孟加拉某工程冲击成孔混凝土灌注桩施工技术

蒋 和

（中国水利水电第八工程局有限公司，湖南 长沙 410004）

1 概 述

孟加拉某高等级公路项目桥梁基础均为混凝土桩基础，混凝土桩径Φ1 000 mm，由于各桥梁所处位置不同，基础桩长短不等，最长桩长为27m，最短桩长为18m。9 座桥梁基础桩总数为240 根，总长5 584.80 m。

桥梁施工区地层主要为砂土层，地表土为均质灰色沉积粉沙土，部分带有黑色淤泥夹层，地表以下为均质浅黄色粘性粉砂土，没发现孤石和砂砾石层，且地下水位高。

2 施工工艺选择

根据当地成孔设备供应情况，主要有旋挖桩机、冲击钻架等设备，现对两种设备相关情况进行比较。

由表1 可知，由于施工区附近有民用供电线路通过，有限高要求，且对于水中桩施工，冲击钻架可架设在浮筒上进行成孔施工，而旋挖桩机由于自身重量原因，不能架在浮筒上进行成孔施工，虽然旋挖桩机成孔速度慢，但由于总桩数量不大，根据进度，多配几台冲击钻架，能满足进度要求。因此，本工程选用当地常用的冲击钻架进行灌注桩成孔施工。

表1 旋挖桩机及冲击钻架施工相关情况比较表

3 冲击成孔灌注桩施工工艺

3.1 施工布置

施工道路及施工平台、围堰施工、施工供水和供电、泥浆池排水和排污、钻孔及混凝土浇筑塔架布置等。

3.2 施工工艺

3.2.1 灌注桩施工工艺流程（图1）

图1 混凝土灌注桩施工工艺流程

3.2.2 成孔原理分析

灌注桩钻具由一根5 m 长的钻杆和一个1 m 高的扩大钻头组成，扩大钻头直径为灌注桩孔径，灌注桩钻具重约2.5 t。钻具系于施工塔架的吊钩上，由卷扬机牵引，作垂直往返运动。2.5 t 重的钻具吊至一定高度（一般为3 m）后，松开卷扬机控制杆，钻具做自由落体运动，钻头对打桩区域土层做冲击性切割，再由卷扬机慢慢起吊钻具，孔内一部分土由钻头带出，孔壁由于钻头的剪切力而得到加固。当孔钻至一定深度后，更换带进水孔的起吊头（该部分与钻具最上部螺纹连接），进水孔与水泵及管路连接，泥浆池中的洗液（由膨润土、水、粘土等组成，也有护壁作用）通过水泵、水管、起吊头进水孔、起吊头、钻杆、钻头，再进入孔内进行孔内冲洗，孔内土体在水流作用下稀释，并从孔口流出至孔外。这样，循环往复完成一个孔的钻孔。

3.2.3 施工要点

1）造孔

●造孔前，要进行场地开挖和平整，地平面开挖至承台底部。●调整三角支架，使钻头中心与基础桩中心重合。●在灌注桩顶部预埋薄钢板制成的定位钢筒，钢筒长不少于3.0 m。

●孔内洗液要高于施工部位地下水平面1.5 m，洗液由膨润土等材料按一定比例制成。

2）洗孔

●钻孔到设计深度后，要进行洗孔。

●在进行洗孔时，洗液颜色不发生变化，再持续洗孔40 min 之后，洗孔完毕。

3）下放钢筋笼

●下放钢筋笼之前，要再次测量钻孔深度。

●要严格按基础桩施工图要求，加工制作钢筋笼，在进行钢筋笼安装时，要确保钢筋笼保护层厚度。

●钢筋笼吊装时，前一个钢筋笼顶部固定在孔口定位薄壁钢筒上，后一个钢筋笼由塔架吊装，与前一个钢筋笼进行焊接或搭接。这样，依次安装所有钢筋笼。

4）混凝土浇注

●钢筋笼就位，并经检查合格后，进行基础桩身混凝土浇筑。

●混凝土浇注前，进行导管分节安装，第一节导管底部安装混凝土塞子，保证导管下至孔底后，孔内液体不能进入导管内。

●用于灌注桩浇注的混凝土必须按设计配合比进行拌和，用于混凝土拌制的材料（如碎石、砂和水等）必须满足AASHTO 规范要求。

●当导管内混凝土达到一定的量之后，轻轻地将导管提升5～10 cm，导管底部塞子脱落，导管内混凝土进入灌注桩孔底部。在混凝土浇注过程中，通过计算和测量，确定导管的提升速度，以避免灌注桩孔内护壁泥浆进入导管内。

●随着灌注桩孔内混凝土面的升高，导管被分节拆除，孔内护壁泥浆从孔口排出。直至桩孔内混凝土上升至桩的顶部，孔内护壁泥浆全部从孔口排出，所有导管被拆除。基础桩身混凝土浇注完成。

3.3 施工质量控制

1）基础桩施工区域场地平整后，要仔细对桩孔位进行测量放样，保证测量精度，以避免因测量不准确，而重新进行桩基施工。

2）护壁冲洗浆液要严格按配合比进行配制，严禁使用不合格浆液，以避免因使用不合格浆液而导致塌孔现象发生。

3） 要保证钢筋笼的保护层厚度和钢筋的搭接长度。

4）在进行基础桩身混凝土浇注时，要严格控制导管的提升速度，以避免灌注桩孔内护壁泥浆进入导管内，从而影响桩身混凝土的浇注质量。

要严格按混凝土配合比进行混凝土拌制，确保混凝土的塌落度，以避免混凝土堵管现象发生。

4 结 论

孟加拉某高等级公路项目桥梁施工是本工程施工的难点，桥梁基础灌注桩又是桥梁施工的重要内容之一，它是桥梁施工进度的关键点。项目部从具体的施工条件出发，并结合当地的实际情况，充分借鉴当地的施工经验和利用当地资源，采用冲击成孔灌注桩施工技术，在计划工期内圆满完成所有240 根灌注桩施工，保证了工程质量，降低了施工成本。

1）采用钻具自重冲击成孔工艺，设备操作简单，技术含量低，工人劳动生产率大大提高。

2）选用市场常用的冲击钻进行桩基础施工，机械台班费低，大大降低了施工成本。

3）采用导管法水下混凝土浇注工艺，施工工艺成熟，施工难度不大，严格控制混凝土浇注的各个环节，保证了混凝土浇注质量。

4）以上施工工艺都是根据孟加拉当地的具体情况而采用的施工工艺，本施工工艺经常为当地人所使用，施工工艺简单，容易掌握，大大降低了工艺使用风险，提高了工艺使用的安全性，从而保证了施工安全。