桥梁工程桩基础水下钻孔灌注桩施工及质量控制

1、桥梁工程桩基础水下钻孔灌注桩施工及质量控制 【摘要】水下灌注桩工程属于隐蔽工程，施工难度大，质量要求高，稍有不慎，极易做成断桩、成桩达不到强度要求等质量通病，文章通过具体工实例，详细介绍了灌注桩施工及质量控制措施。 【关键词】 灌注桩 施工 钢筋龙吊装 水工下混凝土 质量检测 桥梁 前言 在进行梁桥工程建设时，通常都需要横跨河流、湖泊等区域，桥梁的部份桩基础，必须建在水下，做好钢筋龙吊装和水工下混凝土等施工和质量控制，是确保桩成功的关键。 1工程概况 某大桥为三跨预应力混凝土挂篮悬浇结构体系转换连续梁桥。跨径组合为（40+60+40）=140m，见图1。 主桥墩p14、p15采用书1000mm

2、46.5m钻孔灌注桩。桩尖高程-45.0m，嵌固在号砂质黏土层中。 桩顶高程1.50m处于平均低平潮与历史最低水位之间，桩位处平均水深6.50m左右。 大桥跨越拦路港中由上、下行2座分离式单幅宽13.04m桥组成，主桥墩下，共有40根钻孔灌注桩。 2钻孔灌注桩施工工艺流程 墩台、桩基定位-建立水上平台及其连接岸上的施工栈桥-成孔-第一次清孔-测孔深、孔径及沉渣-安放钢筋笼-下导管-第二次清孔-测定沉渣-安放隔水塞-连续灌注水下混凝土、测坍落度、做混凝土试块一桩身质量无损检测。 3钻孔灌注桩主要施工技术 3.1建立水上平台及其栈桥 3.1.1平台的功能与结构 平台及其栈桥应满足钻孔灌注桩施工工艺

3、流程对平台平面和高程的要求，兼顾承台施工的需要，并要确保施工期内各种工况下平台总体结构强度、刚度和稳定性。 1）平台布局如图1所示，主桥墩p14、p15之间留足通航口门宽40m。平台平面内的结构构件同承台轮廓周边线及桩孔孔位彼此协调，互不干扰。平台、栈桥的高程为最高水位+安全超高之和。 2）平台荷载，应取钻孔灌注桩、承台施工（水下钢套箱施工法）中的最大垂直荷载。安全系数取2.0，以确保钻孔成桩机械设备的稳固，主动控制桩孔的垂直度。 3）平台的上、下游迎水面，设置防撞击护桩。 3.1.2栈桥桥面应与平台等高 栈桥应充分体现施工便道的作用。钻孔桩的泥浆制备、循环、管道敷设、水上与陆域，通过系统规划

4、布局，由栈桥加以联系沟通。 3.2护筒设置与安放 3.2.1护筒设置 1）护筒为桩孔定位与导向。钻机成桩作业过程中，护筒内浆液面标高与护筒外水位始终不小于1m的差值作用下，不漏浆液。 2）护筒长度见图2。 筒顶高程针对本工程实际，取最高水位+安全超高=3.63+（1.52.o）=5.135.63m.取6.00m高程。筒的下口高程，埋入河底以下不少于2.0m为宜。必须指出的是，筒外壁同河底土体之间力求密贴防渗，以控制护筒内泥浆护壁液面，高于筒外水位。 3）护筒制作： 采用厚6mm钢板，工地配卷筒机械，每2m为一节，筒体竖向采用坡口焊接，经磁粉探伤，满足强度和水密检验。筒下口节段长取3m。 护筒上

5、、下节段结合，采用标准配件法兰盘焊固在端口，组装时，法兰之间嵌垫厚20mm橡胶止水。高强螺栓紧固（可套用农用排灌输水管件）。 护筒按桩位孔号加工，高程2.5m以下难以回收，采取编号加工，经整体组装满足垂直度、内壁光滑无凸出为合格。 3.2.2护简安放 1）测放桩位。以承台为单元，承包商将每座承台的纵、横线、轮廓边线及其平面的所有桩位，以施工坐标的方式引放到水上平台的专设的龙门板平行线上；水准高程则引测到堤岸的临时水准点上。 2）根据桩位河段潮汐水文特征，选择每天出现的二次低平潮中的白天的那一次，当流速趋近于0的憩流之际的o.5一1.0 h之内完成安放。 3）安放起重吊装机械和定位导向架等。 3

6、.3成孔作业要点 1）成孔应严格照钻孔灌注桩施工规程操作。结合河流、水上平台的具体实际，强调钻孔机机架的水平稳固、竖向挺直，实现钻孔桩作业的全过程始终保持三心归中，即钻机顶部起吊钢索、转盘中心、护筒中心三者归于同一垂直线上。这是后续工序吊放钢筋笼、下导管、灌注水下混凝土质量控制的根本措施之一。 2）成孔作业要连续作业、同步记录。这是检验钻机设备，泥浆护壁效果及其泥浆制备、循环、处理，操作人员到位率、劳动质量，管理层综合素质的综合体现。结合上海地区软土特点，开钻的初始阶段为厚约10m的淤泥粉质黏土，钻机进尺宜缓慢，往下土质渐好，通过试验孔总结出适合本工程的一套具体的操作方法。 3.4钢筋笼制作与

7、吊装 本工程为全笼，上端包括伸入承台的连接段，下至桩孔底，全长47.7m。设计配筋分为三段，即桩顶以下20m、2030m、3046.5m。钢笼施工流程是：车间分段制作（定尺一般在910m）一驳运至钻机平台进行水平焊接成节一按节起吊进桩孔一上、下节钢笼在平台以上1m处进行垂直对节焊固一安放到位，悬吊且固定。 3.5导管防卡阻措施 采用导管法灌注水下混凝土的导管外径280mm，钢筋笼竖向最小内径位于每2m的一道巾20mm加劲内箍处，其相应内径为780mm。据此分析，导管内钢筋笼之间的间隙只有250mm，导管在垂直升降的频繁动作中，轻微晃动即靠擦在书20mm内箍筋上，加上桩孔垂直度允许偏差等因素，导

8、管同钢筋笼的卡阻，成为钻孔桩施工中又一个常见多发的通病。为此，我们在实践中摸索到防卡阻的办法是：在导管的-35m和-15m处，焊固16mm导向筋，沿圆周向均分6根。 3.6灌注水下混凝土 这是钻孔桩最关键的分项工程。其混凝土配合比、供料、运输、灌注方式是相互关联与制约的。但必须紧紧抓住连续浇注这个纲，以最迅速的方式一气呵成地完成一根桩的灌注。 4.1钻孔灌注桩质量控制 1）钻孔灌注桩的测量放样包括平面和高程，施工单位必须做到有放必复、放复分开。 2）钻孔桩的各种原材料、商品混凝土，由施工单位材料员持证上岗，实行先试验合格凭检测报告和有关质量保证资料齐全，方可使用。 4.2监控结果 主桥墩p14、p15，上、下行，合计4座分离式承台下各有10根钻孔灌注桩，总计40根桩，质量结果如下： 1）混凝土试块28d强度数理统计结果，全部合格。 2）高应变测试6根，占总桩数15%，单桩极限承载力全部满足设计要求。 3）低应变测试36根，占总桩数90%，合格率100%。其中i类桩30根占83%、ii类桩占17%，没有出现类桩。 4）超声波测管测试18根，占总桩数45%，合格率100%。其中a类桩15根占83.3%，b类桩