瞬时冲击力破碎岩土，同时在两根主钢丝绳之间放置由副卷扬机提引的排渣系统，排渣管的下端在钻头的中心管内，钻头做上下冲击运动时，排渣管除了随着钻孔进尺间歇下放外，一般保持不动，并在冲击的同时启动砂石泵连续排出钻渣。
（3）扩孔率的施工控制：扩孔率过大是因为钻锤摆动过大或因地层松软冲击振动力过大，或因钻头直径过大。必须控制钻锤的摆动和冲程的大小，改善钻头直径的匹配，以控制扩孔率。
（4）泥浆回收及排渣处理：钻孔时，采用泥浆悬浮钻渣和护壁，因施工中水泥、土粒等混人及泥浆渗人孔壁等原因使泥浆性能改变，以及为了回收泥浆原料和减少环境污染，可使用机械、物理、化学等方法使泥浆净化与再生，可在现场设置泥浆池、沉淀池等泥浆循环净化系统，钻渣应集中运至弃渣场处理，切忌污染环境。
2.3 灌注桩身水下混凝土
（1）材料配合比：混凝土配合比应根据混凝土原材料品质、施工图要求强度等级、耐久性以及施工工艺对工作性能的要求，通过试配、调整的步骤选定。配制的混凝土拌和物应满足施工过程中混凝土工作性能的要求，配制成的混凝土应满足施工图标示强度、耐久性等质量要求。
（2）制安钢筋笼及检测管：钢筋笼在制作、运输和安装过程中，应采取措施防止变形。吊人桩孔内，将钢筋笼进行有效固定，防止灌注混凝土时钢筋笼移位和上浮。检测管接头顺直牢靠，与钢筋笼的主筋焊接固定，安装期间检测管内注清水；检测管上、下端口用钢板密封，严禁泥浆或水泥浆进人管内，确保混凝土灌注后管道畅通。
（3）导管的配置、试压及安装压浆。1）导管的配置：导管是灌注水下混凝土的重要工具，用钢板卷制焊成或用无缝钢管制作。其直径按桩长、桩径和每小时需要通过的混凝土数量决定，一般25～30cm。2）导管的试压：在导管使用前进行水压试验和接头抗拉试验，严禁用气压试压，禁止使用漏水导管。进行试压的水压不应小于孔内水深的1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受混凝土时最大内压力的1.3倍。3）导管的安装：中间节一般长2m，下端节可加长至4m，漏斗下可配长0.5、1.0m的上端节导管，以便调节漏斗的高度。导管下口与孔底距离以0.2～0.4m为宜。4）灌注超桩项混凝土的控制：为确保桩顶质量，在施工图桩顶高程以上超灌一定高度，确保桩身混凝土的质量，灌注结束后将此段混凝土凿除。增加的高度，可按孔深、成孔方法、清孔方法确定，一般不宜小于0.5m，深桩不宜小于1.0m。5）按设计进行孔底压桨：在桩身混凝土灌注后，在桩身混凝土强度及时间满足设计要求后开始进行桩底压浆，采用膨润土、水泥、水、缓凝剂拌制成的不收缩混合浆液，其7天最小抗压强度为5MPa。浆液按剂量通过注浆回路依次压注，所有回路应以规定的剂量轮流压注或达到规定的压力后维持10min，第一循环压注完成后不少于6h开始下一轮的压注，直至满足设计要求。
3.几点体会
3.1冲击钻成孔时应注意以下细节：
（1）开始钻基岩时应低锤密击或间断冲击，以免偏斜，如发现钻孔偏斜，应立即回填片石。
（2）遇弧石时可适当抛填硬度相似的片石，采用重锤冲击，或中低冲程交替冲击，将大弧石击碎挤人孔壁。
（3）必须准确控制松绳长度，避免打空锤。一般不宜用高冲程，以免扰动孔壁，引起坍孔、扩孔或卡钻事故 。
（4）经常检查冲击钻头的磨损情况，如磨损较大，切削角不符合要求时要及时更换修理，以提高钻进效率和防止卡钻等事故。
（5）勤松绳，防止打空锤，避免钢丝绳承受过大的意外荷载而遭受破坏；勤补浆，保持泥浆浓度，使孔内钻渣能及； 勤取渣，使钻锤经常冲击新鲜地层。
3.2灌注异常的预防及处理方法
3.2.1堵管
在灌注过程中，混凝土在导管中下不去，可用长杆冲捣管内混凝土，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振捣器等使塞球下落。如仍不能下落时，则应将导管连同其内的混凝土提出孔，进行清理整修，然后重新吊装导管，重新灌注。
3.2.2导管漏水
导管漏水主要原因有：第一、首批混凝土储量不足，或虽然混凝土储量足够，但导管底口距孔底的间距较大，混凝土下落后不能埋设导管底口，以至泥水从底口进人导管。第二、导管接头不密封，接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流人。
预防和处理方法：如果是原因一引起导管进水，应立即将导管提出，用空气吸泥机、水利吸泥机清出。不得已时需要将导管、钢筋笼提出来采取复钻清除。然后重新下放钢筋笼、导管并投人足够数量的首批混凝土，重新灌注。如果是原因二引起导管进水，应视具体情况，拔换原管下新管，或用整修后的原导管插人卫宜灌，但应将孔内已灌注全昆凝土清卫戮千净，否则视为断桩。
3.2.3提漏导管
导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出已灌混凝土面，底口涌入泥水，此时已灌注失败造成断桩，应及时提出导管及钢筋笼重钻。因此在灌注中应准确测量从而指导提导管和拆卸导管的高度，防止断桩事故的发生。 [科]