浅谈桥梁桩基施工技术及质量控制措施.docx

浅谈桥梁桩基施工技术及质量控制措施 摘 要：文章结合乐昌至广州高速公路桩基施工，对桩基施工技术进行了阐述，提出桩基施工质量控制优化及问题处理措施。 关键词：高速公路；桩基施工；质量控制；措施 1 工程概况 乐昌至广州高速公路是京港澳高速公路粤境段复线，走向大致与京港澳高速公路平行。本项目的建设，将进一步加强粤北地区与珠三角地区的经济联系，不仅是完善广东省南北高速公路网的需要，同时对缓解京港澳高速公路粤北段的交通压力，加快武广高铁和京广铁路人货集散有重大意义，并能大幅度提升南北大通道的抵抗自然灾害的能力。本工程T23合同段位于英德市连江口镇，起点桩号K185+100，终点桩号K199+830，路线全长14.73km。本项目主线采用双向六车道高速公路标准，设计速度120km/h、路基宽度34.5m。本工程桥梁桩基共有4种桩径，分别为：1.2m、1.5m、1.8m、2.0m，采用钻孔灌注桩及人工挖孔桩，陡坡上冲桩机很难就位，影响进度；小塘大桥、下步村大桥、鲤鱼沙大桥、连江大桥、高洲浦大桥、树坝大桥等跨飞来峡库区，按水中桩基施工，需采用围堰、钢便桥等施工措施搭设平台后方能施工，成本投入大。 2 桩基施工 2.1 施工方法 2.1.1 水中桩基施工 利用钻孔平台沉放钢护筒，且固定钢护筒。利用冲击钻机钻进成孔，钻进过程泥浆护壁。汽车吊或50t履带吊吊放钢筋笼，导管法水下灌注混凝土成桩。 2.1.2 滩地桩基施工 场地平整，埋设孔口护筒，选用冲击钻机钻进成孔，钻进过程泥浆护壁。汽车吊吊放钢筋笼，导管法水下灌注混凝土成桩。 2.2 施工工艺 本工程主桥桩基分为水中桩和陆地桩，施工工艺略有不同。 水中墩钻孔灌注桩施工中首先搭设水上作业平台，利用振动锤振设钢护筒，选用冲击钻机泥浆护壁正循环钻进成孔；钢筋笼在陆地加工场分段制作完成后运至水上作业平台，利用履带吊或汽车吊安放钢筋笼，孔口对接接长，用定位钢筋控制标高；灌注前利用导管气举反循环二次清孔；导管法水下混凝土浇灌成桩。陆地桩施工时首先对场地进行平整，然后根据测放的桩位点埋设孔口护筒，选用冲击钻机泥浆护壁正循环钻进成孔，钢筋笼在加工场分段制作完成后运至施工墩台，利用汽车吊安放钢筋笼，孔口对接接长，用定位钢筋控制标高；灌注前利用导管气举反循环法二次清孔；导管法水下混凝土浇灌成桩的施工工艺。 2.3 施工平台要求 平台尺寸应能满足钻孔设备的布置、操作、移动和混凝土浇筑的要求。平台顶标高确定应考虑施工期水位、潮位、波浪和钻孔工艺等因素。本工程平台顶标高确定为+22.30m。平台应有足够的稳定性，应能承受施工设备、材料和人员的荷载，并能承受水流力、波浪力、风力和施工船舶系靠力等荷载。要能承受80t履带吊行走和8m3混凝土罐车行驶到各孔口。平台结构应考虑装拆方便和成桩后下一步工序的施工，且具有安全生产设施，并设立航行警示标志。 2.4 钢护筒施工 护筒的作用：控制桩位中心、导正钻具；防止孔口失稳孔壁坍塌、防止漏浆；隔离钻孔内外的水力联系；固定钢筋笼等。钢护筒施工步骤如下： （1）水上钢护筒施工步骤：导向架安装定位首节护筒入导向架测量校核首节护筒振动下沉测量校核第二节接长、焊缝检验第二次振动下沉移走导向架继续振动下沉到位防护措施。 （2）陆地钢护筒施工步骤：平整场地测放桩位挖比护筒直径大0.5m、深约1.7m的引孔吊起钢护筒插入孔内校正钢护筒平面位置固定钢护筒护筒周围回填黏性土振捣密实。 2.5 冲击钻进成孔 正常冲击钻进时，开孔前先往护筒内灌入泥浆（或填入黏土），开始低锤（小冲程）密击，冲程控制在0.40.6m，当地层较为松散时，可往孔内加入黏土使孔壁挤密。当冲击钻头底距钢护筒底0.51.0m时，必须向孔内投入1.5m3片石和黏土混合体（比例为11），然后小冲程冲孔，控制成孔进尺，当冲至护筒底口附近时，再向孔内投入1.5m3片石和黏土混合体（比例为11），然后小冲程反复冲孔造壁，防止因护筒底口孔壁不稳固发生渗漏和坍塌故障。当钻出钢护筒底（入岩初期），须放慢成孔进尺速度，待岩面平整后再正常成孔。直至冲至护筒底口以下35m后，可加大冲程并转入正常速度钻进。冲孔时可边冲击边用正循环排渣，也可采用间歇式排渣方式，每?_击12m必须循环排渣，以提高钻进效率。 2.6 混凝土灌注 2.6.1 下放导管 （1）施工过程利用专用灌注架下放导管及二次清孔。导管可使用300mm的无缝钢管加工制作，壁厚要大于4mm，导管接头采用粗螺纹连接，使用前导管需进行水密承压和接头抗拉试验。进行水密试验的水压不宜小于1.0MPa。 （2）根据孔深配备所需导管，导管底节长度为46m，下放导管时应准确测量每节导管长度及安装顺序，并认真做好记录。导管连接时，接头部位应清洗干净，密封圈应清洁无损伤，并涂抹黄油。导管应拧紧上牢，防止灌注过程出现事故。 （3）导管在吊放入孔时，应保持位置居中，防止导管撞坏钢筋笼。并在每根导管连接前检查防水胶垫是否完好，有无老化现象，保证连接部位的密封性。导管下至底口距孔底3050cm时即可停止，并在孔口用夹板固定，进行二次清孔。 2.6.2 二次清孔 导管下放完毕，重新测量孔深及孔底沉渣厚度，如孔底沉渣厚度超过要求，则应进行二次清孔，直至孔底沉渣厚度达到要求。 （1）气举反循环二次清孔 气举反循环二次清孔是在钢筋笼和灌注导管安放完毕后，利用灌注导管通过气举反循环进行清孔，其原理为：压缩空气通过供气管路送至导管内，在导管内形成密度小于泥浆的气液混合体，并在导管内外密度差和不断压气的联合作用下，空气、泥浆和岩屑三相混合流沿导管内孔上升，喷向地面沉淀池，空气飘散、钻渣沉淀、泥浆流回孔内，形成气举反循环。 利用气举法清孔时，首先将直径50mm的风管下入导管内，风管的长度不宜小于30m，风管上部通过专用接头与空压机的气管相接，并将专用接头与导管连接。二次清孔时，先将导管提起一定高度（根据孔底沉淀厚度确定），然后开启空压机供气，气举反循环正常后，边循环边缓慢下放导管，直至导管下放至孔底，反循环排出的泥浆中含砂量满足要求，孔底沉渣清除干净时为止。 （2）正循环二次清孔 对于大直径的钻孔桩，可利用两台3PNL泥浆泵正循环二次清孔。 2.6.3 水下混凝土灌注 混凝土灌注采用导管法，使用聚苯乙烯泡沫板隔水，利用吊车提升导管灌注混凝土。灌注过程应按以下程序进行操作。 （1）安装集料斗：二次清孔完毕后，在导管顶端安装初灌料斗，以便混凝土罐车卸料。 （2）放置泡沫隔水塞：利用聚苯乙烯泡沫板制作隔水塞，隔水塞直径比导管内径小约5cm，将隔水塞放置在导管内，使其漂浮在泥浆面上，并用钢板封住初灌斗底口。 （3）混凝土初灌：初灌时，首先利用10m3的混凝土罐车直接往初灌斗内进行卸料，当混凝土灌满初灌斗后，换用另一辆装满10m3的混凝土罐车使其卸料斗对准初灌斗。拔掉隔水板，使首批混凝土一起压住隔水球迅速落下，然后从罐车往初灌斗内快速卸料，直至罐车中的混凝土全部灌入孔内。此时孔口迅速返出大量或泥浆，表明隔水球和混凝土顺利到达孔底并上升，首批混凝土灌完即转入连续灌注。 （4）混凝土面上升高度测量：混凝土面测量以测锤多点测量为准，同时用混凝土灌注量计算值进行复核，如二者误差较大时应找出误差原因，排除影响混凝土灌注的因素，再继续进行灌注。用测锤测量时应在钻孔内四周多点测量，并取测点中的低点作为拆除导管的依据，如有意外情况时应增加测点数。由于测量时主要由测量人员手感确定，所以在拆除导管前由质检员进行复核，确认无误后才能拆除导管，测量时间间隔不大于20min，每次测量都要进行记录。 （5）导管的拆除：根据施工规范要求及施工经验，拆除导管由埋管深度和混凝土埋管时间来决定，混凝土的埋管深度宜控制在24m之间。导管拆除时应对导管进行记录，与下导管时的原记录进行复核，确保导管拆除无误，导管拆除后要及时清洗，以备下次再用。 （6）混凝土灌注标高的确定：混凝土的实际灌注标高要高于设计标高0.81.0m，以保证桩顶部位混凝土强度。在灌注将近结束时，应核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的灌注标高是否正确。 （7）在混凝土的灌注过程中，随时对混凝土的和易性、坍落度进行检测，确保混凝土的质量。灌注过程中由记录员做好灌注记录，同时应组织好人力、物力，确保连续灌注，不得中间停顿。水下灌注应在最短时间内完成，本工程混凝土灌注时间不应超过8h。 3 施工重难点及应对措施 （1）多处覆盖层主要为砾砾和卵石层，钢护筒振沉难度大，底口易于变形应对措施：制定合理的钢护筒振沉方案，钢护筒加工时底口和顶口应包箍进行加?，严格控制钢护筒在砾砂和卵石层的贯入度，必要时引孔后进行二次振沉。 （2）多处覆盖层较薄，钻孔灌注桩施工时护筒底口易串通漏浆应对措施：钻孔灌注桩施工时严格控制孔内泥浆面高度，避免泥浆面过高导致护筒底口外地层压翻而漏浆。 （3）钻孔灌注桩设计为嵌岩桩，要求孔底沉渣厚度小，清孔难度大应对措施：严格控制泥浆性能参数、气举反循环二次清孔、直螺纹连接钢筋笼、首批混凝土控制及沉渣检测。 4 结语