淮水北调宿州市2015年配水工程王桥钻孔灌注桩施工监理质量控制

2018-02-09朱海利

治淮 2018年1期

朱海利

一、工程概况

该桥位于沱河老王桥闸K23+450处，为一座拆除老闸原址新建桥梁，桥梁跨径为7×20m，与河道正交。桥梁上部采用预应力混凝土T梁简支结构，单幅桥面，双向2车道，桥面宽度8.1m，下部结构采用桩柱式桥（墩）台结构。

工程气象：场地位于宿州市埇桥区沱河，场地面绝对高程24.10～25.48m。工程区所处区域地层单元为皖北地层区两淮分区淮北小区，表层主要为第四系粉质壤土，砂壤土。地下水类型为孔隙潜水，主要接受大气降水入渗补给，汛期受河流补给，赋存与粉质粘土和壤土中，排泄到河流。勘察期间（2005年4月）测得地下水位深埋为3.00～4.80m，地下水位随季节和气候变化而变化。桥址位于埇桥区南部，地处温暖带和北亚热带气候的过渡带，属暖温带季风性湿润气候，年降雨量860mm，夏季降水占全年降水量的60%～70%，年平均气温14.2℃～14.6℃。

工程地质：勘察查明，在钻探所达深度范围内，场地地层层序如下：

第（1）层：素填土（Q4），层厚0.70～3.00m，层顶埋深 0.00～0.00m，层底标高21.36～24.78m。黄灰色，灰黄色，软可塑，松散。

第（2）层：中粉质壤土（Q4），层厚4.10～7.80m，层顶埋深 0.70～3.00m。层底标高15.30～18.65m，黄灰色，棕黄色，可塑，中等压缩性，夹有重粉质壤土，粉质粘土及轻粉质壤土。

第（3）层：重粉质壤土（Q3），层厚1.30～6.10m，层顶埋深 6.70～14.00m，层底标高8.76～12.68m。黄色，中密，湿，中等压缩性，夹有中粉质壤土。

第（3-1）层：粘土（Q3），层厚0.80～1.00m，层顶埋深 12.60～13.10m。层底标高10.36～11.88m。棕色，棕黄色，可塑，中等压缩性。

第（4）层：中粉质壤土（Q3），层厚4.40～5.10m，层顶埋深 14.90～15.60m，层底标高4.10-5.48m，棕灰色，灰色，灰黄色，可塑，中等压缩性，夹有粘土。该层未钻穿，具体厚度不详。

二、钻孔灌注桩的设计

工程主河槽设计桩长32m，桩径140cm，C30钢筋混凝土；桥梁为城市次要道路，设计车速20km/h；跨径：7×20m简支T梁桥，行车道法线方向与河道水流方向偏角0°；桥面横断面分配：3.6m（混行道）+3.6m（混行道）；抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度0.05g。

三、钻孔灌注桩施工中质量控制

工程桥梁钻孔灌注桩采用反循环钻机成孔施工。其主要施工工艺流程为：平整场地→测定孔位→泥浆制备→埋设护筒→钻机就位→钻进成孔→提钻→第一次清孔→验孔→制作钢筋笼→吊装钢筋笼→下导管→第二次清孔→混凝土水下灌注→拔起导管→成桩。

1.测量定位控制

测量定位监理人员要严格控制其偏差在设计或规范允许的范围内（一般控制在±50mm范围内）。在测量放线中应选用适宜精度的经纬仪及激光测距仪，采用极坐标定位法，充分发挥经纬仪对角度控制、激光测距仪对距离控制的作用；桩位确定后，用长约400 mm的木桩钉入地下，并做好保护。

2.泥浆制备

泥浆由水、粘土和掺加剂组成，调制时，应先将粘土加水浸透，然后用搅拌机或人工拌制。通过试验，工程泥浆性能指标为：相对密度1.02～1.06kg/cm3，粘度16～20s，含砂率≤4%，胶体率≥95%。

3.成孔过程质量控制

（1）埋设护筒

护筒的作用是稳定孔口，提高水位，增加静水压力和维护孔壁，固定水位。护筒埋入桩位后高出地面300～400mm，侧边开300mm×300mm左右的孔，距地面100～150mm为宜。护筒埋好后，在筒外垫20cm厚粘土，压实，以防地面水渗入，护筒中心线与桩位中心线距离偏差≤50mm。

（2）钻孔

待泥浆循环池及护筒施工完毕后，选择10kW的反循环钻机，用8T汽车起重机将其对准桩位就位，然后用水平尺校正机身及钻杆的水平及垂直度，钻杆位置偏差不得大于2cm，钻进中经常检查转盘，如有倾斜或位移，及时调整纠正。开动电机，放下钻头，用泥浆泵注入泥浆，钻机循循钻进至设计深度。

（3）第一次清孔

钻孔完毕后监理人员必须检查终孔深度。终孔符合要求后，应迅速清孔，使孔底沉渣、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量和孔壁厚度等指标符合规范要求，为灌注混凝土创造良好的条件。水下灌注桩桩底沉渣厚度不得超过150mm。清孔采用抽浆清孔法，初步清孔可采用掏渣法。达到规范要求的清孔标准后，即可停止清孔。

（4）吊装钢筋笼

钢筋笼的制作应符合规范要求，吊装钢筋笼采用吊车进行，吊放时注意不能碰撞孔壁，防止坍孔，并防止泥土等杂物进入孔内。钢筋骨架上应事先安设控制钢筋骨架与孔壁净距的混凝土垫块，这些垫块应可靠地以等距离绑在钢筋骨架周径上，其沿桩长的间距不超过2.5m，横向圆周不得少于4处。钢筋骨架底面高程允许偏差为±50mm，骨架倾斜度±0.5%，骨架保护层厚度±20mm，骨架中心平面位置±20mm，骨架顶端高程±20mm。钢筋笼吊入后校正轴线位置，并牢固定位，以免在灌注混凝土时发生浮笼现象。

（5）导管安装、二次清孔

导管用Φ300mm无缝钢管制作，每节长 2.0～5.0m，配 1～2节长1.0～1.5m短管，丝扣连接。使用前对导管进行水密、承压和接头抗拉试验，保证导管不漏水。导管安装后，其底部距孔底应有250～400mm的空间。混凝土浇筑支架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置混凝土漏斗。

在第一次清孔达到要求后，由于安放钢筋笼及导管，这段时间内，孔底又会产生沉渣，所以钢筋笼及导管就位后，应利用导管进行第二次清孔。清孔标准要求孔深达到设计要求，孔底泥浆密度≤1.06，复测沉渣厚度在150mm以内，清孔完成后，立即浇注水下混凝土。

4.混凝土水下灌注

（1）混凝土坍落度控制

混凝土坍落度应控制在18～22cm范围内，可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性。监理人员必须控制以下几点：①制作混凝土的原材料必须符合使用要求，特别是水泥的质量必须保证，粗骨料尺寸级配要合理；②严格按配合比进行投料；③要设有专人对混凝土进行坍落度等指标的检验。

（2）导管埋深控制

导管底端在混凝土面以下的深度是否合理关系到成桩质量，必须予以严格控制。监理人员应要求施工单位在开浇时，料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1.0m以上的混凝土初灌量。在整个灌注过程中，要经常探测孔内混凝土面的位置，及时调整导管埋深，导管埋深一般不小于1.0m且不大于6.0m。

（3）钢筋笼上浮控制

监理人员应要求施工单位做好以下控制措施：①在钢筋笼上加压重物，并在上端加焊4根较粗钢筋固定在钢护筒顶部施工平台上；②当混凝土上升至钢筋笼底部附近时，小幅提升导管以保持较小的埋管深度≥1.0 m，并减缓混凝土的灌注速度。

（4）桩头质量控制

监理人员必须重视影响桩头质量的因素，要求施工单位采取如下控制措施：①严格成孔工艺，清孔彻底，采用正确的水下混凝土灌注工艺，使钻渣、泥皮被顶起至桩顶，在桩头形成较厚的浮浆层；②应确定合理的超灌量，根据浮浆层厚度及桩顶标高附近的工程地质情况，宜取0.5～1.0m的超灌高度，以保证混凝土强度，多余部分应在接桩前必须凿除，桩头应无松散层。