中铁十二局集团第四工程有限公司710021
摘要：赣深客专I章水特大桥位于赣州市南康区，跨境较长，桩基施工数量多，其施工组织条件差，施工质量控制难度高，现将施工中几点小结叙述于下。
关键词：桥梁；桩基；质量；控制
引言：章水特大桥桩基础全部为摩擦桩，施工数量较多，且地层含沙层、卵石层较多，现场钻孔施工中多出现塌孔现象，现场施工管理和质量控制上有很多的难点和重点，为不断提高施工技术水平，保证桥梁基础质量，增强企业竞争力，经现场施工总结形成几点浅要的分析，现将其叙述于下。
1工程简介
1.1章水特大桥
本标段位于赣州盆地，盆地地形以河流冲积平原和垄岗地貌为主，地面高程120～190m。盆地内河流发育，植被发育。地层主要为白垩系（K2n）泥质砂岩及第四系（Q4）黏土层；赣州盆地与信丰盆地交接低山区，地层主要为震旦系（Z1+2）、寒武系（∈1）板岩、砂岩等，局部为石炭系船山组（C3c）灰岩、二叠系龙潭组（P2l）粉砂岩、页岩夹煤层。桥址处地震动峰值加速度为0.05g（相当于地震基本烈度六度），地震动反应谱特征周期0.35s。
章水特大桥全长4623.57m，中心里程桩号DK9+504.263。全桥共140跨，桥梁设计为铁路双线桥梁，设计时速350Km/h。跨越章水、赣南大道、在建规划路、105国道及京九铁路，全桥孔跨组成为：93×32m简支梁和23×24m简支梁，以及连续梁×28跨【48+80+48、32+48+48+32、40+64+40、40+72+40、7-32、2-（1×36.1）、2-（3×32）】。其中桩基：1207根，均采用钻孔灌注桩基础，桩径采用1m、1.25m、1.5m，均为摩擦桩，桩基属于隐蔽工程决定桥梁整体施工质量，任务量大且施工地质复杂，所以在施工中如何保证桩孔灌注桩施工质量至关重要。
全桥桩基础大致可分为普通墩、连续梁辅墩及连续梁主墩三种形式，详细平面布置图如下：
图1：章水特大桥桩基平面图
2整体施工思路
全桥桩基均为摩擦桩，施工采用旋挖钻施工。具体施工工艺如下。
图2：旋挖钻机钻孔桩施工工艺流程图
2.1钻孔灌注桩施工控制措施
旋挖钻机一般适用粘土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层。但在本桥梁的施工中，突破采用了旋挖钻去施工弱风化岩层的摩擦桩，在施工过程中，总结了如下几点经验，以供交流参考。
（1）造浆：旋挖钻借钻具自重和钻机加压力，耙齿切入土层，在回转力矩的作用下钻斗同时回转配合不同钻具，造成的护壁很不稳定。且旋挖钻施工弱风化摩擦桩，造成的震动大，持续时间长，所以造浆的重要性就更为凸显，实际施工中发现，大部分地质，必须单独设立搅拌桶，采用优质黏土造浆，以防止施工过程中的塌孔现象。这是旋挖钻施工弱风化摩擦桩的根本和基础。
（2）清孔：实际施工中采用旋挖钻钻筒掏渣，既有的旋挖钻转筒必须经过改装，切割掉原先的齿牙，采用平斗掏渣。掏渣结束后，用测绳下量，直到沉渣厚度满足要求为止。
（3）钢筋笼安装：施工现场很多桩长达到了30m以上，由于吊车大臂高度的限制，即钢筋笼必须分为3-4节焊接，这就造成了焊接钢筋笼的时间过长，导致清孔后的沉渣极速沉淀，形成二次沉渣，影响灌注质量。所以现场我们采用了两台吊车+两台电焊机，同时作业。在场地允许的情况下，两台吊车分别吊装两节钢筋笼，在孔外配合焊接，待清孔结束后，立刻下放钢筋笼，中间即形成一个焊口，便于快速的焊接钢筋笼接口。
（4）灌注：由于摩擦桩对沉渣的要求较为严格，所以灌注旋挖钻施工的摩擦桩时，混凝土罐车的及时性和连贯性尤为重要，不能出现等料的情况，影响桩基成孔质量。
影响钻个孔灌注桩施工质量的因素有很多，想从根本上解决桩基础施工质量缺陷，保证摩擦桩基础施工质量需从根本入手，把握住施工的每一个环节，综上所述，总结出5个控制摩擦桩施工质量的重点，即①钢筋笼的制作质量及存放要求。②钢筋笼安装质量，钢筋笼安装控制。③桩基成孔质量，减少沉渣厚度。④桩基灌注质量，灌注过程中桩基灌注质量控制。⑤桩基伸入承台钢筋质量，防止锈蚀及污染。
3具体施工方法及控制措施
3.1目前旋挖钻施工现状
目前，桩基础施工工艺已经是很成熟的，但是在现实施工中还仍存在一些难以控制的环节，导致影响桩基础施工质量，进而影响桥梁整体质量。经过现场实际施工及调查我们将影响钻孔灌注桩施工质量的因素进一步细化，总结归纳如下图所示：
图3影响混凝土灌注桩施工质量原因分析关联图
所以，目前想解决钻孔灌注桩施工质量控制，就需要逐个解决每一个细部问题。
3.2具体解决措施
针对以上以上影响混凝土灌注桩施工质量的主要原因进行了专项分析研究，分别提出了对策，根据提出对策的特点，我们从有效性、可行性、可靠性和经济性4个方面对所提出的对策进行考虑。具体措施详见对策表如下：
表1对策表
3.2.1具体实施措施
一、钢筋笼安装及混凝土灌注过程中偏位问题具体分析
本工程钢筋笼顶端以下3m范围内设计采用箍筋加密设置，导致无法设置混凝土保护层垫块，灌注过程中由与混凝土挤压力使钢筋笼顶端位置发生偏移，无法控制。经与现场经过多次探讨研究，最终制定了采用“钢筋笼扶正器”控制方案，由项目技术负责人交底到现场管理人员及钢筋加工班组，再由现场管理人员交底到现场每一位工人，保证工人熟练操作。
钢筋笼扶正器由钢板和钢管组成，钢管长度6m，现场下放钢筋笼最后一节就将钢筋笼扶正器分三角对称安装在护筒内缘，即钢筋笼外侧。扶正器的主要作用是使钢筋笼居中于孔中心，起到了保证桩基的钢筋笼保护层作用。现场使用应将居中扶正器的钢板垂直护筒放置。测量符合钢筋笼位置直至与设计相符，将钢筋笼卡住锁定，使其在混凝土灌注过程中不发生位移，保证钢筋笼的混凝土保护层厚度满足设计要求。具体工装大样及施工详见图4。
图4钢筋笼扶正器
二、灌注混凝土过程中钢筋笼上浮问题分析
本工程由于首盘混凝土灌注速度原因，会导致钢筋笼上浮难以控制，灌注过程中由与混凝土迅速挤压力使钢筋笼向上发生位置移动，无法控制。经与现场经过多次探讨研究，最终制定了采用“钢筋笼上浮控制器”控制方案，由项目技术负责人交底到现场管理人员及钢筋加工班组，再由现场管理人员交底到现场每一位工人，保证工人熟练操作。
钢筋笼上浮控制器由钢筋、螺栓、顶托和钢管组成，现场下放钢筋笼最后一节就将钢筋笼上浮控制器分三角对称套装在钢筋笼伸入承台钢筋处，上端由顶托丝扣精调高度，顶在首盘混凝土料斗处，即踏板下方。控制器的主要作用是使钢筋笼标高固定，起到了保证桩基的钢筋笼稳定作用。现场使用应将居中控制器的位置及三个顶托在同一水平面。测量符合钢筋笼标高直至与设计相符，将钢筋笼卡住锁定，使其在混凝土灌注过程中不发生上浮，保证钢筋笼的位置满足设计要求。具体工装大样详见图5。
图5钢筋笼上浮控制器
三、桩基成孔沉渣厚度超标问题分析
本工程桩基础均为摩擦桩基础，地质情况均为泥质粉砂岩，根据地质采用旋挖钻施工，泥质粉砂岩遇水会有软化，会导致成孔后沉渣厚度难以控制，会对桩底施工质量产生较大影响。经与现场经过多次探讨及研究，最终制定了采用“平斗清孔器”配合“测针测盘”控制方案，由项目技术负责人交底到现场管理人员及钢筋加工班组，再由现场管理人员交底到现场每一位工人，保证工人熟练操作。
平斗清孔器由旋挖钻钻斗改装而成，切掉钻斗下端齿牙，保证平斗底部厚度控制在5cm以下，测针、测盘由钢筋、钢板及测绳组成，现场旋挖钻成孔以后，旋挖钻钻斗换成平斗清孔器，利用平斗清孔，防止沉渣过厚影响成桩基的质量，且不会对孔底造成破坏，不会加深孔深。清孔后利用测盘和测针的高差确定孔底的沉渣厚度。先用测针测量沉渣底的孔深，再用测盘测量沉渣顶的孔深，二者相减得到沉渣厚度。灌桩之前必须确定孔底沉渣是否符合要求。若沉渣厚度超标，则继续利用平斗清孔器继续清孔直至符合要求，保证钢孔底沉渣厚度满足设计要求。具体工装大样详见图6。
图6测针、测盘及平斗清孔器
四、钢筋笼存放过程中发生变形问题分析
本工程桩基础数量较多，且均为旋挖钻施工进度较快，每天需要的钢筋笼数量比较大，所以需要在现场存放部分钢筋笼，采用传统下垫枕木方式会产生钢筋笼整体弯曲变形和局部主筋变形，会对桩基施工质量产生较大影响。经与现场经过多次探讨及反复试验，最终制定了采用“钢筋笼存放台座”控制方案，由项目技术负责人交底到现场管理人员及钢筋加工班组，再由现场管理人员交底到现场每一位工人，保证工人熟练操作。
钢筋笼存放台座由工字钢和钢板组成，由工字钢组成底部整体台座，按照钢筋笼加强箍筋2m一道布置横向工字钢支撑，在横向支撑上焊接与钢筋笼弧度一致的弧形钢板。根据不同规格的钢筋笼，在钢筋加工厂、桩基施工现场制作对应规格的钢筋笼台座，钢筋笼到达现场后，放置在弧形台座上，保证钢筋笼每道加强箍筋均放置在弧形钢板处，间距2m保证钢筋笼不会整体变形。弧形钢板弧度与钢筋笼一致且设置在加强箍筋处，保证钢筋笼主筋不会弯曲变形。保证钢筋笼存放至安装尺寸满足设计要求。具体工装大样详见图7。
图7钢筋笼存放台座
五、桩基伸入承台钢筋污染破损问题分析
本工程桩基础数量较多，且均为水下灌注，灌注完桩顶位置混凝土会参杂孔底沉渣等泥土而达不到设计强度，所以每根桩在保证桩基混凝土质量情况下必须预留至少1m的虚桩，导致桩基伸入承台钢筋会埋入虚桩部分，在破除桩头及拔出桩头时由于混凝土与钢筋的粘结力会对桩基伸入承台钢筋造成破损，会对桩基伸入承台部分施工质量产生较大影响。经与现场经过多次探讨及反复试验，最终制定了采用“EPE管防护”方式方案，由项目技术负责人交底到现场管理人员，再由现场管理人员交底到现场每一位工人，保证工人熟练操作。
钢筋笼加工完成后，直接将EPE管套设在钢筋笼顶部预留伸入承台钢筋部分，用铁丝绑扎固定，保证在运输及施工中不会脱落。保证钢筋笼主筋不会被污染及破除桩头时损伤。满足设计要求。具体工装大样详见图8。
图8EPE管防护
3.3实施效果
通过现场实践证明，通过新工装工艺的实施，我们在整个施工过程中进行了深入细致的效果检查，针对影响混凝土灌注桩施工质量的主要问题，我们对所施工的桩基进行了检查，桩基础的施工在过程中每一个环节均有所控制，质量问题从根本上得到了解决，桩基的一次性施工质量合格率达到了100%。所有钻孔灌注桩施工质量检测均为Ⅰ类桩。
4、结束语
经实践验证，通过本次对现场施工的问题分析及整改措施，混凝土灌注桩施工质量得到了有效的控制，超过了预期目标，质量符合设计和规范要求。即在成熟的钻孔灌注桩施工工艺下，控制好钢筋笼的制作质量及存放。控制好钢筋笼安装质量，钢筋笼安装。控制好桩基成孔质量，减少沉渣厚度。控制好桩基灌注质量。控制好桩基伸入承台钢筋质量，防止锈蚀及污染。便基本可提高混凝土钻孔灌注桩施工质量。