［摘要］为解决粉砂层地质条件下桩基塌孔、缩颈等问题，依托某机场快线项目，对超长桩基施工进行研究。采用ZR280旋挖钻机进行钻孔，结合钢护筒、双圈钢筋笼确保了桩基的承载能力；通过在NaOH溶液中加入聚丙烯酰胺形成PHP，再将PHP按照配比加入基浆中进而形成新浆，每立方米基浆中加入PHP胶体0.4～0.6kg，确保了粉砂质场地条件下孔壁的稳定性。

［关键词］桩基施工；钢护筒；双圈钢筋笼；泥浆制备

桩基的质量是确保城市高架桥梁顺利进行的关键因素之一，桩基施工质量与地质条件密切相关，特别是存在砂土和粉砂等砂质地层中[1]。若钻孔的泥浆和混凝土配合比等环节控制不严，极易出现孔壁坍塌、桩身缩颈等问题[2-3]。谭兴等[4]结合上海国际金融中心桩基工程，对不同结构的立柱桩进行了竖向变形信息监测和分析，提出了超深桩基信息化施工控制措施。路林海等[5]基于济南轨道交通R1线演马庄西站桩基工程，建立了复合立柱桩的三维数值计算模型，分析了立柱桩的插入比、直径和间距等因素对基坑挡墙结构侧移的影响，给出有关该地质条件下立柱设计的建议。楼晓明等[6]、翟礼嘉等[7]分析了立柱桩在开挖过程中产生上拔位移的原因，提出了深基坑立柱桩因开挖而隆起的分析方法，并与工程实例进行对比，验证了该方法的合理性。王文灿等[8]、王利民等[9]通过有限元和理论分析相结合，对立柱的竖向位移进行了分析，讨论了各因素对立柱竖向位移的影响规律，提出了计算立柱桩竖向位移的新方法。张建新等[10]将实测和模拟得到的立柱桩变形和受力情况进行了对比，发现了在桩基施工过程中，桩体先受压后受拉，立柱桩和地下连续墙将产生竖向隆沉。依托某机场快线项目，对超长桩基施工进行研究。从机械选型、护筒埋设、钻进成孔、吊装下放、垂直度控制、水下混凝土灌注等方面阐述了超长桩基混凝土的关键施工设备和关键施工组织，以期为类似工程提供参考。

1工程概况

本工程为某机场快线项目，高架桥梁区间段总长8.677km。桩基2264根，其中直径1m为1210根、直径1.25m为966根、直径1.5m为88根，最长桩77m。线路地层主要以粘性土、粉土及砂土互层沉积为主。高架桥梁桩基础多为6根、9根、12根的群桩，位置相对集中，在砂性土及粉砂性土层中钻孔，极易导致塌孔、缩颈等现象发生。

2桩基施工工艺流程

桩基施工工艺流程如图1所示。重点的控制工艺包括钻机精准就位，护筒埋设，泥浆制备，分层钻进，成孔垂直度测量，成孔检测与验收。

2.1埋设钢护筒

采用全站仪放样出桩位中心点，埋设十字护桩，在桩位处用挖掘机挖1个深度3.2m，内径比护筒外径大1m的圆形坑。为避免桩位出现塌孔、漏水等情况，钢护筒长度设置3~5m，同时，往坑底回填0.5m厚粘性土，分层夯实并整平。通过测量放样，在钻孔坑底中心位置做好标记。把钢护筒放入圆坑内，调整钢护筒位置，确保钻孔中心和钢护筒中心重合。护筒顶应高于地面0.3m，同时需高于桩顶设计高程1m（图2）。

2.2泥浆制备

钻孔桩施工时，采用泥浆池进行泥浆的调制、循环、沉淀。泥浆池根据现场情况，遵循布局合理、少占土地的原则，每个墩位设置1个泥浆池。在钻孔桩混凝土浇筑过程中，泥浆池需有足够容量容纳置换出来的泥浆。泥浆池包括沉淀池和循环池。泥浆池的体积宜为桩基体积的1.5倍，沉淀池和循环池按1∶2比例分配（中间设隔离带），并用循环槽连接，中间设滤网。泥浆池采用挖掘机1∶0.5坡度放坡开挖，挖设完成后及时安装栏杆并悬挂安全网及安全警示标志，做好保护工作。基浆是由膨润土、水、烧碱（NaoH）按比例制成。新制泥浆每m3配比为水∶膨润土NaoH＝1000∶120∶1（kg），基浆的性能指标见表1。同时，针对复杂地质条件的桩基，可制备PHP泥浆代替普通泥浆（图3）。将在NaOH溶液中加入聚丙烯酰胺形成PHP，再将PHP按照配比加入基浆中进而形成新浆（表2）。一般情况下，每m3基浆中加入PHP胶体0.4～0.6kg。

2.3钻孔施工

考虑到桩基需穿越砂层，采用ZR280旋挖钻机进行钻孔作业。在钻孔过程中，需要根据地质情况来控制进尺速度，当从硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当从软地层钻到硬地层时，要减速慢进；同时，在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率。遇松散地层时适当增大泥浆相对密度和粘度（表3，表4）。不同地质需配置的泥浆比重为：粘土和粉土层时取1.05~1.10；砂和砂砾等易坍孔的土层时取1.10~1.20。

2.4钢筋笼施工

钢筋笼的制作步骤如下。（1）内圈钢筋笼的制作。首先制作胎膜和内圈加劲箍，通过内圈加劲箍在纵筋的内侧搭接焊连接内圈纵筋，内圈焊接箍在内圈纵筋的外侧搭接焊连接内圈纵筋。（2）外圈钢筋笼的制作。首先制作胎膜和外圈加劲箍，通过外圈加劲箍在纵筋的内侧搭接焊连接外圈纵筋，外圈焊接箍在外圈纵筋的外侧搭接焊连接外圈纵筋，笼顶吊点位置设置1道加强箍。（3）通过内圈固定加劲箍连接外圈和内圈的钢筋笼，内圈固定加劲箍形成“井”字形，“井”字的中空部与内圈焊接固定，“井”字的8个伸出部与外圈焊接成整体。（4）安装布置声测管、钻芯管、降温水管、桩侧注浆管、桩端注浆管等。钢筋笼如图4所示。采用钢筋笼滚焊机分段加工钢筋笼。钢筋笼加工完成后，选用25t汽车式起重机配合桥式起重机分段吊装上平板车，转运至施工现场。钢筋笼采用1台25t汽车式起重机进行下放和接长。钢筋笼下放到接近孔底标高时，采用型钢穿过吊筋顶部的吊环将其支撑住，型钢搁置于钢护筒外侧的坚实方木上，通过调整型钢标高来使钢筋笼标高满足设计相关要求。

2.5导管安装

导管系统包括：顶部漏斗、导管固定架、导管、导管吊具及装拆扳手、导管存放架。导管采用300×12无缝钢管，快速螺纹接头，导管接头处设置2道密封圈，保证接头的密封性。导管固定架采用型钢和钢板焊接而成。采用25t汽车式起重机下放导管过程中，导管应确保位于孔位中心。2.6水下混凝土浇筑本项目桩基采用C30、C40强度等级混凝土。混凝土首灌采用拔塞法，导管内设置球胆作为隔水塞。混凝土首灌完成后，用0.3m3小料斗进行桩基础混凝土浇筑。在混凝土灌注时，护筒内泥浆面应保持高于地下水位至少2m。当混凝土顶面与钢筋骨架底部距离不大于1m时，要降低混凝土的灌注速度；混凝土超灌超出设计标高0.5～1m，确保凿除桩头后桩顶混凝土实际强度。

3结束语

（1）通过采用ZR280旋挖钻机钻孔，埋设护筒，同时控制钻斗转速和升降速度，确保了对土体的振动和保证开挖质量。（2）为保证该桩基具有较高的承载力和较好的稳定性，采用双圈钢筋笼，同时采用1台25t汽车式起重机进行下放和接长。（3）在NaOH溶液中加入聚丙烯酰胺形成PHP，再将PHP按照配合比加入基浆中进而形成新浆，每m3基浆中加入PHP胶体0.4~0.6kg，确保了粉砂质场地条件下孔壁的稳定性。

作者:王伟 张少泊 单位:中交一公局集团第一工程有限公司