浅谈桥梁钻孔灌注桩施工

2011-12-31李文亚

中国新技术新产品 2011年13期

张俊李文亚

（1、信阳市平桥区公路管理局，河南信阳 464100 2、汝阳县公路管理局，河南汝阳 471200）

1 工程概况

某主桥钻孔灌注桩共96根，直径1.5米16根，直径2.5米80根，总计6400米。其中27号墩共40根，单根桩长65米；28号墩共40根，单根桩长70米；26号墩共8棵，单根桩长60米；29号墩共8棵，单根桩长65米。主桥桩基所在地质基本以粘土、亚粘土交替分布，并有少量砂土夹层。

2 钻孔灌注桩的施工顺序

主桥基桩及时开工和保质保量完成，是确保全桥工期的关键。结合本工程的特点，钻孔灌注桩的施工顺序考虑如下：

2.1 首先进行10#墩基桩施工。

2.2 在施工便桥和9＃墩钻孔工作平台施工同时，进行8#、7#墩基桩施工；9#墩钻孔平台施工完成后，调配6～8台钻机进行9#墩基桩施工。

2.3 8#、10#边塔基桩施工完后，钻机分别调配到7#和11#墩进行基桩施工。

3 钻孔桩护筒施工

3.1 护筒设计

钻孔桩设计桩径1.5m，根据我公司以往在运河上施工的数座特大桥的经验，护筒直径设定为1.8m。7#～8#、10#～11#墩为陆上桩，护筒长度设定为3m，采用8mm钢板卷制。9#墩钻孔桩为水中墩，护筒长度设定为6m，用10mm钢板卷制而成。

3.2 护筒施工

3.2.1 钢护筒在车间内分节加工，每节长6米。所有钢护筒采用60型振动锤进行振动下沉。为防止护筒变形，护筒内设置多道临时米字型剪刀撑，随着护筒的下沉，及时把剪刀撑取出。

3.2.2 护筒施工。9#墩钢护筒在钻孔平台上利用振动锤及导向设施来完成。依据桥位控制点，用全站仪放出钢护筒（即桩基位置）的准确位置，并在平台上设桩位临时控制点。在沉设护筒时，随时检查其平面位置，发现偏移立即进行校正。为了控制钢护筒下沉垂直度，导向架拟定5米高。钢护筒在导向架内振动下沉，并在下沉过程中随时对护筒垂直度进行检查校正。

7#、8#、10#、11# 墩处于陆地上，钢护筒长度较短，用振动锤直接下沉钢护筒，不需要导向装置。下沉过程中，用两台经纬仪进行护筒垂直度观测。如果出现较小倾斜，可在下沉过程中用导链以反方向拉力进行纠正，如果出现较大倾斜，需拔出重新下沉。采用全站仪定出桩位中心和四个控制桩，进行钢护筒平面位置控制。

4 钻孔灌注桩施工

根据我公司施工过黄河桥施工经验，本桥基桩钻孔必须采用大型钻机，正循环钻孔施工方法。为确保成孔质量，在钻进过程中必须采取钻头配重减压、提高泥浆性能及水头压力等措施。

4.1 钻孔

4.1.1 钻机安装就位后，底座和顶端应平稳、牢固，在钻进过程中不致产生倾斜位移。钻机顶部的起吊滑轮转盘中心与钻孔中心保持在同一铅垂线上，钻进过程中经常检查，如有问题及时纠正。

4.1.2 钻进过程中采用增重减压钻进，保持孔底承受的压力不超过钻具重量之和（扣除浮力）的80%，以避免斜孔、弯孔和扩孔现象。

4.1.3 根据以往施工过几座黄河特大桥的钻孔施工经验，成孔过程中，必须做好泥浆的维护管理工作。每0.5小时测一次泥浆的稠度和相对密度。根据泥浆成分的变化分析孔内、护筒脚等部位的变化而做出相应的处理措施，并密切注意运河流量与水位情况，及时调整泥浆面位置。

4.2 清孔

成孔后，提升钻头距孔底10～20cm，空转钻头，以相对密度较低(1.03～1.1)的低含砂率优质泥浆从钻杆内注入，将钻孔内的悬浮钻渣和相对密度较大的泥浆换出，清孔时要保持孔内水头，防止坍孔。清孔后，孔口、孔中部和孔底提出的泥浆相对密度应在1.03～1.1，粘度为17～20秒，含砂率<2%；孔底沉淀土厚度不大于15cm。

4.3 制作、安装钢筋笼

根据设计要求，钢筋笼主筋采用挤压套管连接技术进行连接。施工工艺为：施工时须首先清除钢筋连接位置的铁锈、油污、砂浆等附着物。端头若影响套筒安装，必须矫直、修磨（横肋严禁打磨）；然后将钢筋插入钢套内，插入深度应按对称定位标志确定；调整压钳，使压模对准钢套筒表面的压痕标志，并使压模压接方向与钢套筒轴线垂直；启动超高压泵径向加压，达到预定压力并使压痕压至规定深度后，即可卸压退模（压接过程中应始终注意接头两端钢筋轴线保持一致）。挤压套管连接技术使用前须进行试验，合格后并经监理工程师认可方可使用。

钢筋笼和检测管先行分节制作，制作在加工场地进行。钢筋笼每节长约12m。制作过程中，注意把检测管与箍筋焊接牢固且位置准确。利用汽车将分节钢筋笼运至现场，利用吊机现场吊装。首先下放第一节钢筋笼，然后在检测管内注满清水，随即下放第二节钢筋笼，并组织专业钢筋工进行上下两节钢筋笼的挤压套管连接，时间控制在0.5小时内，连接完成后，继续下放钢筋笼，并用型钢临时固定，然后再次在检测管注入清水。以后钢筋笼的安装重复以上程序。

4.4 导管

混凝土灌注采用2套 300mm的导管，每套长150米。导管采用螺旋连接套连接。吊装前应试拼，并经试压（压力1.7MPa）确保不漏水。现场拼接时要保持密封圈无破损，接头严密，管轴顺直。

4.5 灌注水下混凝土

灌注混凝土前，利用导管进行二次清孔，对孔底沉淀层厚度、泥浆指标进行检测，达到要求后，立即灌注水下混凝土。

钻孔桩混凝土灌注时，拟采用HZS-60型混凝土拌合站拌合，一台50型或25型拌和站及1台200KW发电机备用。钻孔桩混凝土北岸采用3辆6m3混凝土罐车运输，南岸配备2辆混凝土罐车。

为延缓混凝土初凝时间，提高混凝土和易性，混凝土掺加监理工程师认可的缓凝减水剂，使混凝土初凝时间延至7～8小时,115米桩在6小时内完成灌注。

灌注首批混凝土时，导管下口距孔底距离宜保持在20～25cm，导管埋入混凝土中深度大于1m。

混凝土灌注过程中，随时控测混凝土顶面高程，导管埋深控制在3m左右，混凝土连续灌注，并防止导管内形成空气囊。当混凝土面接近钢筋笼时，要使导管保持较大的埋深，并放慢灌注速度，以减小混凝土的冲击力，防止钢筋笼上浮。当混凝土进入钢筋笼一定深度后，应适当提升导管，使钢筋笼在导管下口有一定的埋深。

在最后灌注时，要核对混凝土的灌注量，使混凝土产生较大的冲击力，以增加混凝土的压力，提高混凝土密实性。为了保证桩头混凝土质量，最后灌注时导管在1～2米范围内上下移动，桩顶超灌1m左右的混凝土。

为了减少后期桩头破除的难度，混凝土灌注桩灌注完成后，及时用特制吸浆泵系统进行超灌混凝土水泥浆的排除，但注意桩顶以上50cm内混凝土不得挠动。