侯美荣　罗鹏

【摘 要】结合西安市昆明路高架桥工程，桩基侧面为薄壁综合管廊和110KV高压线电力管沟，地面以下15米范围内为综合管廊侧壁砂砾料回填层及挂网喷锚混凝土层（含防护桩）、地面以上12米为10KV和110KV高压线成孔工艺为例， 对桩基成孔施工的流程以及注意事项做了简要介绍，意在为城市高架桥桩基成孔施工提供参考。

【关键词】桩基；高压线；既有构筑物；施工

【Abstract】Combined with the Kunming Road viaduct project in Xian， the side of the pile foundation is a thin-walled integrated pipe gallery and a 110KV high-voltage line power pipe trench. Within 15 meters below the ground， the gravel material backfill layer of integrated pipe gallery sidewalls and the suspended mesh sprayed anchor concrete layer （including protection Piles） and 12m above the ground for the 10KV and 110KV high-pressure line hole forming process as an example， a brief introduction to the process and precautions of hole formation of the pile foundation， intended to provide reference for the construction of the hole piles of the city viaduct.

【Key words】Pile foundation；High-tension line；Existing structures；Construction

1、前言

（1）目前，钻孔灌注桩施工工艺已日趋成熟，但在复杂环境下的钻孔灌注桩施工工艺仍有不尽之处。我部在西安市昆明路高架桥项目桩基施工初期，因施工环境复杂在桩基施工机械选择和成孔方法确定上遇到了很大难题。工程建于原大环河和现

有综合管廊上方，桩基侧面为薄壁综合管廊和110KV高压线电力管沟，地面以下15米范围内为综合管廊侧壁砂砾料回填层及挂网喷锚混凝土层（含防护桩）、地面以上12米为10KV和110KV高压线。因场地受限，无法采用旋挖钻进行桩基施工。因地下有喷锚混凝土板结性材料结构层，无法直接用反循环钻机施工。

（2）采用冲击钻机施工，又恐怕冲击钻钻孔时的冲击力和振动对管廊结构造成破坏。为解决这个问题，我部通过管廊侧壁有限元分析确定了采取加长护筒技术措施来保护管廊侧壁不受破坏，并结合现场实际情况后，确定了采用冲击钻和反循环套打成孔方法进行桩基施工，解决了本工程复杂环境下桩基施工机械选择和成孔方法的难题（见图1）。

2.工法特点

通过管廊侧壁有限元分析，验证了冲击钻机+长护筒（12m）在管廊侧壁施工的理论可行性，并通过桩基施工全过程监控量测确保施工安全（见图2、图3）。

建模分析结论（见表1）：

3. 工藝原理

通过埋设的加长护筒，来吸收和抵消冲击钻机钻孔时产生的侧向冲击力，避免对管廊结构造成破坏；同时通过加长护筒可以排除桩基在穿越管廊回填层（内含大量的建筑垃圾、杂填土）塌孔的可能性，保证施工安全。

4. 施工工艺流程及操作要点：

4.1 工艺流程：施工准备→埋设护筒→钻机就位→钻进至古壤土→更换为循环钻→继续钻进、抽渣→成孔、吸泥清渣

4.2 操作要点：

4.2.1 测量放线、桩孔定位、埋设沉降观测点。

（1）测量人员根据设计所提供的控制点，采用全站仪现场布置控制网并复核。复核无误后依据设计图纸上桩位坐标放样桩基中心线、桩基中心点等，并打入标桩，中心线的放样误差应控制在5mm范围内。

（2）在临近灌注桩、且不受灌注桩施工设备干扰的管廊顶部埋设2个沉降观测标，施工过程中灌注桩钻进到6m、12m、15m、18m、终孔以及混凝土灌注完成后等几个阶段分别进行沉降观测，任何一个阶段不得出现大于0.3mm的沉降值（见图4）。

4.2.2 护筒加工。

护筒制作护筒采用钢质护筒，为了保证钢护筒的整体刚度和接口质量，护筒采用8mm的钢板制作，顶部和底部加焊加强圈。护筒焊接采用坡口双面焊，接头密焊接实、饱满，不得漏浆。制作时，钢护筒的内径1.7m，制作成一节6.5m，其余采用1.5m的标准节。

4.2.3 基坑开挖及支护。

（1）因护筒需埋设的长度过长，无法采用振动锤一次性进行打设，现场准备先对地面以下6m范围进行开挖，待开挖完成后再进行钢护筒埋设。

（2）地面以下6m进行开挖时，先采用挖掘机对上层2m深度回填的砂砾料开挖清除，然后在靠近钢护筒外边30cm处采用振动锤打设20#工字钢作为开挖支护桩，工字钢打设深度为5.5m，打设净间距为0.3m，打设完成的工字钢露出已开挖的基坑底面0.5m，埋深为5.5m。打设完成后采用一根20#工资钢作为横梁，将已打设完成的工字钢顶部进行焊接连接，焊接完成后采用三根工字钢做成三角形支架将横梁与支护桩进行支撑，确保开挖时工字钢的整体稳定性。焊接完成后再采用长臂挖掘机从基坑底面向下开挖4m。

4.2.4 护筒埋设。

护筒埋设及钻孔施工尽量安排在管廊两侧对称同时进行，以消除埋设钢护筒和冲击钻孔过程中的冲击力和振动挤压对管廊的影响。

钢护筒埋设：

（1）第一步：基坑开挖完成后埋设6.5m长的钢护筒，埋设完成的钢护筒露出地面0.5m，埋设完成后采用1.5m长钢护筒进行焊接接长，焊接完成后采用振动锤将已埋设完成的钢护筒向下打设2米，打设完成后钢护筒露出地面0.5m，满足设计要求。

（2）第二步：采用冲击钻冲孔1.5m，冲孔完成后将钢护筒焊接接长1.5m，采用振动锤将护筒向下打设1.5m，打设完成后再使用冲击钻冲孔1.5m，依次交替直至钢护筒埋深至管廊底面以下2m位置。然后开始正常钻进施工。

4.2.5 泥浆制备。

（1）泥浆选用化学泥浆，主要材料组成部分为：水、高分子聚合物、纯碱。

（2）护壁浆液配置顺序为：注水→加碱→聚合物→空压机鼓动→性能检测。配制护壁浆液以前，应先用PH试纸测试配制水源的PH值，根据具体情况添加少量纯碱（纯碱的添加量一般为每立方米0.5Kg左右，具体添加量视PH测试结果确定），将护壁浆液体系的PH值调节到8～10，减少因水源问题造成对护壁浆液性能的影响。护壁浆液池内注水，加入适当比例的碱，高压泵用胶管连接射流搅浆器，使护壁浆液池内的水溶液经过射流搅浆器（加入聚合物）喷射回到护壁浆液池中，护壁浆液池内放有高压空气喷射管，在高压气流的作用下，聚合物溶液中的高分子充分溶解，黏度不断提高，鼓动护壁浆液3小时以上，取护壁浆液进行性能测试，满足要求后即可正常使用。如性能到不到要求，再适量加入碱和聚合物继续用空压机鼓动直至满足要求，泥浆性能指标如表2所示。

4.2.6 冲击钻钻孔。

钻孔前钻头对好桩位，定位误差≤20mm。

钻孔过程中，应随时对孔内泥浆的性能进行检测，不符合要求时应及时调整。

钻孔作业分班进行、连续施工，不得中断。因特殊情况必须停钻时，有钻杆的钻机应将钻头提到离孔底5m左右处，其他钻机应将钻头提出孔外，以防埋钻。并在孔口处加防护盖保护。

钻进过程中，作好钻进记录并核对钻进土质是否与地质报告土质一致，如不一致时，及时上报以便采取相应的措施，当地质情况与设计不符时应及时上报，有设计单位确定处理方案，不得擅自施工。

施工过程中随时注意护筒口泥浆面高度，发现有漏浆情况出现时，查明原因，并及时补泥浆入护筒。

冲击钻冲破管廊围护结构层后继续钻进至古土壤层无法钻进时，更换反循环钻机进行钻孔。

冲击钻机钻进过程中，当钻进至6m、12m、15m、18m位置，测量管廊上方2个观测标沉降值，确保钻进过程不会引起管廊结构超过0.3mm的沉降。

4.2.7 反循环钻孔。

钻具下入孔内，钻头应距孔底钻渣面20～50cm，并开动泥浆泵，使冲洗液循环2～3min，然后开动钻机。钻进过程采用反循环钻进，慢慢将钻头放至孔底。轻压慢转数分钟后，逐渐增加转速和增大钻压，并适当控制钻速，特别是易塌方土方，钻速适当减慢以防塌孔。

正常钻进时，应合理调整和掌握钻进参数，不得随意提动孔内钻具。操作时应精力集中，掌握升降机钢丝绳的松紧度，减少钻杆水龙头晃动。在砂砾层钻进时，易引起钻具跳动、蹩车、蹩泵、钻孔偏斜等现象，故操作时应特别注意，控制给进，加大泵量，降低转速。加接钻杆时，应先将钻具稍提离孔底，待冲洗液循环3～5min后再加接钻杆。钻进过程中要及时填写钻孔施工记录，交接班时应详细交代本班钻进情况及下一班需注意的事项。另外须随时注意护筒口泥浆面高度，发现有漏浆情况出现时，查明原因，并及时补浆入护筒。

反循环正常钻进直至达到设计孔深。

4.2.8 混凝土灌注。

混凝土水平运输采用搅拌运输车由拌和站运至现场浇筑点直接入仓进行浇筑。混凝土到达施工现场后及时进行坍落度等各项试验指标检测，检测合格后方可进行混凝土灌注。坍落度宜为180～220mm，每根灌注桩按要求留置标养试块2组。

灌注混凝土前，应严格计算混凝土的首灌量，以初灌时导管埋深不低于1.0m为原则，按照桩径1.50米桩长53米，导管距孔底0.5米计算，初灌量为3.98m3，故首批混凝土灌注漏斗容量取4.0m3。首批混凝土入孔后混凝土应连续灌注，不得中断。在灌注过程中，导管埋入深度一般为2～6米，并及时测量孔内混凝土面的位置，及时调整导管埋入深度，做好水下混凝土灌注记录。当孔内混凝土面将要接近钢筋笼的底端时，要降低灌注速度，防止钢筋笼上浮。当灌注混凝土面接近设计标高时，及时测量混凝土面高程，混凝土面最终高程以超出设计标高50cm为控制原则。灌注完成后应及时将导管等工具冲洗干净，按照要求码放整齐。

混凝土灌注完成后，测量管廊上方2个观测标，沉降值不得大于0.3mm（管廊沉降监测见表3）。

5. 应用实例

（1）以昆明路高架为例，该工程西起西三環东侧落地点，东至团结南路，全长3329.4m，道路两侧以居住及工业用地为主。高架桥为双向六车道，设于原大环河及昆明路现状综合管廊上方，桥梁总长度2.9579Km，桥宽25m，包括主线桥以及A、B、C、D四条上下桥匝道，桥梁总面积87065.24m2。高架桥桩基桩径1.5m，长度48m、53m两种，391根。在昆明路桥桩基施工时因为施工环境复杂遇到了施工机械选择和成孔方法确定的难题。桩基侧面为薄壁综合管廊和110KV高压线电力管沟，地面以下15米范围内为综合管廊侧壁砂砾料回填层及挂网喷锚混凝土层（含防护桩）、地面以上12米为10KV和110KV高压线。因场地受限，无法采用旋挖钻进行桩基施工。因地下有喷锚混凝土板结性材料结构层，无法直接用反循环钻机施工。采用冲击钻机施工，又恐怕冲击钻钻孔时的冲击力和振动对管廊结构造成破坏。为解决这个问题，我部通过管廊侧壁有限元分析确定了采取加长护筒技术措施来保护管廊侧壁不受破坏，并结合现场实际情况后，确定了采用冲击钻和反循环套打成孔方法进行桩基施工。

（2）目前，我部昆明路高架桥项目桥桩基已全部施工完成，桩基质量全部合格，施工过程没有发生安全事故，没有对管廊结构造成破坏，桩基施工引起的管廊结构沉降值最大值不超过0.3mm，即保证了桩基的施工质量、施工工期，又确保了现有管廊结构的安全。且积累了施工经验的同时为以后遇到相类似的工程提供了施工参考。

[文章编号]1619-2737（2018）04-18-783