钻孔灌注桩施工

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【摘 要】本文通过在保沧高速公路做现场监理时参与的一些工作,简要叙述了桥梁钻孔灌注桩的施工工艺及施工中应注意的一些问题.

【关 键 词】钻孔；灌注桩；施工

随着我国交通基础设施建设的快速发展,钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、适用范围广、承载力高、成本适中、施工简便等特点仍将广泛地应用于公路桥梁及其他工程领域.灌注桩属于隐蔽工程,但由于影响灌注桩施工质量的因素很多,对其施工过程中每一环节都必须严格要求,对各种影响因素都必须有详细地考虑,如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等,若稍有不慎或措施不严,就会在灌注中产生质量事故,小到塌孔松散、缩颈,大到断桩报废,给国家财产造成重大损失,直接影响工期并对整个工程质量产生不利影响,下面就其具体施工工艺简述如下：

1.水下混凝土的灌注施工方案

水下混凝土的灌注施工方案的选取,主要结合现场的实际情况、工程的设计要求以及设备配置状况来合理选择合适的施工方案,使工程能满足设计及规范要求.本项目采用直升导管法灌注,即混凝土通过导管下口进入到初期灌注的混凝土（作为隔水层）下面,顶托着初期灌注的混凝土及其上面的水或泥浆上升.此方法主要是灌注混凝土必须连续,而且必须在首批混凝土初凝前的时间内进行.

2.灌注设备的准备

施工设备是公路工程的命脉,没有它或它的性能不佳就不能保证工程的顺利进行.对于钻孔灌注桩,机械设备的完好、配套是保证灌注水下混凝土的质量的基本前提.在施工前,现场技术人员应对施工设备的组织、完好性等进行严格的检查,达到施工条件后方可开仓,以保证施工过程中设备的正常运转,确保灌注桩的质量.

2.1组织一台性能良好的备用发电机是钻孔桩水下混凝土灌注施工中必备的设备,以防电网断电或发电机损坏,从而影响水下混凝土的灌注施工,甚至发生断桩的质量事故.

2.2混凝土搅拌机的选择.其主要依据为水下混凝土的灌注时间,即第一盘混凝土拌和加水至钻孔桩水下混凝土灌注结束止,根据钻孔桩长度、桩基的直径等因素决定.

2.3混凝土运输设备的选择.其主要依据为混凝土的初凝时间,以不影响水下混凝土的灌注施工及保持混凝土浇注的连续性为准,若运距较远或运送时间较长时,可掺用缓凝剂,缓凝剂的种类和掺用量需通过试验确定.

2.4灌注水下混凝土使用的导管,导管的检查和连接安装尤为重要,灌注水下混凝土的输送导管,必须满足混凝土灌注的连续性,以直线连接,接口处密封、不漏水、不漏气,确保导管焊缝平顺,管壁光滑平直,无穿孔、裂纹.

2.5导管顶部设置漏斗,能够存储一定数量的混凝土,以满足首批混凝土的储备量,为存贮够首批混凝土储备量,需在导管内设置隔水栓或阀门,还可防止水或泥浆与混凝土接触,等漏斗内的混凝土储量够了,才开栓、阀门,以使首批混凝土在很短的时间内一次降落到导管底.阀门的种类较多,其位置一般应设置在孔内水面上30cm左右导管内.

2.6提灌混凝土等提升设备以及其他有关灌注机具,在使用前都应进行仔细检查,以确保混凝土灌注施工顺利进行.

以上各项准备就绪,确认可靠后才可以开始灌注混凝土.

3.钻孔灌注桩施工的劳动力组织

混凝土的灌注施工,其劳动力要根据所选取的灌注施工方案,灌注施工相关设备以及现场实际情况等因素来确定工种和人数.由于混凝土灌注桩施工的特殊性,它除了要求组织常态混凝土浇筑的人员外,还必须增加一班较为熟练的导管组施工队,以便能快速地拆卸和组装导管,同时,必须强调统一指挥,密切配合.

4.混凝土的配制

混凝土的配制情况直接关系到混凝土桩质量的好坏.混凝土的强度、等级和材料等应符合设计要求和《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）的规定：

4.1水泥可采用硅酸盐水泥、普通水泥、火山灰水泥或矿渣水泥.水泥初凝时间不宜早于2.5h,每立方米的水泥用量不应少于350Kg,掺有适宜数量的减水剂或粉煤灰时,其最小用量也不能少于300Kg.

4.2粗集料宜优先选用卵石,如选用碎石,宜适当加大含砂率,且不宜采用单级配碎石,单级配碎石难以保证强度.

5.钻孔灌注桩的施工流程

施工放样→钻孔→加工、安装钢筋笼→拌制、运输和灌注水下混凝土→破桩头.

5.1施工放样.

钻孔桩的施工放样应在实地放出每一个桩的中心点,并且将控制桩和护桩在施工场地外做出栓桩,以利施工中检查和恢复.桩位允许偏差为5cm,是说顺桥向和横桥向两个方向的合力方向偏差值为5cm.

5.2埋设护筒.

护筒采用钢护筒,其内径要比孔径大30～40cm,护筒高度不小于2m,护筒高出地面0.3m或水面1.0～2.0m.为防止孔口塌落,应埋设护筒,护筒与孔壁间应用粘土填实.护筒中心与桩位中心偏差不大于5cm,护筒埋设完毕后,应测定护筒顶部高程,以确定成孔深度,钢筋笼顶部位置及桩顶部标高.

5.3钻机就位、开钻.

准备工作完成后,钻机就要安装就位,底座和顶端应平稳,保证在钻进和运行中不产生位移和沉陷,否则应找出原因,及时处理.本地质段地层本身全为粘性土,能在钻进中能形成合格泥浆,不需再另调制泥浆.开钻后必须及时填写钻孔施工记录,钻孔作业应分班连续进行,交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项.

5.4钢筋笼的加工、安装.

钢筋笼的加工应按设计图纸及规范要求提前进行.使用的钢筋必须从国家大型钢厂进货,严禁从小钢厂或市场上进货,而且必须附有材料出厂证明、材质单和出厂检验合格证,到达工地后按进货批次、规格、吨数根据规范规定频率抽取样品做原材料、冷拉、冷弯和可焊性试验,自检及监理工程师抽检合格后才能用于工程之中.

钢筋笼主筋最好采用对焊,保证钢筋笼顺直和避免卡住导管.钢筋笼加工成型后,须在螺旋筋外侧四周安装圆柱形混凝土滚动滑块,纵向间距一般为2m,作为保护层垫块.垫块半径为钢筋笼净保护层厚度,以利于吊装时钢筋笼沿孔壁顺利下滑,且不至于某一侧钢筋紧靠孔壁而无保护层.钢筋笼吊装要准确,一是标高准确,二是平面位置准确.

5.5拌制、运输和灌注水下混凝土.

水下混凝土的灌注施工是钻孔桩施工的重要工序,在整个灌注施工过程中,必须严格加以控制.

（1）开始灌注前,对孔底沉淀厚度再进行一次测定,同时测定含砂率和泥浆比重.

（2）计算出首批混凝土储备量,检查所存贮混凝土是否满足灌注要求,即满足导管首次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部的要求,所需混凝土的数量可参考如下公式（公式、图见图1）.

图1

（3）混凝土拌合物运至灌注地点时,应检查其均匀性和坍落度等.如不符合要求,应进行二次拌和,二次拌和后仍不符合要求时,不得使用.

（4）当首批混凝土储备量足够后,开启阀门将混凝土灌入孔底,立即探测孔内混凝土高度,计算出导管埋置深度,如符合要求即可正常灌注.灌注开始后,应紧凑、连续地进行,严禁中途停止.要注意防止混凝土从导管外落入孔内,使泥浆稠度变浓,影响孔深的准确度.

（5）拆除导管时,应暂停灌注,取走空口漏斗,采用提升设备系牢导管,将所需导管迅速拆除后,重新设置好漏斗,并调整好导管位置,继续浇注.当提升设备及施工情况允许时,可酌情加大埋深,减少拆管次数,拆管动作要快,一般不超过15min.要防止螺栓、橡胶垫等杂物落入孔内.对于拆下的导管,要立即清洗干净,堆放整齐,便于管理.

（6）当灌注首批混凝土或在灌注过程中出现导管内混凝土不满,含有空气时,后续混凝土要徐徐灌入,不可整斗地灌入漏斗和导管内,以免在导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡皮垫,破坏导管接头,造成漏水或泥浆渗漏.

（7）当混凝土灌注接近钢筋笼下端时,防止混凝土冲击致使钢筋笼上升.应加大混凝土的流动性.当混凝土埋置钢筋笼骨架超过4～5m后,可提升导管,减小导管埋置深度,增大钢筋骨架的埋置深度,从而有效避免出现钢筋笼骨架被顶升的事故.

（8）为了确保桩顶质量,在桩顶设计高以上应加灌一定高度,以便灌注结束后将此段混凝土清除.增加的高度,可按孔深、成孔方法和清孔方法确定,一般不小于50cm.为减小以后凿除桩头的工作量,可在浇注结束后,混凝土凝结前挖除多余的一段桩头,但应保留10～20cm,以待随后修凿.

当灌注快结束,拔最后一节导管时,拔管速度一定要慢,以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下,形成泥心现象.

（9）在灌注过程中,还要严格控制混凝土的拌和质量,严格按照配合比进行拌制,并要求搅拌均匀,避免混凝土在运输过程中出现不均匀、离析、泌水现象,当混凝土和易性不好,流动性差时,绝对不能使用.

6.破桩头

破桩头是钻孔灌注桩施工的最后一道工序,是将桩顶以外多余的混凝土凿除,将桩顶面凿平至设计标高,以利于做无破损检验和进行下面的工序.破桩头不应过早,须在水下混凝土灌注后不少于14d才能进行,并且适用于人工钢钎、铁锤凿除,严禁采用爆破方法,且破桩头过程中不得损伤钢筋.