新疆地区桥梁灌注桩施工技术

刘庆华

（新疆公路工程咨询公司，新疆 乌鲁木齐830000）

0 引言

新疆阿拉尔某特大桥采用钻孔灌注桩施工。该桥全长1 507m，设计墩柱处桩196 根，桩径1.7m，桩长52m；桥台处桩16 根，桩径1.3m，桩长30m。设计钻孔灌注桩采用C30 抗硫酸盐混凝土。该大桥桩混凝土总灌注量为23 900m3。桩基施工拟采用旋挖钻机，泥浆护壁成孔，钢筋笼在预制场预制加工，需在现场分段接长的，分段运至施工现场，吊车配合在孔口接长。混凝土运输采用混凝土专用运输罐车或混凝土输送泵通过泵管运输至拟浇筑桩孔口。

1 施工准备

进行灌注桩施工前，首先应确保在大桥附近混凝土拌和站、钢筋预制加工厂设置完成。同时鉴于新疆地区枯水期地下水位较高，河道土质承载力较低，不利于行车。为有效保证吊车、桩机能够安全进入施工现场，施工时应预先设计好施工便道。施工便道的设计也为后期墩柱以及盖梁施工的使用提供便利。

工程开工前，应对施工场地进行杂物清除，同时对钻机的位置进行夯实处理。另外，还需用全站仪精确定位钻孔的位置，且钻孔的位置应经过监理工程师复核无误后，采用护桩加以控制。

2 泥浆护壁施工

泥浆护臂施工时，除选取工程区域内自行造浆的土层外，同时选取高塑性黏土或膨润土，作为置换泥浆。施工过程中，正常水位施工期间，应确保泥浆高出地下水位1.0m，水位涨落期间施工时，则应确保泥浆面高出最高水位1.5m 以上。尤其在进行清孔施工中，应不断的置换泥浆，直到浇筑混凝土完成为止。

混凝土浇筑前，应确保孔底500mm 以内的泥浆比重不大于1.25，含砂率≤8%，粘度≤28s。另外，在易产生泥浆渗漏的土层中，需采取维持孔壁稳定的措施。

护筒下放施工可在钻孔深度达到5m 左右进行，护筒内径宜选取大于钻头100mm，护筒下放位置应精确无误，以确保桩孔与护筒中心线的偏差小于50mm。护筒下放时，还应对护筒采取稳定处理，在护筒与孔壁之间用黏土进行填实处理。再者，护筒的埋设也应保证深度，砂土中应保证大于1.5m，并要保持孔内泥浆面高出地下lm以上。

3 钻孔施工

（1）钻孔机就位精确后，须保持平稳，不发生倾斜、位移，为准确控制钻（冲）孔深度，需在机架或钢丝绳上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。

（2）为保证成孔直径，钻头或冲锤外径要与桩径一致。为防止表层土受振动坍塌，钻（冲）孔时应阻止泥浆水位下降。当钻（冲）至持力层后，按设计要求钻（冲）至进入持力层深度。

（3）在施工过程中经常测定泥浆相对密度。因本工程存在砂土以及较厚的夹砂层地段，应在成孔时根据实际情况对泥浆密度进行调整。结合工程实践效果，认为穿过砂夹卵石层成孔时，应提高泥浆的相对密度。

（4）在钻（冲）孔至设计标高后，要对孔底沉渣进行清理。

4 钢筋笼吊放施工

在吊放钢筋笼前，为确保钢筋笼下方有足够的保护层，需在钢筋笼上绑扎砂浆垫块。吊放钢筋笼时应对准孔位，扶稳缓慢下沉。当钢筋笼放至设计位置时，及时固定，防止上浮。钢筋笼吊放还需注意以下事项。

（1）为防止钢筋骨架在运输和就位过程中变形，需在钢筋骨架内侧每隔3m 设置一道加强箍。加强箍在钢筋笼下放时拆除，以免影响混凝土施工时导管的安放。另外，为确保钢筋笼起吊时不发生变形，起吊时顶端吊点采用扁担梁下挂两根吊索，根部采用一根吊索，吊点处设置弦形木吊垫与吊索捆连。起吊时，先起吊顶部吊索，后起吊根部吊索，使平卧变为斜吊。根部离开地面时，顶端吊点迅速起吊至90°，之后拆除根部吊点及木垫，最后垂直吊入孔安装。

（2）为保证保护层厚度，钢筋笼下放前需在主筋及箍筋上加设水泥垫块，垫块与钢筋应扎紧，并错开布置。钢筋骨架上预先安设的控制钢筋骨架与孔壁净距的混凝土垫块，应可靠地等距离绑在钢筋骨架周径上，其沿桩长的间距不超过2.0m，横向圆周设置不少于4处，以确保图纸要求的钢筋混凝土保护层厚度满足要求。

（3）声测管按设计要求进行安装，焊接可靠，下放钢筋笼过程中仔细检查，防止堵塞、变形，以防影响桩基检测。

（4）在顶面设置钢筋笼限位骨架支撑并焊接在钢护筒内壁上，以防止钢筋笼偏位以及在混凝土浇筑过程中上浮。

钢筋笼吊放施工示意图见图1。

图1 钢筋笼吊放施工

5 水下混凝土浇筑

在清孔完成30min内即可进行水下混凝土浇筑施工。在水下混凝土灌注施工前，应先测量沉淀厚度，在厚度满足规范的要求下，再进行下一工序施工，否则应对其采取二次清孔处理。本工程水下混凝土浇筑施工采用“导管法”。导管选取直径为30cm 的无缝钢管，且要求钢管内壁光滑、顺直、光洁，并对钢管接头进行抗拉和水密承压试验。导管位置居于孔中心，轴线顺直，防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁。上部安装储料斗，导管底部离孔底距离为25～40cm。浇筑混凝土采用拌和站集中拌和，混凝土拌和物运至灌注地点，应检查其均匀性和坍落度，如不符合要求，要进行第二次拌和，若二次拌和仍不符合要求，不得使用。水下混凝土浇筑过程中，应注意以下几点。

（1）为避免泥浆流淌造成环境污染，进行水下混凝土灌注施工时，应将溢出的泥浆引至泥浆池。

（2）灌注前要再次检查孔底沉淀厚度，确保无塌孔。混凝土灌注前测算好储料斗容量和初灌量，保证初灌埋管不小于1m。灌注水下混凝土的工作要迅速，防止坍孔和泥浆沉。

（3）浇筑过程中，随时检查混凝土高度，控制好拔管时间，始终保持埋管深度在2～6m 范围。当孔内混凝土浇注至钢筋笼底部时，应放慢灌注速度，同时适当加大导管埋置深度，避免导管底口与钢筋笼底面处于同一水平面上，以减少混凝土灌注时混凝土对钢筋笼的冲击，防止钢筋笼上浮。桩基混凝土浇注必须连续进行，设备、材料、人员、动力设备必须保证足够。

（4）灌注结束时，桩顶比设计桩顶应高出50～100cm或监理工程师确定的理论截断高度，以便清除浮浆，确保灌注桩混凝土质量。多余部分应在接桩或浇筑承台前凿除，桩头无松散层。处在地面或桩顶以下的整体式钢护筒，在灌注混凝土后应立即拔除，防止混凝土凝固后扰动桩头和造成钢护筒拆除困难。

浇筑混凝土完成后，应在混凝土拌制现场按规范要求制作混凝土抗压试块。施工过程中随时检查混凝土坍落度。对桩采取无损检测法进行无破损检验，检验数量占桩总数的3%。对于检测存在的缺陷桩，则需对其废除，并进行补桩处理。

6 施工控制技术

结合工程实践经验，为有效地避免灌注桩工程出现质量问题，可从以下几方面进行施工控制。

（1）塌孔预防控制技术

塌孔是灌注桩施工中较容易出现的施工问题之一。施工中，在松散砂土或流砂中钻进时，应控制进尺，选用较大比重、粘度、胶体率的优质泥浆，或加入粘土掺片石，低锤冲击，使黏土块、片石挤入孔壁。对地下水位变化过大的地段进行灌注桩施工时，宜选取高护筒、增大水头等措施。

（2）钻孔漏浆预防控制技术

为避免出现钻孔过程中出现漏浆，应在钻孔前加稠泥浆或加入黏土，慢速转动或低锤密击，或在回填土内掺片石，反复冲击，增强护壁。

（3）斜孔与纠偏预防控制技术

安装钻（冲）桩机时，底座要水平。起重滑轮缘、钻头（冲锤）、护筒中心需在同一轴线上，并经常检查校正。出现斜孔时，应立即向孔内填充优质的黏土块和石块，将斜孔部分填平，慢速转动或低锤密击，往复扫孔纠正。

（4）对预防钢筋笼放置与设计要求不符、钢筋笼变形、保护层不够、深度位置不符合要求的处理

钢筋笼过长时应分段制作，吊放钢筋笼入孔时再分段焊接。钢筋笼在运输和吊放的过程中，应按要求设置加劲箍，并在钢筋笼内每隔3～4m设置可拆卸的十字形临时加劲架，在钢筋笼吊放入孔时再拆除。在钢筋笼周围主筋上每隔一定间距设置混凝土垫块，混凝土垫块尺寸根据保护层的厚度及孔径而定。

7 结语

钻孔灌注桩基础是桥梁工程常用的基础形式之一，如何控制灌注桩成孔、水下混凝土灌注等施工环节是施工人员一直关注的问题。本文结合某特大桥钻孔灌注桩的施工情况，详细阐述了灌注桩施工各个环节以及相关控制技术，希望为同行提供参考借鉴。

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[3] 马伟侠. 桥梁钻孔灌注桩施工质量控制关键浅谈[J]. 科技创新导报，2011，65（1）：35-42.