桥梁钻孔灌注桩基础施工技术

2014-04-15冯德强

交通运输研究 2014年13期

冯德强

（新疆公路工程咨询公司，新疆乌鲁木齐 830000）

0 引言

伊犁喀什河中上游段5个水电站穿越省道315线公路改建工程第二合同段设（30+40+30）m现浇连续箱梁大桥1座，其中，该桥梁的上部结构形式采取现浇连续箱梁，桥梁的下部结构形式则采取灌注桩、柱墩式构造。另外，1～16m预应力小桥1座，上部结构采用预应力空心板，下部结构采用U型桥台、扩大基础。为了确保该桥梁的工程质量，并保证工程如期的完成，项目部计划开工进场后立即安排桥、涵洞工程的施工，并采用流水和平行作业相结合的施工方法。同时，为了确保各个施工环节的施工质量，本工程对钻孔灌注桩施工采取如下流程：设备准备及材料试验→混凝土配合比设计并报批→恢复定线并设置墩台施工控制桩→监理工程师检查及审批→上报分项工程开工报告→（批准后）施工现场清理和布置围堰筑岛→埋设护筒→配泥浆→监理工程师检查（批准后）开钻→成孔→自检孔底标高，孔径→报监理工程师检查→（批准后）下钢筋骨架→浇筑基桩混凝土→成桩质量检查，交验。施工控制要点包括：桩位坐标控制、垂直度控制、孔径控制、清孔质量、水下混凝土的灌注质量、钢筋笼接头质量。本文将针对本工程的钻孔灌注桩基础施工而展开探讨，提出确保灌注桩施工质量的措施。

1 钻孔前施工准备技术

灌注桩钻孔施工前，必须确保各项准备工作满足施工要求，若施工准备不完善，如定位不准确等，会造成后期灌注桩出现严重施工质量问题。结合工程实践经验，灌注桩的施工准备工作主要针对钻孔桩的定位、护筒的埋设以及泥浆准备等。

1.1 钻孔桩定位及准备

钻孔前必须准确测量放样钻孔桩的位置，然后平整场地，大范围的场地平整可采取机械化施工，小规模场地平整以人工为主，辅以夯实或机械压实，如有需加高的桩基场地，可先填筑、平整、压实，以利于下一步的工作。

1.2 钢护筒加工与埋设

本工程的护筒采用5mm钢板，使用卷板机卷成圆筒，然后在焊接平台上焊接钢板成护筒。为了有效提高护筒的刚度，每节护筒高度取2～3m，同时，要求护筒内径比桩径大20～40cm，在护筒的上、下端以及中部的外侧均各焊一道加筋，并采取角钢来加固护筒。为了确保护筒在水内能承受15kPa的静压力，护筒顶端高度除满足施工要求外，还要求其高出常水位1.5m。护筒埋设过程中首先根据桩位定取出开挖范围以及护筒的位置，然后由人工挖出确定的位置。护筒埋设后采用黏土夯实，埋设时将护筒的中心位置与桩位中心重合，在暗滩上的黏土不小于1m；沙土不小于2m；松软土层需埋入较坚实地层，不小于50cm；水中筑岛，深入河床面以下50cm，且高出施工地面30cm，护筒顶面在施工水位或地下水位高出（1.0～2.0）m。施工时应严格按照规范进行控制。

1.3 泥浆制备

在适当的位置开挖泥浆池、沉淀池，选用水化快，黏度大、造浆能力强的优质黏土浸泡后，用泥浆搅拌机拌和成合格泥浆存入泥浆池内，泥浆质量应满足要求；泥浆黏度（松散易塌地层）为19～28S；泥浆含砂率，新制泥浆含砂率不宜小于4%；护筒内的泥浆顶面应始终高于筒外水位或地下水位至少1m以上。

2 钻孔施工技术

为了避免出现塌孔情况，开钻时应先采用泥浆灌注孔内，并采取慢速钻进方式进行，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进，钻孔作业应分班连续进行，并登记清楚钻孔施工记录。钻孔过程中，采用黏土泥浆护壁，泥浆比重要满足施工规范要求，并根据不同地质情况及时进行调整，保证钻进过程中孔壁的稳定。在整个钻进过程中，始终保持孔内水位高出地下水位1.0～2.0m，避免出现水位溢出情况，应要求高于护筒顶面0.3m，并且，每钻进4～6m或更换钻头时，必须用验孔器验孔，对弯孔、斜孔或缩孔等情况及时处理，钻孔达到设计深度后，应核实地质情况，其孔径、孔深容许的偏差应在规范要求之内。

钻孔完成进行清孔，钻孔至设计标高后，应检查孔深和孔径，符合要求后方可清孔，清孔采用换浆法。须注意保持孔内水头高度，防止塌孔，清孔后的泥浆性能指标（地勘资料显示地层为易坍塌地层应取高限）及孔底沉淀厚度（沉淀厚度300mm）达到设计及规范要求后停止清孔。

3 钢筋笼的制作与导管的放置

钢筋笼制作所需的钢筋必须经检验合格后，才能绑扎制作，严格按照图纸设计要求一次加工成型，采用对焊连接。主筋焊接强度试验合格，钢筋笼加工完毕，按设计图纸要求绑扎桩基检测钢管，钢管接头及封底钢板焊接须彻底避免进浆，以防影响桩基检测。钢筋笼就位后用吊车起吊，吊点设在加强筋处，钢筋笼下放到设计标高后，用4根直径为16mm的圆钢焊在笼面并与护筒联结，防止钢筋笼在混凝土灌注过程中上浮，采用250mL的导管灌注水下混凝土。导管下口距桩底0.5m，然后将导管用千斤及方木夹紧，再按上储料斗，储料斗容积为2m3，保证首批混凝土下的导管埋深。用锯末球做隔水层，导管在使用前应做密封压力试验，以保证密封不漏水，并检查孔底沉淀厚度及泥浆性能指标，如超标应进行第二次清孔，达到标准要求方可灌注混凝土。

4 混凝土施工技术

水下混凝土原材料和配合比应符合下列规定：（1）混凝土的配置应较设计要求提高10%～20%；（2）水泥用量不宜小于350kg/m3，水泥的初凝时间不宜小于2h3；（3）粗骨料的最大料径不应大于导管内径的1/6～1/8，且不宜大于40mm；（4）混凝土的坍落度宜为18～22cm，在可能与水接触的最初初浇筑阶段，坍落度可适当减小，在混凝土浇筑前应对已装配的导管及储料斗进行冲水后开始混凝土施工，导管底端与浇筑基面的距离，应能使混凝土顶着球塞或其他隔水物沿导管流入水中，并将导管内的水、空气和球塞或其他隔水物排除管外。混凝土应在导管底端形成锥体，导管埋深宜控制在2～4m，为使孔内混凝土顶面上升均匀，无剧烈翻滚，继续浇筑的混凝土不应再与水接触，水下混凝土浇筑不得中途间歇，如有特殊情况，间歇时长不宜大于30min。导管应沿竖向徐徐提升，每次提升高度与混凝土浇筑速度一致，且导管埋入混凝土的高度保证在容许的范围内，浇筑完毕的混凝土顶面标高控制在设计桩顶标高以上50cm。当浇筑桩强度达到要求后，使用人工凿桩头，使桩头达到设计标高，表面粗糙，露出钢筋，以加强与承台连接，至此转入下一根钻孔桩施工。