钻孔灌注桩施工技术

钻孔灌注桩施工技术

贾利珍王淑君

包头市北出口大桥由主线桥、匝道桥、人行天桥组成。桥梁上部采用预应力钢筋混凝土箱型结构，下部桥墩采用高桩承台结构型式，桥台为轻型钢筋混凝土结构，基础采用￠120㎝钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩长31-47米。全桥总桩数231根，总长8791米。因工期短，任务重，根据当地地质条件大部分为粉砂土或粉土，不存在液化土层，地下水位在地表下30米，采用多台旋挖钻机成孔，优质泥浆稳压护壁，导管水下灌注工艺。因施工中严格控制砼原材料的选用、配制及施工工艺，施工过程中未发生断桩、塌孔、堵管、夹泥现象，经大小应变及超声波检测，钻孔灌注桩桩身质量及承载能力全部达优良。现将施工中主要控制点分析如下：

一、根据施工组织方案，做好供水、供电、场地清理、设备安置、原材料配备、施工测量等一系列施工准备工作及各道工序的配合工作。

二、严格控制灌注混凝土原材料的选用及配比

选用矿渣硅酸盐水泥，级配良好的卵石，且最大粒径不超过4㎝，含泥量小于2%，混凝土含砂率控制在40%-50%，水灰比为0.5-0.6，砼坍落度控制在18-20㎝，充盈系数不小于1.08，要有良好的流动性、和易性。一般砼初凝时间为3-5小时，但只能满足浅孔小桩径灌注要求，我们掺加了缓凝剂，保证砼初凝时间在8小时以上。在灌注距桩顶5米左右时，砼坍落度控制在17-18㎝，以确保桩顶浮浆不过高。砼用量准备充足，确保灌注的连续性。

三、施工工艺的控制

泥浆制备：泥浆由水、黏土和添加剂调和而成，在孔壁形成泥皮，具有浮渣、固壁、防止塌孔的作用,泥浆密度对悬浮钻渣和维护孔壁稳定有着重要的关系。钻孔时，先造好泥浆池，贮存泥浆，用泥浆泵输入钻孔内，并及时回收，及时外运，确保现场清洁。我们采用以膨润土为主的泥浆，比重控制在1.05-1.1左右，必要时掺加火碱和纤维素，泥浆不循环，只稳压，并确保泥浆液面不低于护筒顶面以下2m。

清孔处理：在钻孔达到设计要求深度后，对孔深、孔径、孔形等做了全面检查，做好记录，确保符合设计要求，检查后立即进行清孔。清孔有抽浆法、换浆法、掏渣法、喷射清孔法及砂浆置换钻渣清孔法等，其中抽浆法清孔适于各种钻孔方法的灌注桩，对易坍塌的钻孔，我们采用砂浆置换钻渣清孔法，清孔后泥浆含砂率不大于4%，相对密度为1.1-1.25。清孔后用取样盒吊到孔底，待到灌注砼前取出，直接量测沉淀厚度，确保孔底沉淀土厚不大于50㎜。在砼灌注前进行了二次检查，对沉淀厚度超标的，用长臂吊机将钢筋笼拔出后，进行二次捞渣清孔，并使残渣悬浮。

钢筋笼、导管安放：钢筋笼制作时采用搭接焊，用吊机提升，确保钢筋笼位置准确，不偏位。导管直径根据桩径和石料最大粒径确定为25㎝，使用前为防渗漏进行了检漏和抗拉力试验。导管安放前对每节导管进行了组装编号，安放时避免碰撞孔壁，下至距孔底25-40㎝，注意不能埋入沉淀泥渣中。

水下砼灌注：水下灌注砼施工是灌注桩质量控制中最重要的一个环节，它分为首批砼灌注、后续砼灌注、后期灌注三个过程。为保证浇注期间导管内始终闭水，采用充气橡胶隔水球闭水，首盘砼用量要准确计算，确保首批砼灌注后能埋住导管至少1.0米并能充分填充导管底部间隙，首批砼在下落过程中，由于和易性变差，阻力大，常出现导管堵塞现象，此时应加大设备的起重能力，加快砼输入速度，然后稍提导管，牵动导管增强砼向四周扩散，加大砼与钢筋笼的结合力，从而提高桩基承载力。后续砼灌注中，为防止导管堵塞，要快速、匀速、连续进行砼浇注，每隔一定时间，将导管上下活动几次，振幅以2米左右为宜，并观察孔口返浆情况，要设置串筒下料，防止砼产生离析，并要经常量测孔内砼面层的高程，及时调整导管排泄端与砼表面的相应位置，埋深过大，灌注时间过长，会导致已灌砼流动性降低，阻力增大，提升时易造成导管破裂，产生断桩，埋深过浅，在导管上下提振时易提出砼面，造成拔脱提漏，因此导管埋入深度控制在2-6米范围内较为适宜。提拔导管的长度，要通过量测砼灌注深度及拆下的导管长度来计算，严禁盲目拔管。对砼堵塞导管的情况，采用拔插、抖动导管的方式，但不能将导管拔出砼面，有的直接插入型钢疏通导管。当钢筋笼卡住导管时，设法转动导管，使之脱离钢筋笼。

在灌注砼过程中，为防止钢筋笼上浮，当砼上升到接近钢筋笼下端时，放慢浇注速度，减少砼上升动能，当钢筋笼被埋入砼中有一定深度时，再提升导管，减少导管埋入深度，使导管下端高出钢筋笼下端有相当距离时再按正常速度浇注。

在后期灌注中，由于孔内压力较小，往往上部砼不如下部密实，这时应合理加快灌注速度。为防止桩顶空心，在灌注结束前，控制导管插入砼中深度不超过6米，灌注结束后，导管拔出前，导管上下活动几次，振幅不超过50㎝，尽可能缩短灌注时间，避免使桩顶砼产生假凝现象。为保证桩头浇注质量，我们实际浇注顶面高出设计桩顶80㎝，最后人工凿除余桩。

四、试验、资料的保证

灌注施工中，每根桩基至少预留3组砼试块，对代表性及重要部位的桩基，均埋设了全长声测管以便进行桩身质量完整性检测。另外，我们责成专人，做好各工序的施工资料，包括放线记录、成孔记录、钢筋笼制作、砼灌注记录及测量报告、材料试验报告、检测报告等等，为桩基质量提供了重要的保障。