浅谈南海大桥钻孔灌注桩施工技术

浅谈南海大桥钻孔灌注桩施工技术浅谈南海大桥钻孔灌注桩施工技术桥隧工程#'/””!”＃＃年＄期总第＄%期作者简介秦凌云#％7/'女江苏南通人助理工程师从事公路水运工程试验检测浅谈南海大桥钻孔灌注桩施工技术秦凌云印春安南通市公路管理处中心试验室江苏(南通(!！&)＄＃摘（要钻孔灌注桩在整个工程的施工中是容易让人忽视的一个工艺大部分人认为这个工艺较简单其实钻孔灌注桩在施工中是不能忽视而应重视的一个环节第一它是整个工程的基础第二是隐蔽工程如果出现问题处理起来比较困难一环不慎便会有质量事故发生施工人员须保持认真的工作态度加强对钻孔灌注桩各个环节的质量控制本文着重就钻孔灌注桩的施工工艺施工准备混凝土灌注过程的质量控制进行讨论和分析关键词钻孔灌注桩施工质量控制中图分类号。//）0#＊(（文献标识码1（（钻孔灌注桩作为一种基础形式以其施工简单易操作速度快承载力大等优点仍将被广泛地应用于公路桥梁领域桥梁钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的其施工过程无法观察成桩后也不能进行开挖验收在施工中任何一个环节出现问题都将直接影响到整个工程的质量和进度甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响因此要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实并加强施工质量管理密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量并且对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析以便有效地对桩基施工质量加以控制！”工程概况南海大桥墩台全部采用钻孔灌注桩基础共有＃”/根其中引桥桥台桩基＃＆amp；根直径为＃0！3引桥桥墩含过渡墩为#0*3共计＊＆amp;根主桥桥墩为＃0*3共计)!根桩长为＊"2&；73本桥所有墩台均在陆上＃”钻孔灌注桩的施工＃(！”工艺流程施工前必须全面撑握钻孔灌注桩的施工工艺因钻孔设备不同其施工工艺流程也不一样南海大桥钻孔灌注桩以P+V'＃7"”型正循环钻机成孔其主要施工工艺流程为场地平整$孔位测定$护筒埋设＄钻机就位$开钻成孔$提钻＄第一次清孔$检孔$钢筋笼吊放$下导管$第二次清孔$水下混凝土灌注＄提拔导管＄成桩#（＃”准备工作组织施工管理人员熟悉施工图纸及场区内工程水文地质条件熟悉施工验收规程及主要施工规程并对施工管理和操作人员作详细技术交底现场接通水电为保证连续作业设置一台%"@R发电机组根据桩径需选用合适的钻桩机及配套设施采用P+V’＃7”"型正循环钻机配!!@R钻锥#＃＠R卷扬机！!＠R泥浆泵施工前做好桩机的准备检修工作做好混凝土级配试验资料并对结构主材用料抽样送检准备相应数量的粘性土及施工必须部分物资平整场地低洼处用粘土填平并夯实筑土成施工平台上部铺设枕木作为钻机移动的轨道#（’”施工放样测量定位是整项工作的关键在思想上必须有足够重视是关系到孔位的准确性钻孔的垂直度及基准面的标高灌注桩测量采用全站仪水准仪对所提供的坐标进行复核并对提供的水准点进行引测经复核无误后用大地坐标法进行桩位放样在已测设的桩位四周各＃0!*3左右处沿墩台轴线钉/根保护桩用于控制护筒埋设及钢筋笼对中孔底标高的控制方法是在钻机就位精平后测出转盘顶标高复核无误后计算出孔底到钻盘的距离作为控制孔底标高的依据钻至标高后转盘顶标高要复测再使用测量绳测出准确的孔底标高#（)”护筒埋设护筒有固定桩位钻孔导向保护孔口和隔离孔内外表层水的作用在制作过程中要求坚固耐用不易变形不漏水装卸方便和能重复使用等功能！"＃#年＄期!总第＄%期"#'!"”施工中采用带法兰的钢质护筒#钢护筒长度为!0*3＃内径＃073#人工挖孔直接埋设#埋设深度！0！3左右#高出地面约"0）3#护筒埋设准确稳定后周围和护筒底口回填粘土并夯实$护筒埋设准确稳定＃护筒中心与桩位中心的偏差控制在*”33以内#垂直误差不大于#9#上部开设＃个泥浆溢浆孔$#（*"泥浆制作及循环由于该处地质状况一般＃钻孔时孔壁土层易受到扰动＃加之孔壁裸露面积较大＃受浸泡％冲刷%钻孔回旋的振动％撞击＃孔壁容易坍塌#严重时还会发生挤夹％卡钻%埋钻％钻杆折断等事故＄为了防止上述事故的出现＃必须采取泥浆护壁措施＄泥浆性能指标对混凝土灌注来说#是十分关键的＃尤其是泥浆比重的控制更为重要＃泥浆比重过浓容易造成混凝土顶不上去＃泥浆比重过低＃容易造成孔壁坍塌现象＃因此#在混凝土灌注前#检查泥浆性能是十分重要的$在钻孔过程中＃泥浆的主要作用是提高静水压力％保护孔壁稳定#维持钻孔正常钻进％并通过泥浆循环把钻渣排出孔外＃其性能直接影响钻孔桩钻进速度和施工质量＄现场采用自流回灌式泥浆循环系统＃由制浆池%沉淀池%储浆池％循环槽组成＃粘土选用张家港产水化快造浆能力强的粘土$制浆池为！个池#一个池浸泡粘土#另一个池用来制浆$采用！"；#＊3双格式＃池深)0”3#供循环使用#以保证达到钻孔容积的!倍＄制浆前先打碎粘土块＃使易于成浆＃缩短成浆时间＃提高泥浆质量$在粘土块中先加适量的水＃开动泥浆泵再加入粘土＃进行制浆＄泥浆放入沉淀池通过设置在泥浆槽内间隔为)2*3的滤网流到储浆池备用$孔内浮出的泥浆通过沉淀池％泥浆槽过滤网滤去钻渣而反复使用$泥浆槽长*3左右＃纵坡#9＃槽宽＊"27"63＃槽深*"63＄#（+”钻孔钻机就位＃采用P+V'＃7””型正循环钻机＃桩机用枕木作机座#要使台座和顶端平稳＃在钻进和运行中不产生位移和沉陷$用水平尺检查将钻机底盘调成水平状态#用垂球校验钻杆垂直度与稳固性＃锤尖对准设计中心#并试转数圈$开始钻进#根据地质情况#采用正循环回旋钻机施工＃确保孔壁稳定＄由于桥位土质为亚砂土夹亚砂土％粉砂#局部为淤泥质亚粘土#密实较差#而地下水位较高#开钻前护筒内先抛黄泥团至"0＄2#3高#进行干钻#确保成孔后不掉护筒＄钻机不进尺空转#利用钻头搅拌泥浆#搅拌后抽至循环池＃待循环池及桩孔全部储够泥浆后#先启动泥浆泵和转盘#再进行进尺钻进$开始钻进时＃进尺应适当控制#在护筒刃脚处应低档慢速钻进＃不可加速＃在粉细砂地层中钻进时#同样如此$钻进过程中＃经常检查成孔情况#用测锤检测孔深及转轴倾斜度$钻进过程要注意地质情况＃并时刻注意护筒流出泥浆的颜色％气味％比重%含砂率％nW值的变化＃＃如发现与地质资料不符的异常变化时#通知现场监理＃由监理反映到业主%设计部门'随时调整钻进参数＃只有当压力%转速％泵量三者结合合理时方能获得好的效果$当土质变化孔底压力过大#引起钻锥%钻杆全部重量作用于孔底时＃钻杆容易弯曲变形#这时采用主吊钩稍提一些＃使孔底承受的钻压不超过钻锥重量和压重块重量之和扣除浮力后的7"9#这样可使钻杆不受压力#而且还受一部分拉力#保证在整个钻进过程中因受拉而维持垂直状态#使钻锥回旋平稳＃避免或减少了斜孔和扩孔现象的发生$在整个钻孔过程中#始终保持孔内水位低于护筒顶面)”63＃高出地下水位＃0＊3以上＄在加接钻杆前＃一定要用测绳测孔深#当停止泥浆泵工作时＃钻碴超过/”63＃不允许接钻杆＃要用钻头上下反复扫孔＃增大泥浆比重#直至钻碴浮出护筒#防止埋钻头和发生缩孔质量问题$加接钻杆时#将钻头提高离孔底）"2＊”63＃维持清孔＃2！3BC＃然后停泵加接钻杆#钻杆连接拧紧上牢#防止螺栓%螺母等掉入孔内＄控制泥浆比重#开钻时孔内泥浆比重控制在#0/”左右＃钻孔过程中控制钻机进尺#保证泥浆完全护壁#逐渐控制泥浆比重在#0)”$根据钻进过程中实际土层情况控制进尺快慢和泥浆性能指标在粘土和软土中#宜用中等转速稀泥浆钻进或采用中冲程冲进＄应保持护筒中泥浆施工液位一定高度＃形成＃2!3液位差＃以保护孔壁免于塌孔$施工作业分班连续进行＃施工过程一气呵成#不在中途停顿#如发生故障应报知监理工程师＃及时采取措施解决'施工时必须详细填写钻进记录＃交接班时要交待钻进情况及下一班注意事项$＃（,”清孔清孔的主要目的是清除孔底沉渣＃而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的上要因素之,$清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣＃使沉渣中的岩粒%砂粒等处于悬浮状态＃再利用泥浆桥隧工程＃’#""！"#＃年$期！总第$%期”胶体的黏结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔#最终将桩孔内的沉渣清干净#这就是泥浆的排渣和清孔作用＄采用测绳下挂测绳锤测量孔深＃当钻孔达到设计深度后停止钻进#稍提钻杆＃使钻头在距孔底#"2!”63处空转＃并保持泥浆正循环#将粘性好%含砂率低％比重为＃0"）2#0＃”的不含杂质的新浆压入钻杆＃把钻孔内悬浮较多钻渣的泥浆置换出孔外#使成孔的泥浆比重%含砂率符合规范要求#清孔后注意保持水头度＃以防坍孔＄清孔结束时泥浆比重控制在＃0#"左右#含砂率控制在[！9左右＃稠度控制在＃＄2!"N＃清孔时间大约＃E#具体以测定孔底沉淀厚度为准进行控制＄泥浆池沉淀的粉砂#用水冲吸排至预先筑好的弃土沉淀区＄＃（—"钢筋笼施工#（-（!”钢筋笼加工%制作钢筋笼在钢筋加工场制作＃制作顺序为＆amp；先将主筋距布置好＃待固定住加强筋后#再按规定的间距焊接箍筋＄主筋焊接采用双面焊＃焊缝长度不小于*倍钢筋直径＃主筋与加强筋固定采用点焊＃点焊时＃电流不能过大#以免减小主筋截面积'与螺旋箍筋采用呈梅花型点焊#焊接工艺必须符合规范要求$根据业主及监理组要求＃每根桩钢筋笼制作分)段制作＃两次焊接＃以缩短焊接时间$钢筋笼制作过程中#主筋间距误差控制在p!”33以内#螺旋筋螺距误差控制在p＃"33以内#钢筋笼长度控制在p#"33以内$骨架外侧设置控制保护层厚度的混凝土垫块或在桩笼钢筋加劲箍上均匀设置定位钢筋$#(-（#"钢筋笼存放及运输制作好后的钢筋骨架必须平放在平整％干燥的场地上#存放时#每个加强筋与地面接触处都垫上等高的木方＄每组骨架各节段排好次序＃每节段均挂上标志牌＄存放骨架要防雨%防潮＃不宜过多＄运输过程中＃不得使骨架变形＃标志牌不得刮掉#以便于校验＄#（-（’"钢筋笼起吊和就位清孔结束后及时安装钢筋笼#利用吊机和桩机吊架把钢筋笼吊入对准孔位#钢笼要居中#下落速度要均匀＃避免碰撞孔壁＄采用两点吊#第一吊点设在骨架下部#第二吊点设在骨架长度的中点到上)分点之间＄起吊时#先提第一吊点＃使骨架稍提起#再与第二吊点同时起吊＄待骨架离开地面后＃第一吊点停止起吊＃继续提升第二吊点＄随着第二吊点不断上升＃慢慢放松第一吊点#直到骨架同地面垂直＄钢筋笼采用逐段接长放入孔内#先将第一段钢筋笼放入孔中#用槽钢或木方穿过上部加强筋暂时固定在桩机底盘上＃然后吊起第二段进行焊接＄检查骨架是否顺直＃上下两节骨架位于同一竖线上＃主筋对准位置后先顺桥方向焊接#以保证钢筋笼整体垂直$为提高施工进度保证施工质量＃其接头单面焊接#焊接长度##”倍主钢筋直径#同一截面焊缝数量不超过主筋数量的*”9＄钢筋笼下放到位后应固定牢固＃防止倾斜＄钢筋笼安放完毕后＃应检测确认钢筋笼顶端的高度＃根据转盘顶标高控制钢筋笼高程$钢笼下放到设计标高后＃将其校正在桩中心位置#然后用钢筋焊接在护筒和缆风绳拉结在桩架上进行固定$＃(."安放导管％二次清孔＃(。（！”安放导管导管是灌注水下混凝土的重要工具＃用钢板卷制焊成或采用无缝钢管制作＄导管内径!＊63#内壁光滑%顺直％光洁和无局部凹凸不平#各节导管内径大小一致＃并对导管进行编号$导管使用前和使用一个时期以后＃除对其规格％质量和拼接构造进行认真检查外#还需做拼接%过球％水密性试验$吊装前试拼以检查接口连接是否严密%牢固和拼装后的垂直情况＃发现接口胶垫有破损则应换新＃根据钻孔实际总长确定导管的拼装长度$＃(.（＃"二次清孔导管吊放完毕#在导管加封带管的铁板＃往导管内加灌高压水＃使沉淀在孔底的沉渣漂流#清孔后要检查其沉渣厚度#复核孔底标高#判断是否达到设计和灌注要求$清孔后泥浆各项指标必须达到设计要求＆amp;比重＃0")2＃0#＃含砂率[！9＃稠度＃＄2！"N$清孔后沉渣厚度不大于)”63＄＃(!/”灌注桩浇注#(!/(!"灌注前准备漏斗安装＃漏斗容量在/0"3)左右//#7G！！H＃&；H!"4/=70！）#4/:＃0＄&＆amp；；！"0/=#0""=”0”＊;）"0&；:/0”3））#漏斗与导管间加活动控制阀门$漏斗和导管拼接结束后#用导向阀将其固定在桩机架上＃以防提升时碰撞钢筋#导管的孔底悬高以!*2/"63为宜$用钢管及脚手板搭设浇筑脚手架#并进行防护与加固$＃(!/（#”水下混凝土灌注!#"混凝土拌制！”##年$期总第＄%期#’’”"水下混凝土严格按照批准的配合比进行拌制需经常检查混凝土坍落度一般控制在＃72!!63根据计算首批混凝土量为/0"3）能满足导管一次埋入混凝土面以下＃0"3以上和填充导管底部的需要灌注混凝土时注意灌注的首批混凝土的初凝时间不得早于全部混凝土灌注完成时间！混凝土封底确定混凝土可以使用后在导管上端连接混凝土漏斗并在漏斗下口吊放隔水阀封口将混凝土用灌车运至现场倒入漏斗内当漏斗箱储足足够的混凝土数量时剪断隔水阀的铁丝使混凝土下落封住导管底部首批混凝土灌注前在漏斗内浇适量的清水湿润首批混凝土适当多加点水泥和黄砂尽量有足够大的坍落度开启阀门使首批混凝土在很短的时间内一次降到导管底测探孔内混凝土高度计算出导管埋置深度符合要求后再正常灌注)混凝土正常灌注混凝土灌注开始后应保持紧凑连续地进行中途不停止在灌注过程中注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况由两人用垂球及时探测孔内混凝土表面高度并和灌注混凝土的数量相对照以便正确指导导管的提升和拔除导管的提升与拆除为使混凝土经常处于流动状态灌注桩施工应连续进行短时间歇应经常抽动导管当导管底埋置于混凝土深度过大或导管中混凝土落不下去时应开始将导管提升提升速度不能太快保持导管轴线竖直和位置居中以免倾倒牵动钢筋笼拆除导管动作要快时间一般不宜超过＃*3BC已拆下的管节立即清洗干净堆放整齐导管埋置深度一般控制在！2&3在灌注过程中当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以避免在导管内形成高压气囊挤坏橡皮垫当混凝土面升到钢筋骨架下端时为了防止钢筋骨架上浮采用以下措施当混凝土面接近钢筋骨架时保持！2＊3的埋管并徐徐灌入混凝土以减少混凝土从导管底口出来后向上的冲击力当孔内混凝土表面进入钢筋骨架#2!3后适当提升导管保持导管埋置深度!2/3直至导管底口进钢筋笼增加骨架在导管底口以下的埋置深度从而增加混凝土对钢筋骨架